又见彩虹

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-6-30 08:08:34

http://www.ddhw.com/readpost.aspx?topic_id=21&msg_id=10493&level_string=0&page=1&n=83848中的照片有没有什么问题？

一种可能：这图片是由“天”和“地”两张图片拼接起来的。虽然拼接的技巧十分精湛，但仍露出了破绽。这破绽在哪里呢？

还有另一种可能：图片并没有拼接，但为了但为了拍摄者自己人影正直，相机是歪着拍的，给人以第一种可能的错觉。为什么会有这样的错觉呢？

共识 http://www.topchinesenews.com/readpost.aspx?topic_id=9&msg_id=8574&level_string=0z03&page=1

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大清太平 · 发表于 2009-7-2 10:42:53

也要严肃考虑一下，问题是什么嗫

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-2 11:53:37

哈哈，阳光JJ，彩虹是怎么形成的？它跟“您”有关啊。

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-2 11:58:16

谢谢大清哥的鲜花！

大清太平 · 发表于 2009-7-4 08:11:39

欲知标准答案，请与我联系

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husonghu · 发表于 2009-7-4 11:08:55

不太明白Lili说的问题所在.

我多次在下半下午(及傍晚)看到东边天的彩虹. 应该没问题呀.

我想大清兄没做假

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-4 21:35:31

这不是一个单凭经验就能解答的简单问题（俺上一个关于彩虹的帖子中所提出问题就是常识性的），而是需要用光学和数学知识来分析的。
俺不是方舟子。俺的这个帖子是对图不对人，所以没有贴到《我行我秀》或《纵论天下》去。图片作者那儿，俺也早已去信商讨清教。Hu大哥可以抛开图片作者，仅从图片本身来讨论，行吗？

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-4 21:59:56

俺也好对照着查查，是俺贴题前的分析错了、还是对的。

好象要对着太阳 · 发表于 2009-7-5 17:33:32

是不是反了？

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-5 22:00:18

不象反的。

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-5 22:02:43

虽然拼接的技巧十分精湛，但仍露出了破绽。这破绽在哪里呢？动脑筋，找破绽，这就是俺把这帖子贴在《脑筋一动》的用意。请大家用光学和数学的基本知识来分析。很有意思的！

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2009-7-8 0:17:53

HF: · 发表于 2009-7-6 03:06:01

Is it because:

From the cloud, it seems that the sun is high in the sky, but shadows of people indicate otherwise?

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 04:08:22

从图片，这角度很难量化啊。

大清太平 · 发表于 2009-7-6 07:18:20

只有对这个镜头的光学特点和拍摄环境认识清楚，才能更好地理解这张图。

LiliMM认为（或者假定）这张图片是拼接的，然后引导大家沿着这个思路考虑。
作为当事人，我可以负责任地说，这样是太太太，，，过于自信了

标准答案在这里---这张图没有任何拼接。

我建议，与其做毫无意义的这样的证明，不如花
时间考虑下，为什么拍出来这样的效果。

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燕子 · 发表于 2009-7-6 07:27:33

有点费解，明明是一张非常棒，而且很少见的一张暴风雨后的彩虹图，却说成是“天和地拼起来的！”

“破绽在哪里”？冷眼lili妹妹赶紧说出答案，俺们也学习学习~！

本贴由[燕子]最后编辑于：2009-7-5 23:36:14

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 08:32:15

大清哥，您别急。俺先问您一个问题：阳光下那相机的影子在哪里？
也许您会觉得这是一个初等得可笑的问题。俺不怕别人笑话这问题的初等，只怕您不敢回答。如果您不敢正面回答俺这个问题，就说明您已经意识到在拼接那两幅图片的时候，犯了一个绝大多数人都想不到的细微但致命的错误，毕竟您是学物理出身的。但也确实，先前您对光学知识是过于自信了。如果您能直截了当地回答那相机的影子在哪里，就说明您还不知道其中奥妙，需要俺来作进一步解释。不管如何，请有兴趣的朋友先google一下彩虹形成的原理，然后俺再来指出破绽在那里。也许有朋友会先于俺给出正确的答案，坛上高手很多。几天后，结论就分晓了。
俺把问题贴在脑坛，只是觉得这是一个非常有意思的科学问题。要是存心让人难看，俺就直接把帖子贴到秀坛去了，而且也不必通过顶顶邮局几次跟您沟通。

