Тема: Поляризационная видеокамера

[barbucha]

Создана камера, которая видит мир глазами креветки

Группа исследователей из Бристольского университета (Великобритания) сконструировала камеру, которая показывает вещи такими, какими их видят обитатели кораллового рифа.

С помощью этого аппарата руководитель проекта Шелби Темпл и его коллеги собираются изучить подводный мир окрестностей острова Ящерицы близ побережья австралийского штата Квинсленд. Жители Большого Барьерного рифа, наверное, только позавидуют вновь обретённой людской способности.

Это изображение креветки — один из примеров. Человек нечувствителен к поляризации света — в отличие от морских животных: осьминогов, крабов, креветок и даже некоторых видов рыб. Нам трудно понять, что это такое, без помощи специальных очков или камеры вроде этой.

Устройство работает следующим образом. Сначала оно измеряет поляризацию света, а затем преобразует её в ложные цвета, где каждый представляет определённый показатель поляризации. Похожим образом действуют, скажем, инфракрасные камеры.

Предыдущие исследования показали, что восприятие поляризации играет огромную роль для общения и маскировки подводных жителей. Можно сказать, что с точки зрения осьминога люди видят мир чёрно-белым.

Источник: science.compulenta.ru


Как сделать такую камеру

[Gall]

Сложно, но можно попробовать. Принцип тот же, что и превращение черно-белой камеры в цветную, т.е. снимать через фильтры. Можно на несколько камер, можно на одну со сменой фильтров, например, на поворотном диске, как у древних цветных телевизоров. Сложность чисто механическая - много деталей, но ничего особенного  по науке. Потом просто раскрасить и совместить картинки. В статье, видимо, сделали это в виде особой матрицы для камеры, но можно без этого, если за размерами не гнаться.

[barbucha]

мне говорили что нужно сделать 2 фото
1 0 градусов поляризация
2 90 градусов поляризация
и потом по формуле для каждого пиксела вычисляется угол и раскрашивается в цвет

[Gall]

Чисто "на пальцах" - да. Можно сделать и не два, а больше фото - в циркулярной поляризации, через цветные, ИК- и УФ-светофильтры и так далее. Потом все совместить.

Совмещать придется с точностью до пикселя, это сложно. Поэтому камера должна быть одна, а светофильтры сменные. Можно использовать тот же прием с вращающимся поляроидом, про который я уже писал, и снять на камеру видео. Потом кадры обработать совместно.

[barbucha]

говорили что для вычисления природы поляризации нужно 4 видеоканала
на 3 каналах стоят 0  45 90 градусов
на 4 канале поляризационный фильтр с 1/4 пластиной делающий круговую поляризацию
и как это поможет в вычислении природы поляризации и ее направления по часовой или против часовой стрелки

[barbucha]

что вы можете сказать по поводу этих фото

[Gall]

Грубый корявый монтаж методами пленочной фотографии (соляризация, мультиэкспозиция, проявление неполным погружением в проявитель и т.д.)

Например, пятно на 3-й фотографии - почти наверняка капля фиксажа, попавшая на пленку до проявки. "Аура", как на первом фото, получается, если фотограф пытается выделить изображение при печати, обрабатывая его химрастворами кисточкой (теперь в фотошопе с той же целью обводят), но делает это неаккуратно, и реактив растекается по кадру. Здесь это сделано намеренно и несколько раз. Третье фото снизу - многократная соляризация. Фото с сеточкой - экспонирование через эту самую сеточку.

Из эффектов, которых на этих фото нету. "НЛО" легко сделать, если капнуть проявителем на непроявленную пленку. У неопытных фотографов это бывает случайно, когда они засовывают пленку в бачок для проявки. "Молнии" на фото, которых не было при съемке - действительно молнии, образовавшиеся внутри фотоаппарата из-за электризации пленки при быстрой перемотке. Сделать "призрак" можно, если снимать на длинной выдержке (несколько секунд), и человек за время этой выдержки выйдет из кадра или зайдет в кадр. Получится полупрозрачным. Того же эффекта можно достичь, если снять на один и тот же кадр пленки несколько сюжетов - для этого надо не перематывать пленку, но это возможно даже в простейшей "Смене-8М", любимом фотоаппарате школьников. Пятна, дымка, волны образуются при съемке грязным объективом или через грязное стекло. Мой любимый прием "смягчения" изображения - затянуть объектив полиэтиленовой пленкой. Изобразить "воду" можно, если поднести зеркало к объективу. (См.: А. Ефремов, "Фотография без Photoshop" и другие книги того же автора).

