회절 스파이크
Diffraction spike
회절 스파이크는 밝은 광원에서 방사되는 선으로, 사진과 시각에서 별의 폭발 효과 또는[1] 태양 별이라고[2] 알려진 것을 유발한다. 반사 망원경이나 비원형 카메라 구멍의 가장자리, 눈 속눈썹과 눈꺼풀 주변 등 2차 거울의 지지대 베인 주위로 빛이 분산되면서 생기는 공예품이다.
서포트 베인으로 인한 회절 스파이크
반사 망원경 설계의 대부분에서, 2차 거울은 망원경의 중심축에 위치해야 하며, 따라서 망원경 튜브 내의 스트럿에 의해 고정되어야 한다. 이러한 지지봉들이 아무리 미세해도 대상 별에서 들어오는 빛을 분산시키고 이것은 지지 스트럿의 푸리에 변환인 회절 스파이크로 나타난다. 스파이크는 별을 이미지화하는 데 사용될 수 있는 빛의 손실을 나타낸다.[3][4]
회절 스파이크는 사진의 일부를 흐리게 할 수 있고 전문적인 맥락에서 원하지 않지만, 일부 아마추어 천문학자들은 그들이 밝은 별들, 즉 "베들레헴의 별" 모양에 주는 시각적 효과를 좋아하고 심지어 같은 효과를 나타내거나 CCD를 사용할 때 집중하는 데 도움을 주기 위해 굴절기를 수정하기도 한다.[5][6]
소수의 반사 망원경 설계는 보조 미러를 축에서 벗어나 회절 스파이크를 방지한다. 허셜리안과 쉬프슈피글러 망원경 같은 초기 오프축 디자인은 난시와 긴 초점 비율과 같은 심각한 한계를 가지고 있어 연구에 유용하지 않다. 거울과 렌즈를 혼용한 루드비히 슈프만의 브라키메디컬 디자인은 좁은 면적에 걸쳐 색채 일탈을 완벽하게 교정할 수 있으며 슈프만 브라키메디알을 기반으로 한 디자인은 현재 더블스타 연구에 사용되고 있다.
또한 광학적으로 완벽한 이미지를 제공하는 소수의 오프 축 방해받지 않는 모든 반사 성운도 있다.
굴절 망원경과 그들의 사진 이미지는 그들의 렌즈가 거미줄로 지지되지 않는 것과 같은 문제를 가지고 있지 않다.
비원형 개구부로 인한 회절 스파이크
필름이나 센서가 수신하는 빛을 제한하기 위해 대부분의 현대식 카메라 렌즈에는 움직이는 날이 있는 아이리스 다이아프램이 사용된다. 제조업체가 쾌적한 보크를 위해 개구부를 원형 모양으로 만들려고 하는 동안 높은 f-number(작은 개구부)까지 멈추면 그 모양은 날과 같은 수의 면을 가진 다각형을 지향하는 경향이 있다. 회절은 대략 직선의 가장자리에 수직인 개구부를 통과하는 광파를 퍼트리며, 각 가장자리는 180° 간격으로 두 개의 스파이크를 낸다.[7] 날개가 원을 중심으로 균일하게 분포하면서 날개가 짝수인 횡경막에서 반대편 날개의 회절 스파이크가 겹친다. 결과적으로, n개의 날이 있는 다이어프램은 짝수일 경우 n개의 스파이크를 생성하며, n이 홀수일 경우 2n개의 스파이크를 생성한다.
10개의 스파이크를 주는 5개의 블레이드
6개의 스파이크를 주는 6개의 블레이드
14개의 스파이크를 주는 7개의 블레이드
8개의 스파이크를 주는 8개의 블레이드
18개의 스파이크를 주는 9개의 칼날
10개의 스파이크를 주는 10개의 칼날
4개의 스파이크를 주는 4개의 블레이드림
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더러운 광학으로 인한 회절 스파이크
부적절하게 청소된 렌즈 또는 덮개 유리 또는 지문이 있는 선은 지지 베인과 비슷하게 빛을 분산시키는 평행선을 가질 수 있다.[8] 한 방향으로 두드러진 얼룩을 형성하면서 비원형 개구부로 인한 스파이크와 사선으로 CCD 꽃을 피우는 것과 구별할 수 있다.
