Was verursacht Linseneffekte entlang bestimmter Achsen?

Antworten:

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Was verursacht Linseneffekte entlang bestimmter Achsen?

Diese Antwort geht davon aus, dass das 1. und 3. Bild durch dasselbe Phänomen verursacht werden und Bild 2 durch etwas anderes.

Bild # 2

In meinen Augen scheint diese Fackel durch ein verschmiertes Frontelement verursacht zu werden. Dies kann leicht passieren, wenn man versucht, das Element sauber zu wischen, aber nicht alle (vermutlich) Fingeröle erhält. Der letzte Wisch mit dem Linsentuch ging von rechts oben nach links unten (von hinten gesehen) und erzeugte so das senkrechte Streulicht.

In den folgenden Fragen finden Sie ähnliche Effekte (und Antworten):

Bilder Nr. 1 und Nr. 3

Wie Sie in Ihrer Frage festgestellt haben, treten Beugungsspitzen auf, wenn Licht eine gerade Kante passiert, was dazu führt, dass sich das Licht senkrecht zur Kante ausbreitet. Im Abschnitt "Beugungsspitzen aufgrund nicht kreisförmiger Apertur" des Wikipedia-Artikels über Beugungsspitzen sehen Sie, dass eine quadratische Irisapertur mit geradliniger Klinge einen vierzackigen Stern verursacht.

Eine rauten- oder rautenförmige 4-Blatt-Iris erzeugt jedoch ein X-Muster. Es ist immer noch 4-Punkt, aber die Punkte sind nicht alle 90 ° voneinander entfernt. Lassen Sie mich anhand meiner rudimentären ImageMagick-Fähigkeiten demonstrieren.

Erstellen wir zunächst unsere Öffnung, ein Rautenmuster (Abbildung 1):

convert -size 1000x1000 xc:black -fill white -draw \
    "polygon 500,400 673,500 500,600 327,500" 01-aperture.png

Abbildung 1: Die Diamantöffnung
Abbildung 1: Die horizontale rautenförmige Öffnung ( 01-aperture.png)

Eine Punktlichtquelle, die sich durch die Apertur bewegt, erzeugt das X-förmige Beugungsmuster in Abbildung 2. Ein Gauß-Filter wird als Fensterfunktion auf die Diamant-Apertur angewendet und durchläuft dann eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), gefolgt von einem anderen Gauß-Filter nach der Transformation, um einige der Intensitätsspitzen des Sterns auszugleichen.

convert 01-aperture.png -morphology Convolve Gaussian:1x1 \
    -fft +delete -auto-level -evaluate log 100 \
    -morphology Convolve Gaussian:3x3 -auto-level -evaluate log 10 \
    02-fft.png

Abbildung 2: 4-Punkt-X-Muster von einer Punktquelle durch eine Diamantapertur
Abbildung 2: 4-Punkt-X-Muster von einer Punktquelle durch eine Diamantöffnung ( 02-fft.png)

Eine rautenförmige Öffnung? "Ja wirklich?"

Tatsächlich. Mehrere Camcorder-Modelle hatten eine rautenförmige Öffnung. Dies ist wünschenswert, da es mechanisch viel einfacher ist als eine typische N-Blatt-Irisöffnung mit N rotierenden Irisblättern. Alles, was benötigt wird, sind zwei V-förmige Klingen, die sich gegenüberliegen und sich linear aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, um die Öffnung zu schließen oder zu öffnen.

Diese Anordnung erklärt auch, warum die X-Musterbeugung in Camcordern immer perfekt ausgerichtet ist. Bei einem Objektiv mit einer Irisapertur, wie bei fast allen modernen fotografischen Objektiven, dreht sich die erzeugte N-Gon-Aperturform, wenn sich die Irisblätter gemeinsam drehen, um die Apertur zu schließen. Somit hängt die Ausrichtung des gebeugten Sternmusters in fotografischen Linsen von der Einstellung des Aperturwerts ab. In der Diamantapertur des Camcorders gibt es jedoch keine Drehung, sodass das X-Muster immer gleich ausgerichtet ist.

Ich kann keine konkreten Details zu den Blendenblättern der Canon Vixia HF R400 finden, außer laut CNets Produktbewertung beträgt die "Objektivblende" 1: 1,8–4,5. Dies ist wahrscheinlich nur der physikalische Aperturbereich, da auch ND-Grad-Filter eingebaut sind, um den Lichteintritt weiter zu steuern.