Заметьте, в большинстве случаев эффект будет уже на негативе. И этот негатив можно будет предъявлять всем как "доказательство". Таким фокусам научиться нетрудно. Вы можете сами освоить их.

Разумеется, можно все то же самое сделать и в фотошопе на цифровом снимке, но это неспортивно.

[Gall]

говорили что для вычисления природы поляризации нужно 4 видеоканала
на 3 каналах стоят 0  45 90 градусов
на 4 канале поляризационный фильтр с 1/4 пластиной делающий круговую поляризацию
и как это поможет в вычислении природы поляризации и ее направления по часовой или против часовой стрелки

Верно говорят. Но, поскольку 0, 45 и 90 градусов - это одинаковые поляризаторы, просто повернутые по-разному, я бы взял единственный и крутил его. Проще, дешевле, надежнее.

Направление поляризации света можно определить по двум поляризаторам - 0 и 90. По соотношению сигналов от них. Но есть одна ситуация, когда они не смогут различить две разных поляризации - это когда поляризация под 45 градусов. При этом через каждый поляризатор пройдет "половина" света. Две разных ситуации - вот такую: "\" и вот такую "/" не различить. Поэтому ставим третий канал с косым поляризатором (можно под любым косым углом, например под 45 градусов), по которому мы отличим одну ситуацию от другой.

Круговая поляризация будет выглядеть в любом случае как неполяризованный свет. Она через любой поляризатор проходит "наполовину". К счастью, 1/4-волновая пластинка превращает круговую поляризацию в линейную, причем в зависимости от положения пластинки и от направления поляризации - в вертикальную или в горизонтальную. Поэтому подозрительный свет пропустим еще через 1/4-волновку и посмотрим на него через поляризатор еще раз. Достаточно одного любого поляризатора, но ориентация его должна быть согласована с ориентацией 1/4-волновки.

На практике я бы взял единственную камеру. Перед ее объективом поставил бы поворотный поляризатор и съемную (можно тоже поворотную) 1/4-волновку. Вместо того, чтобы снимать четвертьволновую пластинку, ее можно просто повернуть так, чтобы ее ось была параллельно оси поляризатора - тогда она не влияет на свет. А потом повернуть под 45 градусов, и она заработает. Получается вроде не очень сложно - поставить два поворотных стекла перед объективом камеры и крутить. Можно руками, можно двигателем. Делаем так несколько кадров, потом сводим и раскрашиваем.

[barbucha]

если на прожектор поставить поляризатор и на видеокамеру поставить другой поляризатор
и светить на предмет на черном фоне
что из этого будет?

если 2 поляризатора повернуть один относительно другого на 90 градусов будет темный экран.
что будет если эти 2 поляризатора вращать одновременно на определенный угол?

Две разных ситуации - вот такую: "\" и вот такую "/" не различить.
как поменять формулу чтобы там было еще и 45


как вычислить параметры поляризатора пропускает ли он в УФ или ИК

При определенном положении друг относительно друга два поляра практически полностью блокируют видимый свет, но при этом остаются проницаемы для ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Это позволяет использовать их для съемки в комбинированном УФ/ИК-диапазоне – таким образом мы можем взглянуть на мир глазами насекомых и птиц, чувствительных к ультрафиолету. Для подобной съемки лучше взять цифровую камеру, причем более ранние модели предпочтительнее, так как каждое новое их поколение производители делают все менее чувствительным к невидимой части спектра – это улучшает качество обычных снимков.

