¿Por qué podemos ver a través de la lluvia?

Question

Yo estoy mirando a través de la ventana de mi oficina en una lluvia pesada. Estoy pensando en que las gotas de lluvia son como lentes pequeños que doblan la luz. Así me sorprende, que claramente puedo ver otros edificios a través de la ventana.

Entonces, ¿por qué es lo que podemos ver a través de la lluvia? ¿Es la densidad de las gotas de agua demasiado baja?

Answer 1

Muchos de los fotones provenientes de objetos cercanos viajarán a ojo sin golpear una gota de lluvia. Sin embargo, los fotones viajando de los objetos más distantes tienen una mayor probabilidad de golpear una gota de lluvia antes de llegar a lo. Esto hace que los objetos más distantes parecen dimmer o más difíciles de ver.

Answer 2

Usted puede estar interesado en este trabajo por Garg y Nayar en el que analiza las distorsiones visuales y otros efectos producidos por la lluvia. El propósito del documento era ser capaz de editar la lluvia fuera de la visual, sistemas de detección, y ser capaz de editar la lluvia en los gráficos por ordenador. Desplácese hacia abajo hasta la sección 4.1 de la Dinámica de la Lluvia, y en la Figura 5, que muestra cómo el individuo gotas de lluvia que se produce el "complejo de cartografía ambiental de la luminosidad".

Los autores concluyen que debido a que "las gotas de lluvia caen más o menos en la misma dirección...la distribución de las gotas es uniforme en el espacio y en el tiempo, [y] el campo binario...debido a la lluvia es amplio sentido de papel."

En otras palabras, cuando usted ve a través de la lluvia, se obtiene un general estacionaria vista de los antecedentes, pero si usted sigue las trayectorias de la luz a través de una gota de lluvia, como se ilustra en la Figura 5, se dará cuenta de que cada gota se dirige la luz no sólo en el fondo, pero también desde arriba y abajo, hacia usted. Es como si su visión se compone de numerosos píxeles que incluyen no sólo lo que puedes ver desde la dirección que usted está buscando, pero también de otras direcciones en las que su mirada no está dirigido. Esto puede explicar parcialmente nebuloso de la naturaleza de lo que vemos en una fuerte lluvia.

Answer 3

La baja densidad de las gotas de lluvia es la respuesta. Sin embargo, el cambio que queremos ver en la escena debido a la lluvia, puede ser explicado con la función de transferencia de modulación (MTF) (para cualquier sistema óptico) o el Contraste de la Función de Sensibilidad (CSF, característica del ojo).

Altas frecuencias espaciales a la escena, y bajas frecuencias espaciales suprimida con la caída de las gotas de lluvia disminuir el contraste de la imagen.

Cortesía

CSF nos dice cómo un contraste de una imagen en nuestro cerebro cambia con frecuencias espaciales en la escena:
Cortesía (fotópica - bien iluminada, mesópica - medio, escotópica - bajo la luz de la escena). Ahora a los números.

1. El promedio de velocidad de la caída de una gota de lluvia: 10 m/s
2. El ojo humano el tiempo de integración (tiempo, cuando una imagen de la escena que se originan en las células del ojo): 0,1 s (varillas, de la forma de percepción), 0,01 s (conos, la percepción del color). Podemos elegir el tiempo de barras: cuando se mira a través de la lluvia, la primera cosa que usted busca es que las formas de los objetos (mirar objetos distantes en la imagen).

Durante el tiempo de integración de la gota de lluvia moscas 0.1[s]*10[m/s]=1[metro]. Así, a grandes rasgos, cada gota de lluvia es de un metro de largo objeto en la imagen final de su cerebro se ocupa. Durante este tiempo (0,1 s) gota de lluvia se las arregla para refractar ("curva"), de modo que muchos haces de luz (para muchos fotones volar hacia ti) a partir de tan muchas direcciones que tomar todas a la vez le da casi ninguna información útil acerca de la escena. Así que podemos asumir que la gota de lluvia es casi opaco de un metro de largo objeto en la escena. Casi porque:

1. JDlugosz' comentario: "Si la integración de la exposición, el "metro de largo" de la varilla no es opaco, debido a que la mayoría del tiempo de cualquier segmento no está bloqueado. Usted obtendrá el 90% de la visión clara y el 10% de ruido a partir de la fracción del tiempo de exposición que una gota de agua que había en ese lugar".
2. Alex idea acerca de los fotones provenientes de otra de las indicaciones es la verdadera y las gotas de lluvia no son totalmente opacos para nosotros debido a la difracción de efectos.

Alex también percibió correctamente que los objetos lejanos son más difíciles de ver en la lluvia. Como la densidad de un metro de largo objetos opacos que crece el contraste de la imagen disminuye. Esto es debido a la función de transferencia de modulación) del ojo.

Answer 4

Puesto que hay espacio entre la lluvia cae, algunos rayos de luz viaje del edificio en el ojo sin tocar una gota de lluvia. Algunos otros rayos si luz Haz dispersos al azar cuando golpean las gotas de lluvia. El cerebro Ve el edificio a través de la bruma porque la luz unscattered transmite siempre la misma imagen del edificio mientras que la luz dispersada es aleatoria. Tu cerebro sabe lo que es real y lo que es sólo lluvia dispersión porque lo real es siempre allí.

Answer 5

Me gustaría controversia que podemos ver a través de la lluvia.

Cualquier línea de vista que termina en una gota de lluvia es bloqueado de alcanzar el objeto distante. Como nos fijamos más en el campo de la lluvia, más líneas de visión final en las gotas de lluvia y las imágenes de los objetos lejanos se vuelven menos claras. Finalmente, cuando la probabilidad de que LoS que terminan en la lluvia caída enfoques de la unidad, de la profundidad de visión es limitado a esa distancia.

Esto es exactamente lo que sucede cuando usted está en un muy lluvioso medio ambiente, tales como una gama de la montaña o en el mar. El límite de la vista (visibilidad en marinero términos) podría ser alrededor de 1 kilometro.

Un exacto paralelo a esto, se produce en la Paradoja de Olber