Penombra

FranZeta ha scritto: Quindi in effetti la domanda 37 del film potrebbe salvarsi in corner per il fatto che parla dell'alone nell'ombra degli astronauti, che per quanto detto (compensazione prospettica) non dovrebbe presentare aloni che si allargano, almeno se l'astronauta è anche il fotografo.

Ciao Franzeta, hai fatto considerazioni interessanti. Sono argomentazioni non contenute nel documentario, di cui dubito si sia tenuto conto. La domanda 37 potrebbe salvarsi se completamente riformulata per includere tutti i parametri che hai specificato e, soprattutto, se venisse portata evidenza di foto che, pur rispettando tali criteri, presentino aloni che si allargano. Questa evidenza però non c'è.

La risposta alla domanda 37 per come è attualmente posta è semplicemente che il fenomeno si verifica in quanto il Sole non è una sorgente di luce puntiforme. Spiegazione banale ma, a quanto pare, non alla portata di tutti.

funky1 ha scritto: La domanda 37 potrebbe salvarsi se completamente riformulata per includere tutti i parametri che hai specificato e, soprattutto, se venisse portata evidenza di foto che, pur rispettando tali criteri, presentino aloni che si allargano. Questa evidenza però non c'è.

La risposta alla domanda 37 per come è attualmente posta è semplicemente che il fenomeno si verifica in quanto il Sole non è una sorgente di luce puntiforme. Spiegazione banale ma, a quanto pare, non alla portata di tutti.
 

Ciao Funky1. Sì è vero, quando ho scritto il commento sopra avevo visto solo qualche stralcio del video, poi avevo letto i vostri commenti e ho pensato che il discorso fosse più incentrato sulla faccenda degli aloni che si allargano con la distanza. Sono d'accordo: così com'è la domanda di Mazzucco ha trovato una risposta nell'argomentazione del video, discorso chiuso da questo punto di vista.

Però pensandoci bene credo che il problema della domanda di Mazzucco sia che si concentra sul parametro sbagliato: la distanza della sorgente luminosa. Questo parametro da solo non spiega l'assenza (di norma) degli aloni nelle ombre con luce naturale, perchè come illustrato nel video contano anche altri fattori come le dimensioni relative degli oggetti e la distanza del piano delle ombre da questi.

Ma c'è anche un altro parametro, secondo me fondamentale, di cui si sono dimenticati prima Massimo e i fotografi e poi l'autore del video qua sopra: la luminosità della sorgente.

Partiamo infatti dal presupposto che i fotografi conoscano il loro mestiere (diversamente dal tizio che ha fatto il video che invece cerca in tutti i modi di farli passare per coglioni, come si è visto soprattutto nel video dell'altro thread ). Se guardando le foto dicono tutti che le ombre sono troppo sfumate per essere foto con luce naturale, lo diranno sulla base di precise esperienze pratiche, non certo perchè si sono messi a ragionare su coni d'ombra, tangenti e seni (che poi se un fotografo ha per la mente dei seni saranno per forza quelli delle fotomodelle, dico io...).

Secondo me qui si tratta di un discorso che ha più a che fare con la luminosità e i contrasti che con la geometria. Nelle foto con luce solare le ombre sono quasi sempre nette perchè il sole è una sorgente molto ma molto luminosa, per cui l'alone dell'ombra è talmente tenue che la pellicola in genere non riesce a coglierlo. Solo nelle foto vicine all'alba e al tramonto si può pensare che questa sfumatura rimanga impressa, ma non perchè le ombre e di conseguenza gli aloni sono più lunghi (come dicevo nell'altro commento se l'ombra è del fotografo la prospettiva annulla questo allungamento, infatti nella foto dei due in spiaggia postata da @pigna l'alone sembra uniforme su tutta l'ombra e non va espandendosi con la distanza). Penso invece che il fattore determinante sia la ridotta luminosità del sole in queste condizioni, unita al fatto che con il sole basso sull'orizzonte aumentano i fenomeni di riflessione della luce nell'atmosfera, per cui abbiamo da una parte ombre meno scure, dall'altra aloni delle ombre meno luminosi, e questi due effetti combinati comportano un contrasto ombra/alone molto meno marcato rispetto alle condizioni di piena illuminazione, rendendo fotografabile l'alone stesso.

Questo spiegherebbe perchè i fotografi hanno dato quelle risposte, in pratica avrebbero solo attribuito alla causa sbagliata (distanza invece che luminosità) un fenomeno del quale hanno vasta esperienza diretta. Si noti comunque che questo fenomeno di attenuazione luminosa con il sole basso sull'orizzonte per ovvi motivi non si sperimenta sulla luna.

Visto che non interviene più nessuno aggiungo io una considerazione. Geometricamente l'argomentazione del video è definitiva e quindi la domanda 37 di American Moon ha trovato una risposta. La replica al computer dell'alone della foto Apollo direi che è pressochè perfetta. Ma dal punto di vista dell'ottica, e quindi della fisica, i parametri che ha usato per l'intensità della luce e la riflettività del suolo sono compatibili con quelli reali di sole e luna?