大清太平 · 发表于 2009-7-6 08:54:40

在我手上。注意，因为端着相机，我的两手不是自然放下的，否则手的大小和头的比例不对。
但显然我的头部的影子，把相机挡住了(d80相机一般是需要把相机举起来通过取景器瞄准的)。
【也可能是胸部档住了--因为这种情况下，视野开阔，不需要怎么瞄准，我也时常
端着相机就拍，而不必放在小小的取景器瞄准。这个的具体细节，有点忘记了。
不过，你应该注意，我的手是举起来了，这时小朋友的头顶位置，基本上和我的手
一样高。】

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 09:01:27

燕子JJ：那确实是一张非常养眼的照片，沙漠彩虹这种自然现象也的确非常罕见。俺是学理工的，没有能力评价那图片的艺术水平，只是对图片的科学性提出问题、发表看法。要解释清楚那图片的破绽在哪里，还真是要化点功夫的。要不，学物理出身的人怎么会在那里犯疏忽呢。建议您先查一查彩虹形成的原理，很多地方都能查到的。特别要注意到“在同一时间，站在相近的不同位置的两个人所看到的虹，其实并不是真正的同一条虹”。想通了这句话，其余的就好解释了。然后，俺（或者别人）再来分析这沙漠彩虹图拼接中的破绽。好吗？

大清太平 · 发表于 2009-7-6 09:03:32

可不这样按事实直截了当回答，你让俺如何给你回答呢？
俺明白你的问题了，顺光的彩虹，我见得不只这一次了！

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大清太平 · 发表于 2009-7-6 09:05:34

本贴由[大清太平]最后编辑于：2009-7-6 1:6:14

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 09:10:48

谢谢答复！
您是说，那相机的影子被头或身体的影子覆盖住了。对吗？
好啦，这问题就明朗了一点。俺想，也许坛上有人就看出那沙漠彩虹图片的破绽在哪儿了。

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 09:22:41

看彩虹都是顺光看的。俺先前的那个彩虹帖子，讨论的就是这“顺光”、“逆光”问题。那个问题相对来说比较初等。所以，好多网友都一下子明白了。现在这《又见彩虹》，所涉的道理要复杂一点。别着急，您先复习一下彩虹形成的原理。
逆光看到太阳周围的彩色光环不叫虹，那叫日晕。

大清太平 · 发表于 2009-7-6 09:36:19

解释是你们的事。俺工作外的兴趣是拍照片玩。

俺提供观察结果。如果观察结果不能被解释，那不是观察者的问题。

Lili MM,诚心提醒：寻找更完备的理论以给出合适的解释吧，这图片没有任何拼接。
你若不信，俺是一点没折。幸好秀坛没办大奖赛，否则俺还真说不清了。

不陪了，俺要呼呼了

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 10:11:07

您第五张照片（草地喷水）有一定说服力，阳光的方向可以由椅子的影子来确定（而不能由水柱的影子来确定，因为那是斜喷的）。可惜的是，这张照片没有把相机的影子照进去。您用的是广角照的吧，水平视场角度为55-60度左右（如果照片没有裁剪的话）。但是，俺能把相机影子精确定位于图片框外某个地方，而不用参照椅子的影子。到这时，俺想有一些GGJJ开始明白俺要说什么了。俺没有一下子就把最后的结论说出来，就是想让大伙儿多动动脑筋（这里是脑坛啊）。

本贴由[冷眼看戏的Lili]最后编辑于：2009-7-7 5:2:6

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 10:19:43

怎么会说不清呢？除非您用的是一个象老上海大世界哈哈镜那样的超广角镜头，用了好久还没发现它的特异功能。

别买关子了 · 发表于 2009-7-6 10:51:17

你要认为有什么不妥就直说，都一周了还没见你的高见。我不认为大清太平ps了这张照片，也不认为你的解释能让大家信服。拿出你的质疑来吧。

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-6 13:52:52

这里是脑坛，不是科普站。俺贴的问题，就是想让大家动动脑筋，哪能一下子自个儿把答案都贴出来！这不能叫什么卖关子吧。您看这坛上的谜语，有一下子把谜底跟谜面一起贴出的吗？俺在等高手出马呢。别着急，快了。您先帮大清哥想一想吧，从照象这方面考虑，天上的彩虹跟画在天幕上的七彩圆弧一样还是不一样。

大清太平 · 发表于 2009-7-6 19:39:23

“您是说，那相机的影子被头或身体的影子覆盖住了。对吗？”- 对！

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-7 10:53:18

http://www.topchinesenews.com/readpost.aspx?topic_id=21&msg_id=10539&level_string=0z12&page=1

HF: · 发表于 2009-7-7 17:44:49

How did you get those two black lines? If there is a distortion due to the `wide angle' (is this right English?) lens, the arc is no longer part of a circle, and hence the true `radius' is not necessarily perpendicular to the arc, nor is it really a straight line in the picture.

