Почему тени от лопастей на фотографиях навигационной камеры Ingenuity выглядят ярче, чем тени от ног?

Рассмотрим это фото с навигационной камеры Ingenuity во время первого (?) полета:Тени с разной непрозрачностью

Вы можете видеть, что тени от лопаток кажутся ярче, чем тени от ног. Особенно это заметно, когда они пересекаются.

Кажется, что лезвия прозрачные. Но это не так: даже если камера работает в ближнем ИК-диапазоне, углеродные лезвия не должны быть прозрачными.

Так в чем причина?

Создает ли Ingenuity HDR-изображения, комбинируя «короткую выдержку» (лезвия выглядят неподвижно) и «длинную выдержку» (лезвия делают полный оборот)?

И почему тень левого верхнего (на фото) лезвия имеет градиент? (ближе к корпусу коптера ярче)

Лопасти выше над землей, чем тело и ноги. У света было больше возможностей рассеиваться в тени лезвий, чем в тени тела и ног из-за большего расстояния. По крайней мере, это мое предположение. Не уверен, что марсианский воздух может быть причиной такого сильного рассеяния.
@BMF: Нет, марсианская атмосфера слишком тонкая, чтобы производить такой эффект рассеяния (и если бы это было из-за рассеяния, очертания лопастей были бы гораздо более размытыми). Лопасти должны быть прозрачными.
@TonyK полупрозрачный? Ха, это возможность. businessinsider.com/… Я могу найти несколько изображений, на которых тени от лезвий выглядят такими же темными, как и тело. Может быть, это как-то движение лезвий.
@BMF: Интересно! У меня нет этому объяснения. Но обратите внимание, что корпус вертолета имеет квадратное сечение, а солнечная панель прямоугольная. А на картинке ОП виден непрозрачный прямоугольник, который может быть только тенью солнечной панели. Но солнечная панель выше лопастей ротора, так что это действительно не может быть из-за рассеяния.
@BMF: посмотрите последние три или четыре кадра этого видео . Меня поражает, что 2400 об/мин — это очень быстро, поэтому удивительно, что они не показывают размытие движения. Возможно, камера спутниковой навигации делает широкоугольный снимок с короткой выдержкой и смешивает его со снимком с более длинной выдержкой? Я не знаю, зачем это нужно, но это объясняет эффект частичной тени.
@TonyK о, 2400 об/мин? Честно говоря, я думал, что это будет быстрее из-за разреженного марсианского воздуха. Это около 40 Гц или ми-бемоль 1, который звучит примерно так . Это также касается скорости вращения шины гоночного автомобиля на скорости 200 миль в час. Я с нетерпением жду ответа на этот вопрос, потому что я озадачен. Я не уверен, но думаю, что могу проследить форму тени от лезвий под тенью солнечной панели в определенных местах. Это могло бы (не?) произойти, если бы оно было подвергнуто двойной экспозиции.
(хорошо, учитывая, что лезвия больше метра в поперечнике, это чертовски быстро)
Я как бы понимаю, что вы имеете в виду по поводу теней от лезвий, но я думаю, что это просто наша ненасытная жажда видеть закономерности там, где их нет.
Я думаю, что у @BMF есть правильный ответ; если присмотреться, то светлота тени находится в порядке удаления от земли; самые темные ноги, затем тело, солнечная батарея и поляны. Разницы достаточно, чтобы я предположил, что корабль был довольно близко к земле, когда был сделан снимок.
@antlersoft Не думаю, что я прав. Солнечная панель фактически находится над лопастями. Ноги, тело, лезвия, затем солнечная панель.
Лезвия расположены под углом, верно? Может быть, то, что мы видим, это свет, отражающийся от нижней части лопастей обратно в затененную область? Однако свет не мог идеально совпасть с тенью, хм.
Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (1)

Я верю, что получил ответ.

