¿Qué causa que las imágenes de primer plano de Hyabusa-2 de Ryugu estén oscuras en las esquinas?

El artículo del NYTimes Hayabusa2 se prepara para lanzar rovers en el asteroide Ryugu dice

19 de septiembre Rock Hoppers

Hayabusa2 se está preparando para desplegar dos pequeños rovers esta semana, cada uno de aproximadamente 7 pulgadas de ancho. La gravedad de Ryugu es tan débil que los rovers Minerva podrán saltar y flotar lentamente por la superficie utilizando rotores internos.

e incluye la imagen de abajo de una vista de primer plano de la superficie.

Las imágenes parecen ser brillantes en el centro y luego se vuelven más oscuras en los bordes, especialmente en las esquinas.

Puedo pensar en tres posibles causas de brillo no uniforme en general (por supuesto, podría haber más), aunque quizás no todas se apliquen en este caso:

  1. viñeteado óptico
  2. relleno no uniforme de luces de cámara o flash, o 1 / r 2 caída de iluminación debido a la fuerte curvatura de la superficie
  3. dispersión direccional de la luz (ocultación de sombras) como se ve en la Luna

No creo que Hayabusa-2 esté usando fotografía con flash, en su punto más alejado del Sol, Ryugu todavía está a solo 1.5 AU de distancia.

Y a menos que la cámara tenga una óptica de zoom variable llevada al límite, no puedo imaginar que esté diseñada con viñetas.

Entonces, ¿estamos viendo sombras ocultas aquí? ¿Algo más?

Pregunta: ¿Qué causa que las imágenes de primer plano de Ryugu de Hayabusa-2 estén oscuras en las esquinas?

Ver material en ¿Cuál es la historia detrás de esta imagen de la era Apolo? para obtener más información sobre este tema, y ​​¿Hay ALGUNA imagen satelital verificada de retrodispersión coherente de luz visible desde la Tierra? para la distinción entre ocultación de sombras y retrodispersión coherente.

¿Cuál es la historia detrás de esta imagen de la era Apolo?

abajo: "Durante un experimento para medir la gravedad del asteroide, la nave espacial tomó estas imágenes de la superficie desde menos de una milla de distancia". desde aquí

Ryugu visto por Hayabusa2

actualización 2: Encontré una de las imágenes en la página de la Sociedad Planetaria Hayabusa2 closeup en Ryugu desde 1000 metros, 6 de agosto de 2018 donde dice:

PRIMER PLANO DE HAYABUSA2 EN RYUGU DESDE 1000 METROS, 6 DE AGOSTO DE 2018

Superficie de Ryugu fotografiada con la Cámara Óptica de Navegación - Telescópica (ONC-T) desde una altura de unos 1000 m. La imagen fue capturada el 6 de agosto de 2018 alrededor de las 22:57 UTC. Las imágenes de la totalidad de Ryugu fueron tomadas casi al mismo tiempo por la Cámara de navegación óptica - Gran angular (ONC-W1, recuadro). El cuadro rojo corresponde a la región de la imagen tomada por el ONC-T.

Ryugu visto por Hayabusa2

también aquí hay una excelente manifestación terrestre de ocultación de sombras

actualización 1: este tweet de Hayabusa2 de JAXA es impresionante y una excelente ilustración de la ocultación de sombras (observe la mejora brillante cerca del centro:

Ryugu visto por Hayabusa2

Aplicaron filtros de Instagram
Ver wikipedia: "ONC-W1 y ONC-W2 son cámaras pancromáticas (485–655nm) de gran angular (65,24°×65,24°)". Pero las cámaras de gran angular son más propensas al viñeteado que los teleobjetivos. ¿Qué cámaras se utilizaron para las imágenes en cuestión? ¿La "ONC-T es una cámara de teleobjetivo con un campo de visión de 6,35°×6,35°" o la ONC-W?
@Uwe Todavía no estoy seguro. El pie de foto dice que la distancia era "menos de una milla de distancia" y estos tienen una resolución de 1 metro aproximadamente, por lo que no puedo adivinar si es un sistema de gran angular realmente bueno o no, pero el oscurecimiento es en una distancia de solo unos pocos decenas de metros, lo que sería menos de 1 grado, sin importar qué tipo de lente fuera.
@Uwe ver "actualización 2"
Las imágenes fueron tomadas a una distancia de aproximadamente 1 km. El diámetro de Ryugu es de aproximadamente 0,9 km. El campo de visión de las imágenes es de 6,35° o unos 110 m. Utilizando Pitágoras, calculé que los bordes de la imagen estaban unos 6,9 m más alejados que el centro. Asumí un Ryugu esférico. Pero Ryugu es más como un cuerpo en forma de diamante. Por lo tanto, los bordes pueden estar más alejados.

Respuestas (1)

Algo a tener en cuenta aquí: Las lentes son redondas, AFIAK todos los sensores actuales son rectangulares. Esto inherentemente significa que habrá un desajuste. Solo hay tres opciones posibles:

  • Haz la lente lo suficientemente grande para cubrir el sensor. El sensor obtiene una imagen completa, se proyecta luz adicional al lado del sensor y se desperdicia. Esta es la elección que se hace en la mayoría de las cámaras, aunque algunos lentes en algunos ámbitos, especialmente con filtros incorporados, aún pueden presentar viñetas. He visto tomas con lentes de ojo de pez extremos que son redondas, ni siquiera caídas en las esquinas.

  • Haz que el sensor sea lo suficientemente grande para cubrir la lente. El resultado es un gran viñeteado, como muestran estas imágenes.

  • En algún punto intermedio, algo de luz desperdiciada, algunos rincones oscuros.

Recuerde que cuando estamos lidiando con el peso de la nave espacial y los datos son los reyes, la belleza no es tan importante y el costo generalmente significa poco (porque los grandes costos serán la ingeniería, las pruebas y el refuerzo. Gastar $ 1000 para ahorrar una onza en una nave espacial profunda es una decisión obvia.) Si bien no sé acerca de las lentes de esta nave espacial, las lentes son más pesadas que los sensores. Obtendrá más datos para un peso dado al agrandar el sensor.

Bueno, hacer que el CCD sea redondo no hará que la imagen sea uniforme de repente. Cualquier caída en la intensidad con la distancia desde el eje óptico será la misma sin importar la forma que tenga el sensor de imagen. Todavía tengo la corazonada de que esto se esconde en la sombra: atoptics.co.uk/fz611.htm
Hay otro efecto. Los rayos de luz en el centro del sensor son verticales a la superficie del sensor, pero los rayos en los bordes del sensor no son perpendiculares. Por lo tanto, la intensidad de la luz recibida por el sensor es menor en sus bordes. Hay lentes especiales diseñados para imágenes digitales que compensan este efecto.
¿Qué causa que las imágenes de primer plano de Hyabusa-2 de Ryugu estén oscuras en las esquinas?
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