можно ли сделать в фотошопе фильтр аналогичный
http://lebendige-ethik.net/4-Dicyanin.html#03

например если смотреть через дицианиновый фильтр на яркий свет то истощаются колбочки глаза в определенном спектре. и когда после этого посмотреть на белый или черный фон вместо него будет виден дополнительный цвет.
можно ли сделать программу которая будет имитировать этот процесс.

[Gall]

если на прожектор поставить поляризатор и на видеокамеру поставить другой поляризатор
и светить на предмет на черном фоне
что из этого будет?

Интересно будет. Попробуйте. Смотреть можно, кстати, просто глазами, через поляризатор. Поляризаторы подойдут фотографические - они бывают обычные и "циркулярные". "Циркулярный" - это обычный, склеенный с пластинкой 1/4 волны (со стороны фотоаппарата). В фотографии их используют, потому что у цифровых фотоаппаратов бывает паразитная чувствительность к линейной поляризации, в результате экспонометр ошибается. Если на такой поляризатор светить "снаружи", получится циркулярно поляризованный свет, а если "изнутри", то линейно. А фильтруют они наоборот - если снаружи, то линейно, а если изнутри, то циркулярно. Правда неизвестно, в какую сторону циркулярно, и у разных фирм может быть по-разному (ибо это не волнует никого вообще в данном случае).

Если предметы непрозрачные, то будет все просто и скучно. Будет просто ослабленное освещение - потому что часть света не пройдет через поляризатор на камере (его еще называют "анализатор").

А вот если прозрачные, то весело. Потому что многие прозрачные предметы плоскость поляризации вращают. Причем многие - в зависимости от длины волны. Прозрачные пластмассы станут радужными, причем цвет будет обозначать толщину пластика в этом месте. Приборы, содержащие поляризаторы, например экраны мониторов, будут тоже видны иначе. Прозрачные предметы, находящиеся под углом (особенно волны на воде) будут видны по-разному в зависимости от угла - и очень четко. Это очень хорошо знают фотографы-пейзажисты. Почти все хорошие пейзажи сняты через поляризатор!

Самое интересное, что вы уже много раз видели этот эффект! Просто не осознавали. Я говорю о радужной окраске многих пластмасс - например, коробочек компакт-дисков. Дело в том, что свет всегда слегка поляризуется при прохождении через оконное стекло (Брюстер!), а в роли анализатора выступает лежащий опять же под углом сам пластик (снова Брюстер!). Эффект довольно слабый, но вполне заметен. Разумеется, в специально поляризованном свете он будет виден совсем четко.

если 2 поляризатора повернуть один относительно другого на 90 градусов будет темный экран.
что будет если эти 2 поляризатора вращать одновременно на определенный угол?

Ничего не изменится, если смотреть через них на лампочку.
Прохождение света через поляризаторы зависит исключительно от угла МЕЖДУ поляризаторами, а он сохраняется - 90 градусов.

Исключение: если свет уже поляризован, а угол не 90 градусов. Свет лазера поляризован всегда. Свет от монитора компьютера тоже. Свет от окна слегка поляризован. Небо в ясный день поляризовано по-разному на линиях вдоль и поперек направления на Солнце. Любой отраженный от блестящих непроводящих поверхностей (стекло, вода) свет слегка поляризован, а отражения от металлов - поляризованы эллиптически. В этих случаях первый поляризатор сработает как обычно (как если бы он был единственный), а второй поляризатор просто ослабит свет.

Эту схему, только с изменением угла МЕЖДУ поляризаторами, можно использовать для плавной регулировки света от 0 до 100%. Примерно на этом основан принцип действия ЖК-экранов.

Две разных ситуации - вот такую: "\" и вот такую "/" не различить.
как поменять формулу чтобы там было еще и 45

Вывести новую из закона Малюса. Представить свет в виде эллиптически поляризованного, посчитать коэффициент прохождения через каждый из поляризаторов и получившуюся систему уравнений решить.