시야에서
정상적인 시력에서는 속눈썹을 통한 회절과 눈꺼풀의 가장자리 때문에 눈꺼풀이 사팔뜨는 경우 많은 회절 스파이크가 발생한다. 만약 바람이 불면, 속눈썹의 동작은 이리저리 움직이고 섬광을 내는 스파이크를 일으킨다. 잠시 눈을 깜빡이다가 속눈썹이 다른 자세로 돌아와 회절 스파이크를 일으키기도 한다. 이것은 엔탑틱 현상으로 분류된다.
회절 스파이크의 기타 용도
특수효과
항성 필터라고도 하는 크로스 스크린 필터는 필터에 내장된 매우 미세한 회절 그레이닝을 사용하거나 때로는 필터에 프리즘을 사용하여 항성 패턴을 만든다. 별의 수는 필터의 구조에 따라 달라지며, 각 별의 점의 숫자도 달라진다.
수직선과 수평선이 있는 창문 스크린을 통해 밝은 빛을 촬영해 비슷한 효과를 얻는다. 크로스 바의 각도는 카메라를 기준으로 한 화면 방향에 따라 달라진다.[7]
바티노프 마스크
아마추어 천체사진술에서 바티노프 가면은 작은 천문 망원경의 초점을 정확하게 맞추기 위해 사용될 수 있다. 1차 거울이나 렌즈의 서로 다른 사분면에 도달하는 고립된 밝은 별과 같은 밝은 지점으로부터의 빛은 세 가지 다른 방향에서 그릴을 통해 먼저 통과된다. 마스크의 절반은 4개의 회절 스파이크(그림의 파란색과 녹색)에서 좁은 "X" 모양을 생성하며, 나머지 절반은 두 개의 스파이크(빨간색)에서 직선을 생성한다. 초점을 바꾸면 모양이 서로에 대해 움직이게 된다. 선이 정확히 'X'의 중앙을 통과하면 망원경의 초점이 맞춰져 마스크가 제거될 수 있다.
참조
- ^ Cheong, Kang Hao; Koh, Jin Ming; Tan, Joel Shi Quan; Lendermann, Markus (2018-11-16). "Computational Imaging Prediction of Starburst-Effect Diffraction Spikes". Scientific Reports. 8 (1): 16919. Bibcode:2018NatSR...816919L. doi:10.1038/s41598-018-34400-z. ISSN 2045-2322. PMC 6240111. PMID 30446668.
- ^ Brockway, Don (November 1989). "Scenics". Popular Photography: 55.
- ^ Nemiroff, R.; Bonnell, J., eds. (15 April 2001). "Diffraction spikes explained". Astronomy Picture of the Day. NASA.
- ^ 내부 반사 및 회절 스파이크. 칼텍 2010년 4월 액세스
- ^ "Archived copy". homepage.ntlworld.com. Archived from the original on 3 February 2012. Retrieved 12 January 2022.
{{cite web}}: CS1 maint: 타이틀로 보관된 사본(링크) - ^ "Equipment".
- ^ a b Rudolf Kingslake (1992). Optics in Photography. SPIE Press. p. 61. ISBN 978-0-8194-0763-4.
- ^ Gu, Jinwei; Ramamoorthi, Ravi; Belhumeur, Peter; Nayar, Shree (2009). "Removing image artifacts due to dirty camera lenses and thin occluders". ACM SIGGRAPH Asia 2009 papers on - SIGGRAPH Asia '09. p. 1. doi:10.1145/1661412.1618490. ISBN 9781605588582. S2CID 7326293.
외부 링크
- 그 날의 천문학 픽쳐가 설명한 회절 스파이크.
- Merrifield, Michael; Szymanek, Nik. "Diffraction Spikes". Deep Sky Videos. Brady Haran.
- Kratzke, Bastian (15 July 2020). "Best lenses for Sunstars". phillipreeve.net.