Also, the center of the rainbow is not exactly on the middle line of the picture, as a result, the part of the arc on the left and on the right may have non-symetrical distortion.

With these uncertainties, I don't think you can reasonably argue that the displacement you found is significant.

原贴：

文章来源: 冷眼看戏的Lili® 于 2009-7-7 2:53:18 (北京时间: 2009-7-7 14:53:18)
标题：俺的分析贴在《我行我秀》坛上了。

http://www.topchinesenews.com/readpost.aspx?topic_id=21&msg_id=10539&level_string=0z12&page=1

本贴由[HF:]最后编辑于：2009-7-7 9:51:44

大清太平 · 发表于 2009-7-7 20:05:11

Lili这里使用的图，以及我给你的原图，都表明，
拍摄时，彩虹并不恰好在视场的正中心，而是在视场的右侧一点。
由于这个镜头的变形失真，当彩虹在视场位置偏右时，
变形的结果是，右边的彩虹，会更严重向右拉伸，而彩虹的左边和
中心，因为离视场边缘稍远而受影响较小。使得你的黑线所定的中心，朝右偏移。
与此同时，根据俺的黑影（和相机影子）得到的彩虹中心，由于
更靠近视场中心，左右畸变很小，所以应该是比较真实可靠的
彩虹的中心。

另外，我提供的畸变图样，只是一个示意图。每个镜头的结果，
很可能很不一样。或严重，或轻微。做定量估计时，应该考虑
不要使用这样简单的示意图。

最后，那两条黑线，是怎么确定的？
更好的办法是，把我的照片打印下来，做3个小实验：
1- 假定那彩虹是个圆，用圆规，可以确定圆心（中学玩过这个）；
2- 比较如此得到的圆心和俺头部黑影的位置，看到底偏差多远；
3- 得到圆心和半径后，画一下这个圆，看是否和彩虹重合。以此检验
圆形的畸变程度。

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-8 02:37:53

俺正是象大清哥说的那样做的。对画面上的圆弧进行拟合检测，但没有发现明显畸变（还挺圆的）。俺用圆规直尺求出圆心（哈，那是中学生的活），并再次以适当的半径很好地拟合了那圆弧。再说，原先俺也有超广角镜头成象严重畸变的考虑，就去信给大清哥，下面是俺给他的信的原文：

大清哥，俺讲的不是照像技术问题，而是物理学（特别是光学）和数学方面的问题。能不能告诉俺:
(1)是不是三人中有右边那个影子的人就是拍这照片的人（就是您吧）？
(2)用您那广角拍的照，会不会把地平线（确切地说，应该是取景水平中线）上边缘的景物沿水平方向拉长（例如，20%以上）？

从大清哥那里得到的回复如下（带有畸变栅格图）：

(1)是的，右一正是俺拍照时的魔影
(2）非常可能，广角镜头的这类畸变，并不是罕见的，我的
这个镜头，不是高质量的尼康镜头，是一款Sigama镜头。
参考 barrel distortion ：http://en.wikipedia.org/wiki/Barrel_distortion
尤其是这个图（那图俺拷不上来，请见大清哥在秀坛的帖子，那儿也有）

正是他提供的这畸变栅格图否定了“景物沿水平方向拉长（例如，20%以上）”的猜想。

俺希望有人能把大清哥所用的超广角镜头的畸变特性正确地图示出来，而不是笼统地把一切问题归结为镜头成象畸变。
另外，您能不能把那彩虹画面套上一个标准的园，比比看，那彩虹“椭”了多少，它能不能造成那么大的中心偏离。多谢！

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-8 03:29:12

俺也有象您在第一段中所说的那种考虑，只不过是被您的“畸变图样”否定了，才作出了是另外一种可能性的判断。
俺早已象您说的“１、２、３”做了，那两条黑线就是用圆规直尺按“中学玩过”的那套办法画出来的。如果您觉得您原先提供的“畸变图样”无效，那就烦请提供一张您的超广角镜头比较实际的“畸变图样”。可惜俺没有那超广角，要不，俺自己就可做一张出来。多谢了！

大清太平 · 发表于 2009-7-8 08:07:59

这个镜头的焦距范围是10-20mm,当时我用的是10mm,最广的了。
为了重现这个畸变，我的标准图（圆形、或者正方形），必须要
相当相当大，使得它完全充满我的视野（非常广大视野）。多大呢？
如果我从室内拍(2-3米远处），这个标准图大约需要6mx6m大小（刚才目测了下）。
俺哪里找那么大的家伙？

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HF: · 发表于 2009-7-8 19:09:59

Perhpas take a picture of a brick wall, or of a window screen (sha(1) chuang(1)) at close range?

