3D képkészítési alapok

Száz éves a Plastigrams, ami szerintünk eléggé nézhetetlen, de mindenképpen érdekes és a témába vág. A bejegyzés egy kivonata a nyáron, gyerekeknek tartott 3D foglalkozásnak. Tényleg csak az alapok.

Ahhoz, hogy 3D képpárokat nézegessünk nem árt, ha mi is tudunk sztereo-képpárokat készíteni. Ezt vagy spéci képosztó előtéttel, esetleg kétlencsés sztereogéppel egyszerre készítjük, vagy ha sajnáljuk a pénzt a hobbinkra, akkor egy normál fényképezővel.  Nyilván egyetlen kamerával nem lehet egyszerre két képet készíteni, tehát például felrepülő galambokat csak sztereokamerával lehet letérfotózni. De kellően bealprazolamolt barátaidat simán telefonnal is körbefotózhatod. Nagyon nem ragoznánk túl a dolgot, kell két kép, egy jobb, meg egy bal szemszögből, lehetőleg ugyanarról a témáról, ami közben az nem fut el, nem ásít, nem pislog. 

A két kép értelemszerűen vízszintes irányban kell eltérjen, hiszen a szemeink is vízszintesen vannak eltolva a fejünkön (akinek meg nem, annak nem az a legnagyobb gondja, hogy nem talál sztereószemüveget magának). A két kép között akkora bázistávolság kell, mint kb. a főtéma és köztünk levő táv 1/30 része. Vagyis ha 3 méterre van a főtéma, akkor 10 centit tolod el vízszintesen a kamerát, de távoli szobroknál épületeknél akár méteres is lehet a bázistáv. Az 1/30 szabály csak egy irányelv, nyilván lőhetsz több bázistávolsággal is képeket és majd eldöntöd, melyik működik a legjobban adott esetben.

Ebből az is következik, hogy a fixre szerelt szemtávolságunkkal, kb. mekkora távolságig érzékeljük igazából a teret. Persze, ha mozgunk, ingatjuk a fejünket (dinamikus 3D), akkor ez kitolható picit. És az agy is nagyon sokat korrigál, ismert tárgyak méreteiből, perspektívájából, számos optikai csalódás ezt használja ki. Ezért van az, hogyha olyan távcsőbe nézünk, amelyiknek nagy a bázistávolsága (pl. prizmás cuccok), az megnöveli a térérzetet, a távoli objektumok, dombok, plánszerűen elválnak egymástól a térben. Ez nem a lencsék miatt van, hanem a nagy parallaxistól. Lencse nélkül is készíthetünk ilyen parallaxis-növelő készüléket, négy darab kistükörből, egy pizzásdobozból és takonyragasztóból. Ha nemzetközileg köröznek, akkor vigyázz, a pizzásdobozon ne látszódjanak a telefonszámok:

Persze ezt nagyon nehéz jusztírozni, ezért mi az egyik tükör fölött kis ablakot vágtunk, ahol ujjunkkal benyúlva picit tudjuk állítani a tükör dőlését, ezzel gyakorlatilag a két képet egymásra lehet ügyeskedni annyira, hogy az agy már össze tudja rakni a 3D képet és ne legyen hányingerünk. 

Ez gyakorlatilag az a műszer, amit a tüzérség is használt, hiszen a nagyon távoli becsapódásokat a térben csak ekkora ordas nagy parallaxissal lehetett érzékelni. És ennél sokkal szélesebb rangefindereket is használtak. Lazán kapcsolódik az a távolságbecslő-kártya, amit régebb készítettünk olyan fényképezőgépekhez, amiken manuálisan kell beállítani a tárgytávolságot. 

Vannak iskolák, akik a gép tengelyét párhuzamosan tartják eltoláskor, mi azt követjük, amelyiknél nem, hiszen, ha az orrod előtt egy bogarat nézel, akkor a szemtengelyek is összefelé állnak, nem párhuzamosan, gyakorlatilag a szemtengelyeink szöge a rangefinderünk. Érdemes a főtémát a kép ugyanazon a részén tartani, ebben az esetben majd a térhatásban ez a plán lesz a képernyő, vagy papírkép síkjában, de ezt úgyis tologathatod még utólag. 

A célra nyilván már vannak telefonos applikációk is. Ezek közül a 3DSteroid, a Camarada és legesleginkább a MakeIt3D tetszett nekünk. Ezek tudnak anaglif megjelenítést, de párhuzamos és keresztnéző megjelenítést is, ami alkalmassá teszi a GoogleCardboard és hasonló eszközökben való nézegetést, sőt az utóbbi még a kameramozgatás ügyetlenségeit is engedi kompenzálni (forgatás, tologatás). A Camarada meg a telefon mozgásszenzorával tudja billegtetni a térhatású képet (hologram-mód), hasonlóan mint a facebook-cucc, amiről volt már szó.  10 éves gyerekeknek ez remekül ment, egy 3D foglalkozáson, amit a nyáron tartottunk, lám te okosabb vagy, mint egy ötödikes?

