O que causa o reflexo da lente ao longo de eixos específicos?

Ao fotografar objetos brilhantes, o que causa o reflexo da lente ao longo de eixos específicos?

As duas primeiras imagens capturadas do vídeo de Reds Rhetoric e Vincent Jones , a última do feed da SpaceX .

Nos telescópios refletores, o suporte secundário pode causar picos de difração em forma de cruz , mas como algo semelhante aconteceria nas lentes?

O que causa o reflexo da lente ao longo de eixos específicos?

Esta resposta assume que a 1ª e a 3ª imagens são causadas pelo mesmo fenômeno, e a imagem 2 é causada por algo diferente.

Imagem # 2

A meus olhos, esse reflexo parece ser causado por um elemento frontal borrado. Isso pode acontecer facilmente quando alguém tenta limpar o elemento, mas não obtém todos os óleos (presumivelmente) dos dedos. O último golpe com o pano da lente foi do canto superior direito para o canto inferior esquerdo (visto por trás da câmera), gerando o reflexo perpendicular.

Consulte as seguintes perguntas para obter efeitos semelhantes (e respostas):

• O que causa essas faixas "listradas" de fontes de luz?
• O que causa esses raios riscados de fontes de luz?

Imagens nº 1 e nº 3

Como você observou na sua pergunta, os picos de difração ocorrem quando a luz passa por uma borda reta, resultando na propagação da luz perpendicular à borda. Na seção "Picos de difração devido à abertura não circular" do artigo da Wikipedia sobre picos de difração, você vê que uma abertura de íris quadrada com lâmina de borda reta causa uma estrela de 4 pontas.

No entanto, uma íris de 4 lâminas em forma de losango ou losango produzirá um padrão X. Ainda é de 4 pontas, mas os pontos não estão todos a 90 ° um do outro. Deixe-me demonstrar usando minhas habilidades rudimentares do ImageMagick.

Primeiro, vamos criar nossa abertura, um padrão de diamante (Figura 1):

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

^{Figura 1: A abertura horizontal em forma de diamante ( 01-aperture.png)}

Uma fonte pontual de luz que viaja através da abertura cria o padrão de difração em forma de X na Figura 2. Um filtro Gaussiano é aplicado à abertura do diamante como uma função de janelas, passando então por uma Transformada Rápida de Fourier (FFT), seguida por outro filtro Gaussiano após a transformação para suavizar alguns dos picos de intensidade da estrela.

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

^{Figura 2: padrão X de 4 pontas a partir de uma fonte pontual de luz através de uma abertura de diamante ( 02-fft.png)}

Uma abertura em forma de diamante ? Mesmo?

De fato. Vários modelos de câmera de vídeo tinham uma abertura em forma de diamante. Isso é desejável porque é mecanicamente muito mais simples do que uma abertura de íris com lâmina N típica com lâminas de íris com rotação N. Tudo o que é necessário são duas lâminas com entalhe em V, opostas uma à outra, e movendo-se linearmente na direção ou fora uma da outra para fechar ou abrir a abertura.

Esse arranjo também explica por que a difração de padrão X nas câmeras de vídeo é sempre perfeitamente orientada. Em uma lente com abertura de íris, como em quase todas as lentes fotográficas modernas, quando as lâminas da íris giram coletivamente para fechar a abertura, a forma de abertura N-gon criada gira. Assim, a orientação do padrão de estrela difratado nas lentes fotográficas depende da configuração do valor da abertura. Mas na abertura de diamante da câmera de vídeo, não há rotação; portanto, o padrão X é sempre orientado da mesma maneira.

Não consigo encontrar detalhes concretos sobre as lâminas de abertura da Canon Vixia HF R400, exceto segundo a análise de produtos da CNet , sua "Abertura da lente" é f / 1.8-4.5. Provavelmente, essa é apenas a faixa de abertura física, pois também possui filtros graduados ND integrados para controlar ainda mais a entrada de luz.

Uma revisão da prosumer Panasonic AG-HMC40 1/4 "3-CMOS HD camcorder mostra que a abertura em forma de diamante da câmera em close-up:

^{Abertura em forma de diamante da câmera de vídeo Panasonic AG-HMC40. Obtido em Provideocoalition.com sob uso justo para fins educacionais}

• Pode ser devido a um filtro em estrela específico https://www.google.com/search?q=star+filter

• Uma lente suja, por exemplo, as pontas dos dedos estavam borradas. Isso pode ser muito específico e realmente controlado com a direção da limpeza.

• Algum elemento interno da lente. (picos de difração como você mencionou)

Essas explosões são um padrão de difração causado por algo no caminho óptico. Seu número e orientação dizem algo sobre o que os causou. Em um sistema refrativo, pode ser um fio de cabelo, um pedaço de poeira, até estrias muito leves em uma das lentes, quando se usa algo ultra brilhante como fonte de luz.

Se eles estiverem orientados ao longo de uma linha ou coluna específica do sensor e o sensor for um CCD, ele também poderá florescer . Nesses casos, ocorre ao longo de ângulos diagonais estranhos e, provavelmente, não é uma forma de floração.