Warum hat die linke Windmühle zu viele Flügel?

Ok, sieh dir diese Einstellung an:

Dies sind die 3 Windmühlen in Marshfield Massachusetts. Es wurde aus Provincetown, MA, in einer Entfernung von 35 Meilen geschossen. (Ich wollte sie nicht erschießen, ich habe Right Whales geschossen ... Ich weiß, das Leben ist hart ...

Der Schuss ist ein Pixel guckte voller Ernte. Das Canon 40D-Gehäuse, das 24-105 mm F4-Objektiv, wurde mit Blendenpriorität bei 1 / 640s und f4.0 aufgenommen. ISO 100.

Was ist mit der Windmühle ganz links los? Dabei wird die Klinge um ca. 20 Uhr verdoppelt. Wie ist das passiert?

Ungeachtet dessen, wie es aussehen mag, handelt es sich nicht um einen Schlitzverschluss. Ein Blendeneffekt in der Brennebene führt zu Verzerrungen, da verschiedene Teile des Rahmens zu unterschiedlichen Zeiten belichtet werden. Bei einer sich drehenden Klinge, die sich während der gesamten Belichtung um einen Bruchteil einer Umdrehung bewegt, würde die Klinge gekrümmt und ihre Dicke falsch aussehen. Dies ist jedoch nicht das, was wir sehen. In keinem Fall werden durch diesen Effekt zwei unterschiedliche Bilder eines sich reibungslos bewegenden Objekts wie dieser Klinge erzeugt.

Ich sehe zwei weitere Artefakte in diesem Bild:

1. Horizontbeugung. Die Motive sind 35 Meilen entfernt und befinden sich sehr tief am Horizont. Die Luft in Bodennähe (oder in diesem Fall das Wasser) weist verschiedene Temperaturgradienten sowie heiße und kalte Taschen auf. Heiße und kalte Luft haben einen geringen Unterschied im Brechungsindex. Die heißen und kalten Luftschichten und Taschen verbiegen sich dann leicht. Dies ist ein geringfügiger Effekt, aber über 35 Meilen können diese Art von Artefakten und vieles mehr verursachen. Dies ist der gleiche Effekt, der in Wüsten, in denen der Boden wärmer als die Luft ist, über viel kürzere Entfernungen hinweg zu Trugbildern führt. Es wäre sehr erfreulich, wenn die Meerestemperatur und die Lufttemperatur an diesem Tag gut zusammenpassen würden, insbesondere über eine so lange Distanz.

   Da es sich um (relativ) heiße und kalte Luft handelt, kann ein entferntes Objekt mehrmals oder gar nicht auftauchen. Es ist überhaupt nicht zu glauben, dass das Doppelbild der Klinge dadurch verursacht werden könnte.

2. Kompressionsartefakte. Es gibt eine Menge Dinge um die Windmühlen, die wie JPEG-Komprimierungsartefakte aussehen. Dieses Bild hat die volle Auflösung, daher ist es nicht verwunderlich, dass diese Artefakte auch bei einer Einstellung mit "hoher Qualität" in der Kamera sichtbar sind. Ich denke nicht, dass diese Artefakte so stark sind, dass sie das Doppelklingenbild verursachen, aber sie helfen sicherlich nicht. Ich verstehe wirklich nicht, warum die Leute alles andere als roh schießen, wenn sie danach einen Pixelblick machen. Das macht keinen Sinn. Außerdem möchten Sie so viele Informationen wie möglich in die Nachbearbeitung einfließen lassen, was keinesfalls bedeutet, dass Komprimierungsartefakte hinzugefügt und das Bild auf nur 8 Bit pro Farbe und Pixel skaliert werden. Dies ist jedoch eine andere Diskussion.

Hinzugefügt:

Für diejenigen, die immer noch denken, dass dies ein Focal-Plane-Shutter-Artefakt sein könnte, hier ist ein bisschen Mathe. Das Bild wurde mit einer Verschlusszeit von 1/640 Sekunde aufgenommen, was bedeutet, dass jedes Pixel etwa 1,6 ms belichtet wurde.