Sajnos hologramot nem tud exportálni az app, de anaglyphot igen. 

Persze ha nem csak telefonminőséget akarsz, akkor vannak sztereokamerák, vagy igénytelenebb és igényesebb tükrös előtétek, tervezünk mi is készíteni egy használhatót. Felmerülhet, hogy a drága Loreo helyett telefonos képosztót vegyél a kínaitól négy dollárért. Mutatjuk mire képes. 

Ezt látja a kamera. És ilyeneket tudtunk belőle összevágni:

Remélem elrettentésnek pont elég. A mi képosztónkat is elajándékozzuk a nálunk igénytelenebb kollégáknak. 

3D képek, képpárok, anaglyphok kidolgozásra meg a hagyományos képszerkesztős módszer, csatornamacerálások, vagy rengeteg célprogi mellett ezt a programot fogjuk ajánljuk, mert ebben annyi újdonságot találtunk, hogy az csuda. Az a Masuju Suto írta, aki a 3DSteroid appot is. 

Összeszedtünk pár dolgot (kifejezést/jelenséget), amiktől hányingered lesz 3D nézegetés közben. Ezeket érdemes kiküszöbölni, vagy minimalizálni a hatásukat. 

Crosstalk - interferencia, ghosting - az észlelt jelenség olyan, mintha a két szemed feleselne. Aminek az eredménye, hogy szellemképes lesz a kép és a mélységészlelés látja kárát. 
Nem megfelelő eltérés, inappropiate disparity a két kép között- ez jelentheti a monitoron a pixelbeli eltolódást (onscreen parallax) vagy a retinán kialakult eltérést. Nyilvánvaló, hogy eltérés kell a 3D élményhez, hiszen a (megfelelő) horizontal disparity alapfeltétele a térhatásnak, de a túlzó eltérés megdolgoztatja az agyat, a vertikális eltérés meg lerontja a látványt (kis eltérés esetén korrigálhat az agy, de fejfájást és hányingert okozhat).
Vergence accomodation probléma. A térlátásban a szemtengelyek iránya (összeforgatása, vagy párhuzamosan tartása), illetve az egyes szemek fókusztávolság-állítása összefügg. Távoli objektumra végtelenre állít élességet a szem, illetve a két szemtengely párhuzamos. Egy közeli tárgyra általában összefelé nézünk és közelre is fókuszálunk.  De egy közeli síkban ábrázolt 3D kép konfliktust okozhat, bár közel van a képpár élességállítás szempontjából, de a szemtengelyek párhuzamosak, mintha  a távolban lenne. 
Window violationt okoz ha a kép széle bezavar a térélménybe. Egy objektum egyik szemünkkel látszik, a másikkal meg nem, mivel a képkereten kívül esik. 
A retinal rivalry, amikor a két szem verseng, hogy melyik kép domináljon az agyban (lásd crosstalk).
A két szűrő által átengedett spektruma különféle fókuszt igényel (200-300nm különbség is lehet).
A gyenge fóliaminőség, a szűrések tökéletlensége (crosstalk, ami ghostingot eredményez), rosszul fényképezett és összerakott képek (pl. disparity). 

Puppet theatre effect, amikor a plánnak nem megfelelő méretűek az objektumok. 
Mozgás, főleg a gyors, ez leginkább a videók esetén okoz hányingert.

Cardboard effektus, amikor zavaróan lapos a tér, túl kicsi bázistávolságú képpár esetén. Ennek az ellenkezője is zavaró, amikor a tér túlságosan mély (túl nagy bázistávolság miatt).
Eltérően torzult képek, durván torzító objektívek miatt előfordul, hogy a két pozíció zavaróan eltérően torzul a térben.. 

Hasznos és érdekes dolgok:

Egy kis skanzenbe visszaszorult 3D-Univerzum: http://www.3dstereo.com/

Anaglif algoritmusok. Ugyanitt vannak próbálkozások a deanaglifolásra is. A StereoPhotoMaker helpje. 

Malus törvénye - polarizáció

Azt találtuk, hogy többféleképpen lehet polarizált fényt előállítani. 
- kettős töréssel, például a kalcit kristály pont ezt csinálta ebben a játékunkban:

Barbár GPS e a viking szaga? - link

- fényvisszaverődéssel (lásd Brewster-szög), ezt meg üveglemezkékkel próbáltuk ki. Minden törésmutatóra (pl. levegő-üveg, vagy levegő-víz  határon) létezik egy olyan szög, amelynél a visszavert fény polarizált lesz. Erre van online Brewster-kalkulátor is, hogy most ne monyoljunk a képletekkel.

