¿Por qué el molino de viento izquierdo tiene demasiadas aspas?

A pesar de lo que pueda parecer, este no es un efecto de obturador de plano focal. Un efecto de obturador de plano focal causa distorsión porque las diferentes partes del encuadre están expuestas en diferentes momentos. Para una cuchilla giratoria que se mueve una fracción de rotación durante toda la exposición, la cuchilla parecería curvada y su grosor incorrecto. Sin embargo, eso no es lo que estamos viendo. En ningún caso este efecto producirá dos imágenes distintas de un objeto en movimiento suave como esa cuchilla.

Veo otros dos artefactos en esta imagen:

1. Difracción del horizonte. Los sujetos están a 35 millas de distancia muy bajo en el horizonte. El aire cerca del suelo (o agua en este caso) tiene varios gradientes de temperatura y bolsas frías y calientes. El aire frío y caliente tiene una ligera diferencia en su índice de refracción. Como resultado, las capas de aire caliente y frío y las bolsas se desvían ligeramente. Este es un efecto leve, pero más de 35 millas ciertamente pueden causar este tipo de artefactos y mucho más. Este es el mismo efecto que causa espejismos en distancias mucho más cortas en desiertos donde el suelo es más cálido que el aire. Sería muy sorprendente si la temperatura del mar y la temperatura del aire coincidieran bien ese día, especialmente en una distancia tan larga.

   Dado que hay bolsas de aire caliente y frío (relativamente), los objetos distantes pueden aparecer varias veces o no aparecer en absoluto en ningún caso. No es exagerado creer que la doble imagen de la hoja podría ser causada por esto.

2. Artefactos de compresión. Hay muchas cosas alrededor de los molinos de viento que parecen artefactos de compresión JPEG. Esta imagen está en resolución completa, por lo que no sorprende que estos artefactos sean visibles incluso en una configuración de "alta calidad" en la cámara. No creo que estos artefactos sean tan fuertes como para causar la imagen de doble hoja, pero ciertamente no ayudan. Realmente no entiendo por qué la gente dispara en cualquier cosa que no sea en bruto si luego van a mirar píxeles. No tiene sentido. Además, desea que la mayor cantidad de información posible entre en el procesamiento posterior, lo que ciertamente NO significa agregar artefactos de compresión y reducir la imagen a solo 8 bits por color por píxel. Sin embargo, esa es otra discusión.

Adicional:

Para aquellos que todavía están pensando que esto podría ser un artefacto del obturador del plano focal, aquí hay algunas matemáticas. La imagen se tomó con una velocidad de obturación de 1/640 segundos, lo que significa que cada píxel estuvo expuesto durante aproximadamente 1,6 ms.

No sé cuál es la velocidad de sincronización X de esa cámara (la velocidad de obturación máxima a la que se abre todo el obturador a la vez), pero seamos generosos y digamos que es 1/100 de segundo. Eso es bastante lento para los estándares actuales. Incluso si es así, significa que el tiempo de recorrido del obturador en toda la imagen no es más de 10 ms. En otras palabras, el centro del tiempo de exposición varía 10 ms a lo largo de la imagen. Esto será cierto independientemente de la velocidad de obturación.

Sin embargo, este retraso de 10 ms se extiende por toda la imagen. El centro está a solo 5 ms de cualquier borde, por ejemplo. Miré la imagen de arriba, y la pala del molino de viento en cuestión tiene solo 12 píxeles de ancho como máximo. Una imagen de resolución completa en esa cámara tiene aproximadamente 3900 píxeles de ancho, por lo que el sesgo de tiempo en el ancho del artefacto es de 10 ms (12/3900) = 215 ns. Eso es pequeño en comparación con el tiempo de exposición, pero al sumar los dos, el resultado es menos de 1,6 ms.

Ahora digamos que el molino de viento estaba girando a 1 Hz. Eso sería bastante rápido para una máquina tan grande. 1,6 ms serían solo 0,6 grados de rotación. Teniendo en cuenta un radio de 12 píxeles, eso significaría un movimiento de 0,12 píxeles en la punta de la hoja, lo que representa el tamaño máximo que cualquier artefacto del obturador del plano focal puede tener en este caso. Eso simplemente no es lo que está pasando.

Mi conjetura (como científico de imágenes, detección remota) es que lo que podría estar viendo es un artefacto del efecto Fresnel. La luz es una onda electromagnética, y el agua de mar es un conductor (agua salada). Hay interferencia entre la luz que llega a la lente y parte de ella se refleja en el agua (o no).

La textura de la superficie también juega un papel, y el estado del mar afectará los coeficientes del efecto Fresnel.

A veces, los efectos de Fresnel son de muy corta duración y nuestro ojo los compensa. Sin embargo, en una fotografía fija no lo hará. Además, el camino desde el molino de viento hasta la lente es diferente para cada molino de viento, con texturas superficiales que varían constantemente, con propiedades reflectantes y polarizadoras que varían constantemente.

Un ejemplo práctico del efecto Fresnel es cuando se viaja al borde de una estación de radio FM, la señal formará una "valla de estacas" donde se desvanece y desaparece rápidamente. Otro ejemplo es un espejismo, donde el espejismo es más persistente que la cerca de estacas en la estación de radio.

Ahora, podría estar equivocado, y con frecuencia lo estoy, pero mi opinión considerada es que este no es un artefacto inducido por el obturador. La sugerencia de influencia atmosférica de @Olin Lathrop no es incompatible con el efecto Fresnel y puede contribuir a ello. Tenga en cuenta que la reflexión, la refracción y los dieléctricos pueden desempeñar un papel en el efecto Fresnel.

En conclusión, diría que la explicación más probable de la pala aparentemente extra en la turbina izquierda es que es un artefacto creado por el efecto Fresnel, y esa distancia, ángulo bajo sobre un medio conductor (agua salada) y la escena temporal cambiante (que la cámara capturó un breve instante) son todos factores contribuyentes.

Al ver la mala calidad de la imagen, puede ser solo un artefacto que la mente lee como una cuchilla.

¿Dos molinos de viento alineados? ¿Uno detrás del otro?