Eine Überprüfung des Prosumer Panasonic AG-HMC40 1/4 "3-CMOS HD-Camcorders zeigt, dass die rautenförmige Blende der Kamera in Nahaufnahme:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Rautenförmige Blende des Panasonic AG-HMC40 Camcorders. Von Provideocoalition.com unter fairer Verwendung für Bildungszwecke abgerufen

scottbb
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Es ist eine großartige Antwort mit einem angebotenen Kopfgeld (wenn man die Antwort "nachweislich ungültig machen" könnte), das in 20 Minuten abläuft. Die Antwort ist gut für die Frage. WENN es ein Foto wäre, hätte ich versucht zu untersuchen, ob eine Art Verschluss einen solchen Effekt erzeugen könnte, anstatt dass er von den Blendenblättern erzeugt wird - aber die Zeit läuft zur Neige und es ist keine bessere Antwort. Ich habe unter photo.stackexchange.com/questions/6605/… eine doppelte Antwort gefunden, die für Fotos und nicht für diesen Video-Standbild gilt. Nichts, was ich vorschlagen könnte, wäre eine bessere Kopfgeldantwort.
Rob
@Rob die Kopfgeldnotiz wurde gegen meine Antwort geschrieben, wie ursprünglich geschrieben (siehe Bearbeitungsverlauf). Ich hatte eine Theorie, die plausibel schien, ich versuchte sogar, den Effekt zu demonstrieren, entschied aber später, nicht zu erklären, was los war
scottbb
@Rob Ich habe nach weiteren Beispielen für X-Pattern-Videostills aus verschiedenen Videos oder Situationen gesucht, weil ich weiß, dass ich sie gesehen habe, sie aber nicht platzieren konnte und es sehr schwer hatte, Beispiele zu finden.
Scottbb
Ich habe einige Beispiele gefunden: Das Componar 75 mm f4.5-Vergrößerungsobjektiv, angepasst an eine Kamera: youtu.be/le2_0uQuRzA?t=44s - The Helios 44-2: youtu.be/EJ2uuYg6tuU - The Zenitar ME-1: youtu.be / sD4uee0_MRY - Versuchen Sie, nach "square bokeh" zu suchen. Sie produzieren "hässlich?" Quadratisches Bokeh AUSSER mit einem hellen Lichtpunkt konfrontiert, erhalten Sie einen vierzackigen Stern. WENN Sie Videos auf einem ILC aufnehmen, duplizieren diese Objektive (und jedes alte (russische?) Objektiv) das oben gezeigte Ergebnis ... Dieser Kommentar ist jedoch keine "Antwort" auf die OP-Frage und daher nicht reichlich (neu) benutze für dieses Wort;)).
Rob
@ Rob Ich habe diese Objektive noch nie gesehen, sehr interessant. Was ich in meinem Kopfgeldangebot gesucht habe, waren weitere Beispiele für Videokamera-Standbilder / Filmmaterial mit X-Mustern (z. B. bei 60 ° und 120 ° oder sogar höheren Winkeln). Beugungsspitzen in der gleichen Form wie OPs, aber nicht durch eine längliche Lichtquelle (wie eine Raketenfahne) erzeugt, hätten die Hypothese in meiner ursprünglichen Antwort völlig entkräftet. Das waren die Arten von Beispielen, nach denen ich gesucht habe.
Scottbb
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  • Kann an einem bestimmten Sternfilter https://www.google.com/search?q=star+filter liegen

  • Eine schmutzige Linse, zum Beispiel Fingerspitzen, verschmiert. Dies kann sehr spezifisch sein und tatsächlich mit der Richtung des Wischens gesteuert werden.

  • Ein internes Element der Linse. (Beugungsspitzen wie erwähnt)

Rafael
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Ich bekomme den Sternfilter (einen schwachen Beugungsfilter) und wische (einen versehentlichen Beugungsfilter von Rückständen in einem Muster), aber an welche Art von internen Linsenelementen denken Sie?
Nick T
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Diese Fackeln sind ein Beugungsmuster, das durch etwas im Strahlengang verursacht wird. Ihre Anzahl und Ausrichtung sagen etwas darüber aus, was sie verursacht hat. In einem refraktiven System kann es sich um ein streunendes Haar handeln, ein Stück Staub, sogar sehr milde Streifen in einer der Linsen, wenn man etwas Ultrahelles als Lichtquelle verwendet.

Wenn sie entlang einer bestimmten Zeile oder Spalte des Sensors ausgerichtet sind und der Sensor ein CCD ist, kann er auch blühen . In diesen Fällen ist es entlang ungerader diagonaler Winkel und höchstwahrscheinlich keine Form der Blüte.

Brandon Dube
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Das Amateur- und das SpaceX-Video haben fast die gleichen Winkel, scheinen nicht zufällig zu sein und sind entlang der Vertikalen und Horizontalen symmetrisch.
Nick T
@NickT Es gibt nichts, was besagt, dass die Öffnungen, die das Beugungsmuster verursachen, nicht die Sonne, ihre Geocorona oder die Erdatmosphäre sein können.
Brandon Dube
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@BrandonDube wie die Sonne oder seine geocorona in einem Schuss einer Rakete beteiligt in der Nacht ?
Scottbb
@scottbb meine Antwort ist allgemein. Hier sind es wahrscheinlich die stabilisierenden Flossen der Rakete.
Brandon Dube
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Ich habe Ihre Antwort nicht kommentiert. Ich habe Ihren Kommentar zu @ NickT kommentiert. Stabilisierende Flossen der Rakete? Wie können Flossen an der Spitze der Rakete, die sich nicht in der Nähe des Raketenauspuffs befinden, eine Öffnung für Licht sein, das nicht durch sie hindurchgeht?
Scottbb