I'm not an expert in cameras, don't know whether such suggestions make sense.

冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-8 22:22:33

如果2米远照，只要4米多一点长（不必考虑高）就行，3米远则需6米多。在俺校园内有好多可利用的地方，如厕所的瓷砖墙、楼里的瓷砖或塑料地板等，那都是正方形格子。能用粉笔画上一个视角80度的大圆则更好。

大清太平 · 发表于 2009-7-9 21:32:15

请留意做了记号的回帖，一张示意图可以省好多口舌！

还有一个问题，比较轻微的问题 大清太平® (231 字, 点击40次) 2009-7-7 12:42:7

回复：还有一个问题，比较轻微的问题 冷眼看戏的Lili® (832 字, 点击43次) 2009-7-7 16:0:13

回复：回复：还有一个问题，比较轻微的问题 HF:® (662 字, 点击40次) 2009-7-7 17:25:11

回复：回复：回复：还有一个问题，比较轻微的问题 冷眼看戏的Lili® (268 字, 点击41次) 2009-7-7 19:22:17

回复：回复：回复：回复：还有一个问题，比较轻微的问题（图） HF:® (577 字, 点击43次) 2009-7-7 23:27:18

圆心是用的是哪个，绿线的交点还是黑线的交点？ 大清太平® (0 字, 点击21次) 2009-7-8 0:10:51

回复：black HF:® (0 字, 点击21次) 2009-7-8 0:12:57

谢谢！ 大清太平® (0 字, 点击19次) 2009-7-8 0:15:33

回复：回复：回复：回复：回复：还有一个问题，比较轻微的问题（图） 冷眼看戏的Lili® (118 字, 点击9次) 2009-7-8 23:51:1

看来需要严格定义那个黑点和影子（图） 大清太平® (510 字, 点击35次) 2009-7-8 0:7:34

回复：看来需要严格定义那个黑点和影子 HF:® (1324 字, 点击21次) 2009-7-8 9:56:5

回复：回复：看来需要严格定义那个黑点和影子 大清太平® (916 字, 点击26次) 2009-7-8 11:18:32

回复：回复：回复：看来需要严格定义那个黑点和影子 HF:® (687 字, 点击22次) 2009-7-8 11:34:25

参考示意图（图） 大清太平® (125 字, 点击24次) 2009-7-8 13:34:48

回复：参考示意图（图） HF:® (284 字, 点击19次) 2009-7-8 15:19:33

回复：回复：回复：看来需要严格定义那个黑点和影子 HF:® (822 字, 点击23次) 2009-7-8 16:22:1

这一点，我还在想，， 大清太平® (98 字, 点击20次) 2009-7-8 18:31:39

An explanation（图） HF:® (5549 字, 点击19次) 2009-7-8 23:57:0

Another interesting observation HF:® (495 字, 点击4次) 2009-7-9 12:30:17

Agree !! 大清太平® (0 字, 点击0次) 2009-7-9 13:14:11

漂亮的三角运算有一个问题可能可以解释差异（图） 大清太平® (298 字, 点击2次) 2009-7-9 12:54:53

明白你的意思了，同意！一点小改进 大清太平® (352 字, 点击0次) 2009-7-9 13:22:19

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-9 22:38:52

大清哥用的相机是平面成像，它与目视的球面成像不同。彩虹只能用一个圆锥面来定位（“彩虹平面”是不存在的），顶角约80度，目视者或相机一定处在这圆锥的顶点。因目视是球面成像，彩虹圆弧在视网膜上的像一定仍是圆弧，而且视者头部的影子一定在圆心。但相机是平面成像（假设镜头无畸变），只有当相机方向与阳光方向平行时，彩虹圆弧的像才仍是圆弧，且相机影子在圆心。而当相机方向与阳光方向成一非零角度时，彩虹圆弧的像就是一个椭圆弧，相机的影子位于两个椭心中之一，也就是说，彩虹圆弧的像在靠近视场边缘的部分会被极度地向外拉伸（当转动相机方向时，在LCD上能明显地看到这一现象）。例如，当太阳正好在地平线时，彩虹呈半圆弧状，若用10毫米超广角镜头，相机与阳光成水平向左偏5度，那么在相片上彩虹右边端点局部部位会有多达41.4%的横向拉伸。这不是镜头的畸变，而是为了顾及与相机方向垂直的平面景物（彩虹不是平面景物！）成像具最小失真的必然结果。
现再回过头来看《沙漠彩虹》这图片。摄像者的身影具垂直方向，给人的感觉好像阳光跟相机方向在一个垂直平面上，而地是略带倾斜的（在一个上坡公路旁）。这就给人以错觉：彩虹在“拼接”到地面图像上去时偏右了一些。但实际上，摄像者的身影是往右倾斜的，取景时为了让自己身影又正又直，把相机拧斜了：左高右低。地本来是水平的，但因相机斜了，图像上的地就左低右高了。这样，彩虹也就不在画面的正中，并出现“偏心”现象。
以这观点来看，就没有理由说《沙漠彩虹》图片是拼接的了。