Apám nem volt Öveges - polarizáció - link

- aztán van még a szóródással kapcsolatos polarizáció is, ilyet például a kék égen figyelhetünk meg, kb 90 fokra a Naptól, ami a fotós ellensége nagy, kék-eges panorámáknál.

Vagy a szivárványokban is. A színszórást az A és B törés okozza (kék jobban törik, mint a piros - ezért a szivárvány belső ívén látszik), a polarizáltságot meg a C belső törés okozza. ezért érdemes szivárványt polárszűrővel fotózni. Mondjuk a víz-levegő Brewster-szöge 36,88 fok, így nem világos a 42 fokos adat, a wikiről, mert ha a vízcseppbe belépő sugarak szögét méri, akkor a C törés szöge ennél csak nagyobb. De lehet, ha csak nem teljesen polarizált a szivárvány, nem ragadunk le ennél.

Forrás: wiki

- és van a dichroizmussal létrehozott polarizált fény, amihez semmiféleképpen nem bírtunk eddig kapcsolódni és itt találtuk a legtöbb ellentmondást a neten. Mindenesetre, állítólag ezek az általánosan elterjedt fotó-polárszűrők. És azt írják ezekről, hogy elnyelik a nem megfelelő szögben polarizált fényt. 

- a fény polarizáltságára hatással lehet a mágneses tér is. Ebben a videóban nagyon szépen megmutatják a dolgot, sajnos nekünk nem sikerült reprodukálni az eredményt (bár a videó végén felsorolják ők is, milyen akadályokba ütköztek). Sem neodímium mágnesekkel, sem tekerccsel nem történt semmi látható, pedig még desztvízbe is merítettük (olajba azért nem, mert még terveink vannak a tekerccsel). Sem lézerrel, de reflektorral sem, 1,2Amperrel és 12 Volton legalábbis.

Na jó végül is, ha a mágnest a fény útjába toltuk, azzal elértünk némi változást, de most nem erről van szó. 

Szóval az világos, hogy két egymásra merőleges szögbe tekert polárszűrő elzárja a fény útját (a valóságban csak majdnem zárja el). De próbáld ki, a fényforrás elé tegyél egy polárszűrőt, a szemed elé egy másikat. Zárd a szögeiket. Idáig minden rendben,  Majd dugj a két szűrő közé egy harmadik polárszűrőt és forgassad. 

Az első és a harmadik polárszűrő derékszögben elvileg teljesen zárnak, a második polárszűrő viszont valami olyan csodát tesz, amitől a rendszeren mégiscsak átjut valamennyi (1/8) fény. (Ebben a videóban le is vezetik). Itt meg egy szimulátor, tologassad:

Polár-szimulátor ideális szűrőkkel. Forrás

Itt azt mondják, hogy a polarizálatlan fényt sokkal hatékonyabb úgy elképzelni, hogy fele átlagosan vízszintes síkban, másik fele átlagosan meg a függőlegesben rezeg (ez bármit is jelentsen). Vajon miért felezi meg (a valóságban csak majdnem felezi) egy lienáris polárszűrő a fényt, bármilyen szögben is tartjuk azt? Mindenesetre az analógiákkal csak óvatosan, főleg a kavantumfizika felé haladva. 

Fogadjuk el, hogy a polarizálatlan fény fele jut át egy lineáris polárszűrőn. De mi történik utána? Malus úr törvénye ezt állítja:

I₁ = I_o cos²(q)

Tehát a második polárszűrőn átjutó intenzitás (I₁) a bejövő, már egyszer polarizált, intenzitás (I_o) és a két szűrő szögéből (cos²(q)) számítható ki.

A polarizálatlan fényintenzitás felét vámolja meg az első polárszűrő, ez az intenzitás fog a második polárszűrőbe (analizátorba) jutni. Amennyiben a két szűrő 90 fokot zár be, vagyis cos²(90)=0, az intenzitást 0-val kell szorozni, vagyis semmi fény nem fog átjutni az egymásra merőleges polárszűrőkön. Ha a két szűrő párhuzamos, vagyis cos²(0)=1,  akkor a bemenő intenzitás mind meg fog jelenni a túloldalon. 45fok esetén 0,5-ös a szorzó, vagyis felét engedi át, illetve bármely szögre kiszámítható az átjutó intenzitás. 

Ha Excellt használnál a célra, jó ha tudod, hogy a COS() függvény radiánt vár. Tehát először a szögeket radiánra kell konvertálni RADIANS() függvénnyel és ezt adni át a COS() függvénynek (Radiánba úgy is át lehet számolni, hogy szorzod a szöget Pi/180-nal.) 