как вычислить параметры поляризатора пропускает ли он в УФ или ИК

Хороший поляризатор пропускает все. Недорогие поляроиды часто плохо работают на сине-фиолетовой области, поэтому они при скрещивании дают не черный, а темно-синий цвет. На УФ они работают еще хуже, на ИК - как придется. Пропускание УФ и ИК у поляризатора такое же, как у стекла, на котором он сделан.

Для простых опытов подойдет фотографический поляроид. Для серьезных задач берите призму Глана или Николя.

При определенном положении друг относительно друга два поляра практически полностью блокируют видимый свет, но при этом остаются проницаемы для ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Это позволяет использовать их...

Поляроиды на основе красителей все так себя ведут. К сожалению. За низкую цену приходится платить...

можно ли сделать в фотошопе фильтр аналогичный

Изображение, пришедшее в Фотошоп, уже разделено на три канала фотоаппаратом, и все длины волн там перемешались. Спектра не осталось, остался только RGB. Что-то подобное ПОСЛЕ камеры сделать уже невозможно. Только ДО камеры.

например если смотреть через дицианиновый фильтр на яркий свет то истощаются колбочки глаза в определенном спектре. и когда после этого посмотреть на белый или черный фон вместо него будет виден дополнительный цвет.
можно ли сделать программу которая будет имитировать этот процесс.

Просто залейте весь экран одним из основных цветов и посмотрите на него подольше. Это лучшее, что можно сделать на компьютере.

Все остальное столь же бесполезно, сколь и попытка посмотреть на фотографию на экране компьютера в спектроскоп. Вы увидите, разумеется, всего лишь спектры пикселей монитора, а не спектр предмета.

[barbucha]

Просто залейте весь экран одним из основных цветов и посмотрите на него подольше. Это лучшее, что можно сделать на компьютере.

имелось в виду другое
если долго смотреть на яркий свет через синий фильтр и потом посмотреть на белый фон
вместо белого будет виден дополнительный цвет к синему.
Что нужно надеть на видеокамеру чтобы был аналогичный эффект.

Если есть поляризатор как проверить его характеристики?

Прокомментируйте такие тексты

 Для построения модели взаимодействия электромагнитной волны и суперпозиции гравидинамических полей, или ауры тонкого тела, можно данную суперпозицию рассматривать в качестве своеобразных гравитационных линз, имеющих как положительную, так и отрицательную «кривизну». Тогда при прохождении монохромного электромагнитного колебания через такие гравитационные линзы частота электромагнитного колебания б
удет меняться то в одну, то в другую сторону. Таким образом, пройдя сквозь суперпозицию гравидинамических полей монохромное электромагнитное колебание приобретет вид колебания, известного в радиотехнике как частотомодулированное.

Или по-другому, аура тонкого тела вносит в монохромное электромагнитное колебание частотную дисперсию, величина и характер распределения которой будут всецело зависеть от характера суперпозиции излучений тонкого тела.

Все вышесказанное справедливо и для белого светового луча. Пропущенный сквозь ауру тонкого тела белый световой луч к своей естественной частотной дисперсии добавит также дополнительную частотную дисперсию, цветовые частоты которой, или спектр, будут аналогичны спектру излучений тонкого тела.

Таким образом, пропущенный сквозь ауру тонкого тела белый световой луч кроме своего основного спектра содержит также и спектр ауры тонкого тела. Остается только выделить аурический спектр из основного спектра белого света.

Технологически это задача не сложная: достаточно искомый световой луч пропустить последовательно через две призмы. Для того чтобы основной спектр белого светового луча не забивал аурический спектр, белый свет должен быть ослаблен и ровен. Для ослабления основного спектра можно попробовать применить поляризационные фильтры. Можно вообще попытаться «вырезать» из аурической спектрограммы основной спектр белого света, применяя для освещения исследуемого объекта плоскополяризованный свет.

Свойство плоскополяризованного света при прохождении сквозь оптические неоднородности менять свой угол поляризации открывает новые возможности для исследования структуры ауры человека. Ибо ауру, как суперпозицию гравидинамических полей, можно рассматривать в качестве поля с меняющейся оптической неоднородностью.