耽误了大清哥不少时间，真不好意思

，请原谅！不过，俺这帖子也让大家动了脑筋。哈哈，动脑筋的目标达到了。

有什么说得不对的地方，请各位指正。

大清太平 · 发表于 2009-7-10 05:37:24

和HF一通来回后，我们都觉得，正是相机水平面上向左偏移，才
造成了两个圆心的偏移。椭圆的出现，根据我们俩的分析，也是因为
此类偏转造成的（圆形投影到另外一个与之不平行的平面的结果。
OK，严格点，是Lili所说的球体某个截面的投影的结果）----所有这些，和你的观点基本上是一致的。

定量上，HF估计的相机向左的偏转角大约6.8度，我同意。
据此，我根据自己的影子长度，估算了下，发现
这种偏移造成的两个圆心的偏移，很接近你的。

是这样估计的：

相机角度水平方向的偏转，等同于点S与点L对于相机A点所张的角(角SAL)。
那么知道这个张角是 6.8 度后，
可以根据|SA|估计下弧长SL = |SA|*3.14*6.8/180 = 0.12*|SA|. or 弧长SL:|SA| = 0.12
|SA|应该是俺的影子长度。Lili发现的那个偏移SL，和俺的影子长度SA(照片中不完整)之比，大约是15mm:130mm (屏幕上粗略估计的）=0.115

哈，这个0.12和0.115很接近吧？

本贴由[大清太平]最后编辑于：2009-7-9 21:44:18

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冷眼看戏的Lili · 发表于 2009-7-10 09:10:14

画那大圆没用，说明不了问题。

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又见彩虹

回复：又见彩虹

回复：不知道啊！应该没啥问题啊？看了楼下关于彩虹的讨论，还是不太明白

谢谢大清哥的鲜花！

欢迎大家就此图片进行讨论

回复：欢迎大家就此图片进行讨论

俺的这个帖子是对图不对人，所以没有贴到《我行我秀》或《纵论天下》去。

太好啦！快把标准答案贴出来供大家学习学习。

是不是反了？

不象反的。

俺觉得这图片是由“天”和“地”两张图片拼接起来的。

回复：俺觉得这图片是由“天”和“地”两张图片拼接起来的。

回复：回复：俺觉得这图片是由“天”和“地”两张图片拼接起来的。

难道拍摄参数，相机和镜头型号等基本信息都不需要就可以开始光学和数学讨论？[:-K]

一张美丽的图片还需要用光学和数学的基本知识来分析？！[:O][:D)]

阳光下那相机的影子在哪里？

把给你发的信内容贴在这里吧

回复：一张美丽的图片还需要用光学和数学的基本知识来分析？！[:O][:D)]

噢，看来俺直截了当的回答，没有明白其中的奥秘？

这个也是我拍的”彩虹“--注意光线走向

您是说，那相机的影子被头或身体的影子覆盖住了。对吗？

回复：噢，看来俺直截了当的回答，没有明白其中的奥秘？

不复习了，不了[:-K]

回复：这个也是我拍的”彩虹“--注意光线走向

回复：不复习了，不了[:-K]

回复：回复：不复习了，不了[:-K]

这里是脑坛

“您是说，那相机的影子被头或身体的影子覆盖住了。对吗？”- 对！

俺的分析贴在《我行我秀》坛上了。

回复：俺的分析贴在《我行我秀》坛上了。

和你的观点一致。这是我在秀坛的回复

回复：回复：俺的分析贴在《我行我秀》坛上了。

如果您觉得您原先提供的“畸变图样”无效，那就烦请提供一张您的超广角镜头比较实际的“畸变图样”。

模拟拍这个照片有一些困难 ---

回复：模拟拍这个照片有一些困难 ---

厕所的瓷砖墙、楼里的瓷砖或塑料地板。

更多讨论在这里：

俺想明白了。

回复：俺想明白了。（图）

回复：厕所的瓷砖墙、楼里的瓷砖或塑料地板。