Ich weiß nicht, wie hoch die X-Sync-Geschwindigkeit dieser Kamera ist (die maximale Verschlusszeit, bei der der gesamte Verschluss gleichzeitig geöffnet ist), aber seien wir großzügig und sagen, dass sie 1/100 Sekunde beträgt. Das ist für heutige Verhältnisse ziemlich langsam. Selbst wenn ja, bedeutet dies, dass die Verschlussdurchlaufzeit über das gesamte Bild nicht mehr als 10 ms beträgt. Mit anderen Worten variiert das Zentrum der Belichtungszeit über das Bild um 10 ms. Dies gilt unabhängig von der Verschlusszeit.

Diese Verzögerung von 10 ms ist jedoch über das Bild verteilt. Die Mitte ist beispielsweise nur 5 ms von beiden Kanten entfernt. Ich habe mir das Bild oben angesehen und das betreffende Windmühlenblatt ist höchstens 12 Pixel breit. Ein Bild mit voller Auflösung auf dieser Kamera hat eine Auflösung von ca. 3900 Pixel, sodass der Zeitversatz über die Breite des Artefakts 10 ms (12/3900) = 215 ns beträgt. Das ist im Vergleich zur Belichtungszeit winzig, aber das Addieren der beiden ergibt immer noch weniger als 1,6 ms.

Angenommen, die Windmühle drehte sich mit 1 Hz. Das wäre für eine so große Maschine verdammt schnell. 1,6 ms wären nur 0,6 Grad Drehung. Bei einem Radius von 12 Pixeln würde dies eine Bewegung von 0,12 Pixeln an der Blattspitze bedeuten, was die maximale Größe darstellt, die ein Verschlussartefakt in der Brennebene in diesem Fall haben kann. Das ist einfach nicht was los ist.

Ich vermute (als Imaging-Wissenschaftler, Fernerkundung), dass das, was Sie vielleicht sehen, ein Artefakt des Fresnel-Effekts ist. Licht ist eine elektromagnetische Welle und das Meerwasser ist ein Leiter (Salzwasser). Es gibt eine Störung zwischen dem Licht, das die Linse erreicht, wobei ein Teil des Lichts vom Wasser reflektiert wird (oder nicht).

Die Oberflächentextur spielt ebenfalls eine Rolle, und der Meereszustand beeinflusst die Fresnel-Effekt-Koeffizienten.

Manchmal sind Fresnel-Effekte sehr kurzlebig, und unser Auge gleicht sie aus. Bei einem Standbild wird es jedoch nicht. Darüber hinaus ist der Weg von der Windmühle zur Linse für jede Windmühle unterschiedlich, mit ständig variierenden Oberflächentexturen, mit ständig variierenden Reflexions- und Polarisationseigenschaften.

Ein praktisches Beispiel für den Fresnel-Effekt ist, dass das Signal am Rand eines UKW-Radiosenders "Streikposten" bildet, in denen es schnell ein- und ausgeblendet wird. Ein weiteres Beispiel ist eine Fata Morgana, bei der die Fata Morgana dauerhafter ist als der Lattenzaun des Radiosenders.

Nun, ich könnte mich irren, und das tue ich häufig, aber ich bin der Meinung, dass dies kein durch Verschlüsse hervorgerufenes Artefakt ist. @Olin Lathrops Vorschlag, die Atmosphäre zu beeinflussen, steht nicht im Widerspruch zum Fresnel-Effekt und kann dazu beitragen. Denken Sie daran, dass Reflexion, Brechung und Dielektrika beim Fresnel-Effekt eine Rolle spielen können.

Zusammenfassend möchte ich sagen, dass die wahrscheinlichste Erklärung für die scheinbar zusätzliche Schaufel an der linken Turbine darin besteht, dass es sich um ein Artefakt handelt, das durch den Fresnel-Effekt erzeugt wurde, und dass die Entfernung, der geringe Winkel über einem leitenden Medium (Salzwasser) und die sich zeitlich ändernde Szene (von dem die Kamera einen kurzen Moment aufgenommen hat) sind alles Faktoren, die dazu beitragen.

Angesichts der schlechten Bildqualität kann es sich lediglich um ein Artefakt handeln, das der Verstand als Klinge liest.

Zwei ausgerichtete Windmühlen? Hintereinander?