¿Qué causa el destello de la lente a lo largo de ejes específicos?

Al fotografiar objetos brillantes, ¿qué causa el destello de la lente a lo largo de ejes específicos?

Las primeras dos imágenes capturadas del video de Reds Rhetoric y Vincent Jones , la última del feed de SpaceX .

En los telescopios reflectores, el soporte secundario puede causar picos de difracción en forma de cruz , pero ¿cómo ocurriría algo similar en las lentes?

¿Qué causa el destello de la lente a lo largo de ejes específicos?

Esta respuesta supone que las imágenes primera y tercera son causadas por el mismo fenómeno, y la imagen 2 es causada por algo diferente.

Imagen # 2

A mis ojos, esta llamarada parece ser causada por un elemento frontal manchado. Esto puede suceder fácilmente cuando uno intenta limpiar el elemento, pero no obtiene todos los aceites (presumiblemente) para los dedos. El último golpe con el paño de la lente fue de arriba a la derecha a la izquierda (visto desde detrás de la cámara), generando así el destello perpendicular.

Consulte las siguientes preguntas para obtener efectos similares (y respuestas):

• ¿Qué causa estas rayas "rayadas" de las fuentes de luz?
• ¿Qué causa estos rayos rayados de las fuentes de luz?

Imágenes 1 y 3

Como señaló en su pregunta, los picos de difracción ocurren cuando la luz pasa un borde recto, lo que hace que la luz se extienda perpendicularmente al borde. En la sección "Picos de difracción debido a la apertura no circular" del artículo de Wikipedia sobre picos de difracción, se ve que una apertura de iris cuadrado con hoja de bordes rectos causa una estrella de 4 puntas.

Sin embargo, un iris de 4 hojas en forma de rombo o rombo producirá un patrón X. Todavía tiene 4 puntas, pero los puntos no están todos a 90 ° entre sí. Permítanme demostrar usando mis rudimentarias habilidades de ImageMagick.

Primero, creemos nuestra apertura, un patrón 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: La apertura horizontal en forma de diamante ( 01-aperture.png)}

Una fuente puntual de luz que viaja a través de la abertura crea el patrón de difracción en forma de X en la Figura 2. Se aplica un filtro gaussiano a la abertura del diamante como una función de ventana, luego pasa a través de una Transformada rápida de Fourier (FFT), seguido de otro filtro gaussiano. después de la transformación para suavizar algunos de los picos de intensidad de la estrella.

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: patrón X de 4 puntas desde una fuente de luz puntual a través de una abertura de diamante ( 02-fft.png)}

¿Una abertura en forma de diamante ? De Verdad?

En efecto. Varios modelos de videocámaras tenían una apertura en forma de diamante. Esto es deseable porque es mecánicamente mucho más simple que una abertura de iris típica de N cuchillas con N cuchillas de iris giratorias. Todo lo que se necesita son dos cuchillas con muescas en V que se opongan entre sí y se muevan linealmente hacia o lejos una de la otra para cerrar o abrir la abertura.

Esta disposición también explica por qué la difracción de patrón X en videocámaras siempre está perfectamente orientada. En una lente con una apertura de iris, como en casi todas las lentes fotográficas modernas, cuando las hojas del iris giran colectivamente para cerrar la apertura, la forma de apertura de N-gon creada gira. Por lo tanto, la orientación del patrón de estrella difractada en lentes fotográficas depende del ajuste del valor de apertura. Pero en la abertura de diamante de la videocámara, no hay rotación, por lo que el patrón X siempre está orientado de la misma manera.

No puedo encontrar detalles concretos sobre las hojas de apertura de la Canon Vixia HF R400, aparte de que según la revisión del producto de CNet , su "Apertura de lente" es f / 1.8–4.5. Probablemente este sea solo el rango de apertura física, ya que también tiene filtros de gradiente ND incorporados para controlar aún más la entrada de luz.

Una revisión de la videocámara prosumer Panasonic AG-HMC40 1/4 ″ 3-CMOS HD muestra la apertura en forma de diamante de la cámara en primer plano:

^{Apertura en forma de diamante de la videocámara Panasonic AG-HMC40. Recuperado de Provideocoalition.com bajo uso justo con fines educativos}

• Puede ser debido a un filtro de estrella específico https://www.google.com/search?q=star+filter

• Una lente sucia, por ejemplo, las yemas de los dedos manchadas. Esto puede ser muy específico y en realidad controlado con la dirección de la limpieza.

• Algún elemento interno de la lente. (picos de difracción como mencionaste)

Estas llamaradas son un patrón de difracción causado por algo en el camino óptico. Su número y orientación le dicen algo sobre lo que los causó. En un sistema refractivo, podría ser un cabello suelto, un trozo de polvo, incluso estrías muy suaves en una de las lentes, cuando se usa algo ultrabrillante como fuente de luz.

Si están orientados a lo largo de una fila o columna particular del sensor y el sensor es un CCD, también puede florecer . En estos casos, es a lo largo de ángulos diagonales impares, y lo más probable es que no sea una forma de floración.