Se lo fossero verrebbe a cadere tutta l'argomentazione che sta dietro alla domanda 37, in caso contrario invece il video potrebbe fornire una conferma indiretta alla bontà dell'argomento di Mazzucco, fermo restando che la domanda andrebbe riformulata in termini di luminosità e contrasto.

Ciao FranZeta, non ho chiaramente le informazioni necessarie per risponderti con certezza, ma "a occhio", vedendo per esempio il nero intenso dell'ombra, sembrerebbe che siano state usati parametri abbastanza realistici. Almeno per quanto riguarda l'assenza di atmosfera.

@FranZeta,
Non capisco ancora bene perché parli di intensità della fonte luminosa. Una luce più intensa dovrebbe solo aumentare il contrasto tra la parte in ombra e il resto e non dovrebbe inficiare sui contorni.
Io però volevo sfruttare le tue doti matematiche e fisiche per arrivare a capire quanto dovrebbe essere grande la penombra sulle foto lunari.
Mazzucco ha preso in considerazione le foto di Apollo 12, in quegli scatti sono stati fotografati gli strumenti lasciati sul suolo e il saluto alla bandiera. Si tratta senza dubbio della EVA1 che si è svolta con il sole all’orizzonte tra i 7,5 e i 9,5 gradi. Tenendo presente che un astronauta è alto circa 1,9 metri con la tuta, quanto deve essere lunga l’ombra e quanto ampia la penombra in prossimità del casco?

L'intensità della luce conta perchè determina anche il contrasto e quindi quanto è visibile un alone:




Questa qui sopra è l'immagine già postata, ho aumentato al massimo il contrasto e l'alone è sparito. Prendi quest'altra foto:



Date le dimensioni ridotte dei raggi quella che proiettano dev'essere solo zona di penombra, diversamente dall'ombra più scura proiettata dalle forcelle, nel cerchio. Fra queste due forcelle c'è anche un raggio, che però è quasi invisibile nella foto, nonostante dovrebbe proiettare un'ombra simile a quella degli altri raggi. Secondo me (ma qui occorrerebbe davvero il parere di un esperto di fotografia) è per lo più una questione di contrasto a rendere visibili o meno questi aloni.

Per quel che riguarda le dimensioni dell'ombra, anche per quanto detto sopra, non credo che sia di grande utilità stare lì a fare calcoli precisi. Infatti sicuramente non tutto il cono di penombra teorico (geometrico) risulterà visibile: una parte sarà indistinguibile dal suolo perchè troppo tenue, dal lato opposto una parte sarà troppo simile all'ombra vera e propria per essere visibile. Quanto sia grande questo effetto dipende non più dalla geometria ma dall'ottica, e qui non mi metto a fare calcoli.

Comunque, volendo per un attimo limitarci all'aspetto geometrico, si può semplificare molto la faccenda se pensiamo quale dovrebbe essere l'alone proiettato dalla macchina fotografica stessa. In questo caso il cono d'ombra e il cono di proiezione (quello che poi determina l'immagine nella fotografia) vengono ad avere lo stesso vertice, quindi l'estensione del cono d'ombra sarà pari all'estensione angolare del sole, che è mezzo grado. Siccome le foto Apollo hanno come impostazioni della macchina:

focale: 60 mm
ampiezza pellicola: 70 mm (è il lato dei fotogrammi, che sono quadrati)
risoluzione: 3900x3900 pixel

risulta un'estensione angolare dell'immagine di circa 60° da margine a margine, l'estensione del cono d'ombra è come detto 0.5°, che tradotto in pixel diventerebbero circa 30. Questo per l'ipotetica ombra della fotocamera, più l'oggetto che proietta l'ombra si allontana da questa più le semplificazioni fatte sopra diventano meno valide, però diciamo che per quanto riguarda l'ombra del fotografo-astronauta i numeri dovrebbero essere più o meno questi, salvo al limite le zone vicine ai margini della foto. Quindi in definitiva il cono d'ombra geometrico dovrebbe essere sempre ben visibile, e dovrebbe diventare evidentissimo con un ingrandimento, se appunto non intervenissero i fenomeni di contrasto luminoso a restringerlo o addirittura farlo scomparire.

FranZeta, c'è chi i calcoli della dimensione della penombra li ha fatti, se ti interessano i risultati, li puoi vedere nel video di seguito.

 

C'è un modo per conoscere i risultati più rapido dei 40 minuti di video? Comunque ti ho già risposto sopra: senza considerare gli effetti di luminosità e contrasto la dimensione dell'alone nell'ombra del fotografo mi risulta di circa 30 pixel, indipendentemente dall'angolazione del sole (e dal fatto che la sorgente luminosa sia il sole o altra fonte di pari ampiezza angolare). Se hai visto tutto il video dimmi che cosa risulta a loro che facciamo prima.