Помещая исследуемый объект между двумя линейными поляризаторами и меняя угол поляризации одного из фильтров, можно выявить остававшуюся до этого момента невидимой структуру тонкого тела человека. Результаты применения поляризационных линейных фильтров для исследования структуры ауры человека могут быть сопоставимы с результатами, полученными доктором Кильнером [[7]], [[8]]. Только в отличие от метода доктора Кильнера, поляризационный метод безопасен для зрения.
В. В. Уваров

В 1908 году доктор Дж. Уолтер Килнер разработал методику, которая позволяла каждому человеку увидеть ауру. Опыт Килнера состоял в использовании определенных фильтров, содержащих раствор голубого красителя. Данное устройство позволяло увидеть человеку ультрафиолетовое излучение. В 1937 году выходит в свет книга “Природа и свойства человеческой ауры” Оскара Бэгнелла. Он модернизировал фильтр Килнера так, что его стало возможным использовать как солнцезащитные очки. Такого рода приспособления имеются в продаже и в настоящее время.

 

 Не производимый более дицианин вполне можно заменить другим красителем с нужными свойствами — пинацианолом, который сегодня егко найти в каталогах многих химических компаний. Возможность такой амены впервые была открыта английским исследователем Оскаром Бэгнеллом в первой половине XX века.

Где взять  пинацианолом

[barbucha]

можно ли сказать что R G B это спектр амплитуд и превратить его в спектр фаз
по формуле Парсвеля?

если сделать Фурье с 3 значений  R G B  в результате получатся 3 других значения
что они будут значить

если сделать прожектор с ЛГН 303 то в пятне будут 2 ортогональных поляризации или одна?

[Gall]

можно ли сказать что R G B это спектр амплитуд и превратить его в спектр фаз
по формуле Парсвеля?

Не получится. R G B - это три интеграла от спектра по трем разным диапазонам. Уже свернутый спектр. Потеря информации при этом такая, что развернуть обратно не получится.

если сделать Фурье с 3 значений  R G B  в результате получатся 3 других значения
что они будут значить

Скорее всего, ничего. В лучшем случае получится переход в другое цветовое пространство.

если сделать прожектор с ЛГН 303 то в пятне будут 2 ортогональных поляризации или одна?

Смотря какой ЛГН-303, у него есть разные модификации разных заводов. Вообще - как у лазера, так и в пятне. Если у лазера одна поляризация, то и в пятне будет одна, если две - то две. Обычно у 303 все-таки одна, но "Плазма" выпускала модификацию и с двумя.

Лазеры вроде ЛГН-303 очень слабы, поэтому пятно будет едва заметно. Прожектор из них делать почти бесполезно. Нужно что-то помощнее. Проще всего - обычный светодиодный фонарь с поляроидом.

[barbucha]

отрывок из книги А.Е.Акимов, Г.И.Шипов

ТОРСИОННЫЕ ПОЛЯ
Торсионная геофизика
На фундаментальном уровне, как уже отмечалось, природа торсионных полей связывается с классическом спином
...
(продолжение цитаты удалено модератором, чтобы не загромождать форум - желающие найдут его по первым строкам. -- Gall

[Gall]

отрывок из книги А.Е.Акимов, Г.И.Шипов

О, эти господа... Два всемирно известных жулика. Их мошенничество было раскрыто почти 20 лет назад, после чего они поспешно "отошли от дел". Но работы по Интернету еще циркулируют, и даже продолжатели "секты" еще не перевелись.

Их "теория" основана на алгебраической ошибке (в выкладках перепутаны синус и косинус в нескольких местах). В результате из совершенно обычной классической механики получился "невероятный" результат - существование каких-то полей. В начале 90-х эти господа пытались протолкнуть свои работы на правительственный уровень и даже получили какое-то финансирование от кого-то там, РАЕН на эти деньги открыли. А потом оскандалились, когда с них потребовали работающих установок. А откуда установкам взяться, если полей-то никаких не существует?