Что это за лучи, которые появляются на фотографии солнца?

На многих изображениях светоизлучающих объектов мы видим такие лучи. Почему они появляются? Какая математика стоит за их количеством и направлением?

введите описание изображения здесь

+1. Совершенно правильный и интересный вопрос, я не могу понять отрицательный голос.
@EmilioPisanty: Да, это хороший вопрос. Но понижение было связано с историей вопроса... Впервые он был опубликован со ссылкой, для которой требуется идентификатор входа в систему.
Тогда достаточно справедливо.
Связанный (но не дублирующийся): physics.stackexchange.com/q/9899/10851

Ответы (3)

Это артефакты наличия препятствий в оптике. В идеале, мы думаем о регистрируемой интенсивности как (квадрат величины) преобразования Фурье фронта волны, проходящего через апертуру. То есть всякий раз, когда волновой фронт попадает в фокус, он подвергается преобразованию Фурье (в пределе Фраунгофера ).

На это преобразование влияет апертура, которая исключает любую часть волнового фронта за пределами определенного диапазона. Действительно, для круглой апертуры преобразование Фурье однородного источника света представляет собой знакомый узор Эйри . Свертывание идеального изображения (сделанного с бесконечной апертурой) с помощью функции Airy приводит к знакомому цветению , наблюдаемому на фотографиях ярких источников света.

Однако многие апертуры камер используют многоугольники для простоты изготовления, поэтому яркие источники свернуты с более сложной функцией, которая может привести к вашим лучам. Вам следует взглянуть на эту статью , в которой обсуждается моделирование этих эффектов и многое другое, поскольку преобладание пленки и фотографий в современном мире делает эти артефакты почти необходимыми для придания реалистичности изображению, несмотря на то, что их редко можно увидеть в нашем собственные глаза. На рис. 3, в частности, показана апертура камеры, а на рис. 5 показана связь с преобразованием Фурье.

Подводя итог: количество шипов — это количество краев в апертуре (диафрагме), а ориентация — это просто ориентация камеры.

Аналогичные эффекты могут быть вызваны и другими препятствиями внутри апертуры. Для телескопов со вторичным зеркалом или другим устройством на оптическом пути (очень распространенная конструкция) объект и его опорные стойки имеют свои преобразования Фурье, влияющие на изображение. Тонкие распорки, в частности, заметные артефакты, даже на снимках Хаббла, что можно увидеть в вики по дифракционным шипам .

На самом деле, я часто вижу этот эффект своими глазами, когда смотрю на лампочку. Какое тогда объяснение? Мои глаза точно не полигональные.
@Karsus Здесь я высказал предположение, что вы видите картины дифракции / внутреннего отражения, вызванные дискретной клеточной природой вашего объектива.
Спасибо за ответ. Есть ли у вас какое-либо мнение об ответе @Emitabsorb ниже?
@ user13107 Я не сомневаюсь, что царапины и тому подобное могут вызывать подобный эффект, но даже при отсутствии царапин или масла могут быть всплески, как отмечено в блоге Emitabsorb.

Это не блики, этот эффект просто результат отражений из-за царапин или следов масла, оставшихся на вашей камере. Серия параллельных линий царапин будет отражать свет перпендикулярно себе. Вы даже можете изменить направление луча!! Вы можете сделать это, протирая линзу камеры в определенном направлении смазанными маслом пальцами. Если протереть его в одном направлении, луч будет ориентирован перпендикулярно ему. Если вы все еще так любите объектив своей камеры, вы можете взглянуть на этот пост в моем блоге:

http://emitabsorb.wordpress.com/2012/03/05/childhood-question-finally-solved/

Я проанализировал этот эффект и показал на видео, как я менял направление лучей. Вы также можете легко увидеть этот эффект ночью невооруженным глазом, потому что на вашем глазном хрусталике уже много царапин.

Можно попробовать протереть объектив фотоаппарата пальцами (протирание должно быть только в одном направлении, иначе линии не будет) перед тем, как сделать снимок, то если первые два луча, которые были до этого, исчезли и заменились новой линией, то это точно означает, что мое объяснение верно. Но если эти две линии все еще существуют, возможно, это связано с царапинами на объективе вашей камеры.

подобные эффекты можно увидеть невооруженным глазом даже не щурясь, а если наклонить голову, лучи тоже будут вращаться вместе с ней. Вы можете увидеть это только невооруженным глазом ночью, потому что обычно интенсивность этого отраженного света намного слабее, чем у других источников света. Если прищурить глаза, будет другой эффект, я думаю, что это связано с движением глазной жидкости.
Может быть, они говорят о разных вещах, есть много других явлений, подобных этому. Но я думаю, что в большинстве случаев повседневной жизни, с использованием обычной камеры, это правильное объяснение. Я провел несколько экспериментов, чтобы доказать это, используя свой iPod.

Наверное, нет никакой математики. Это известно как блик объектива . Это происходит, когда прием света происходит через объективы (как фотоаппаратов, так и ваших глаз) при наличии яркого источника, который может находиться как внутри, так и вне кадра. Это состояние часто возникает на фотографиях, когда свет попадает туда, куда не должен. Когда свет, который не влияет на изображение, попадает в камеру и попадает на матрицу или пленку, вы получаете блик на фотографии. Они могут размывать цвет в остальной части изображения и отображаться на изображении как многоугольный объект. Количество лучей и их направление зависят от угла падения. Эта ссылка дает полезную информацию о бликах.

Блики можно предотвратить с помощью бленды объектива или объектива с хорошим антибликовым покрытием...

Спасибо за терминологию. Может быть, они где-то еще объяснили причину количества таких лучей.
Из этого изображения мне не ясна причина лучей. Соответствуют ли они «зеркальному изображению»?