Давайте проверим это объяснение:

это непреднамеренно и артефакт того, как работает датчик. По сути, он по-прежнему работает как датчик изображения с гораздо более низкими характеристиками после закрытия затвора, но до того, как сохраненные данные о пикселях будут отсканированы. По сути, фотоэлектроны все еще могут попасть в накопительный узел. https://mobile.twitter.com/sdamico/status/1384221915422724096

Таким образом, свет просачивается на пиксель во время считывания. В чрезвычайно низкой скорости по сравнению со временем экспозиции, но время экспозиции составляет около 100 мкс, что в 100 раз меньше, чем 10 мс считывания.

(Время экспозиции можно оценить по углу размытия тени от лезвия. Время считывания можно оценить по максимальному FPS - 100fps дает 10 мс на кадр)

Можем ли мы воспроизвести этот эффект?

К счастью, я нашел видео, где точно такая же камера снимает маленький пропеллер при ярком свете:

пропеллер

Вы можете приостановить видео и использовать кнопки < > для покадровой навигации и наблюдать точно такую ​​же прозрачность.

Также этот пост https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?t=267563 того же автора показывает неподвижное изображение лезвий с заметным полупрозрачным кругом:

глобальные затворы с белым пропеллером

Обратите внимание, что эффект здесь гораздо заметнее. Я считаю, что это потому, что:

а) Белый пропеллер и темный фон дают более высокий контраст

б) Время экспозиции уменьшено в 4 раза (0x04 в видео, 0x01 в посте на форуме), что увеличивает соотношение считывание/выдержка в 4 раза.

UPD 21.07.2021: Заявление об отказе от инфракрасного излучения

Похоже, я ошибся, полагая, что навигационная камера Ingenuity работает в ИК-диапазоне. OV7251 умеет работать в ИК и забавно, что в pdf написано про "встроенный полосовой фильтр 850 нм" (отсюда я и подумал, что у него только ИК-версия). Но как оказалось, есть разные версии для ИК и только для видимого света. И теперь я не могу найти никаких доказательств того, что Ingenuity действительно использует IR-версию. Но часть IR все еще кажется правдоподобной для других случаев, поэтому я не буду ее удалять.

Я также думаю, что эффект более заметен при инфракрасном свете, потому что кремний (из которого сделан датчик) как бы прозрачен в ИК-диапазоне.

кремний и ИК-светодиод( https://www.flickr.com/photos/imager/3380554807 )

Таким образом облегчите разбегание и доступ к узлам хранения:

узел хранения на CMOS-датчике

Это может объяснить, почему величина эффекта для Ingenuity и для видео выглядит одинаково, несмотря на то, что считывание/экспозиция намного выше для видео (я оцениваю экспозицию порядка 10 мкс): в видео некоторые светодиоды использовались для освещения, а светодиоды на несколько порядков меньше ИК, чем у Солнца.

Красивый! Это действительно интересный ответ. Рисунок поперечного сечения показывает, что они включили металлизацию в область хранения, поэтому она не будет обнаруживать фотоны напрямую, но по какой-то причине она недостаточно изолирована, чтобы предотвратить дрейф низкой скорости фотоэлектронов из других мест внутри пикселя. эти «долгие» промежутки времени между экспозицией и считыванием. Прохладный!
Я держал кремниевые пластины с двусторонней полировкой перед тепловизионными ИК-камерами, и они были прозрачны, как стекло, на этих длинах волн, а также в любой области с шириной запрещенной зоны в ближнем ИК-диапазоне. Монокристаллический кремний с высоким удельным сопротивлением для электроники невероятно прозрачен в ИК-диапазоне, но с показателем преломления от 2,5 до 3,5 там все еще присутствует сильное френелевское отражение на каждой границе раздела.
@uhoh Теперь я думаю, что ошибался насчет ИК-чувствительности камеры Ingenuity (см. обновленный ответ). Но мне все еще нравится эта идея рассеяния. Возьму камеру с глобальным затвором и проверю.
Почему тени от лопастей на фотографиях навигационной камеры Ingenuity выглядят ярче, чем тени от ног?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v