Szóval erre azért volt szükségünk, mert látni akartuk, hogy a második polárszűrő elfordításával NEM lineárisan csökken a fényintenzitás. Hanem izé... olyan koszinuszosan: 

45 fok környékén a legmeredekebb, itt kis elforgatás nagy hatással jár, 0 és 90 fok környékén nagyobb elforgatás kisebb változást okoz. Emiatt nehezebb lenne megtalálni azt a pontot ahol teljesen nyit, vagy teljesen zár a két szűrő, de a nem lineáris fényérzékelésünkkkel az élmény mégis a fordítottja, vagyis 0és 90 fok környékén érezzük a legnagyobb változást szemmel. Ezért kell műszerrel mérni az ilyesmit.

Ha három lineáris polárszűrőnk van, amiből az első és a harmadik egymásra merőleges (vagyis elvileg nem kellene fénynek átjutnia), akkor a második polárszűrő 0 és 90 foktól bármilyen eltérése mégis lehetővé teszi valamennyi fény átjutását. 45 fokban a legtöbbet, az eredeti polarizálatlan fény nyolcadát (ezt mutatja a fenti screencapture). 

Hogyan NE mérjük a polarizált fényt

Az olcsó kínai polárszűrőkön nincs felskálázva a polarizáció iránya, de könnyen bemérhető, mert a nem fémes felületekről a polarizálatlan fény a felülettel párhuzamosan polarizáltan fog visszaverődni (legalábbis észlelhető mennyiségben), vagyis egy lakkozott asztalon, ha a tükröződést látjuk, akkor vízszintesen áll a szűrőnk, ha a visszaverődés kioltódik, akkor függőlegesen áll a szűrő. A monitorok tipikusan 45 fokban polarizáltak. 

Fényképezőgéppel néhány alap-mérést végzünk. Nyilván automata módban a gép fog produkálni apró (?) +/- eltéréseket a fény megítélésében, ezért pontosan egyforma megvilágításra kell hozni a képeket. Az exponálási adatokat ennek a kalkulátornak a segítségével normalizáljuk. 

1. biztosítjuk, hogy a fényünk nem polarizált, a polárszűrőt körbeforgatva nem tapasztalunk eltérés a fénymérés során.

Most, hogy tudjuk ezeket, megnézzük, hogy a sima megvilágítást mennyire vágja le egyetlen PL, majd két PL egymástól 0 fokban elforgatva, majd rendre 45 és 90 fokban. A fényforrás medián értéke 129 volt, a polárfólia közepének mediánértékei pedig:

A mérések alapján, egyetlen polárfólia (bármilyen szögben) a fény 74,5%-át engedi át. Két fólia 0 fok forgatásnál már csak 66,6%-ot. 45 fokon ennek felét várnánk de 43,1%-ot számoltunk. 

Na jó, itt jöttünk rá, hogy nemcsak a polárfóliánk nem ideális, hanem a fényképezőgéppel mérés sem az, ugyanis nehéz a gammagörbéktől mentesen értelmezni a méréseket. Túl bonyolult lenne minden paramétert figyelembe venni és korrigálni.

Napelemmel, fotódiódával mérni szintén nem sikerült. Biztos kidolgozható lenne erre is egy módszer, meg egy korrekciós algoritmus, de untuk ebben elmélyülni, mikor találtunk jobbat.

Akkor hogyan érdemes mérni?

Van ez a péper, és bár rengetegszer csalódtunk az okostelefonos fénymérésben, azért ennek is adtunk egy esélyt. Röviden, kell egy App, a Physical Toolbox, ami egyszerre tudja több szenzor adatát is rögzíteni *,csv fileba (Multi Record menüpont). Nekünk a fényszenzor és az Inclination Rolling adatára lesz szükségünk egyszerre. A telefon fényérzékelőjére ragasztunk egy PL fóliát, de olyan szögben, h a monitor 45 fokos polarizáltságát a telefon 0 fokos Rolling értékénél mérje maximumnak. És nem elfelejteni ellenőrizni, hogy a telefon szenzora már önmagában nem polarizált fényt kap. Ezután a telefont lassan forgatva rögzítjük az adatsor, amit Excellben lehet grafikonon ábrázolni. 

Érdekesség, hogy a Xiaomi nem volt hajlandó 90 fokot kijelezni, csak 85-ig mutatta, majd átugrott -85 fokra, de sebaj. Amúgy se nagyon bízunk ennek a telefonnak a fényszenzorában, úgyhogy nem kicsit vagyunk meglepve, hogy nagyjából hozta a várt eredményt. Függőlegesen a LUX értékek, vízszintesen pedig a telefon dőlésszög, ha odaképzeljük a 0 és a 90 fokos osztást is, akkor szinte tökéletes:

Ezzel el is engedjük ezt a mérés-dolgot. De még évekkel ezelőtt készítettünk pár polárszűrős tesztképet, most azokat is kieresztjük.

Szokás a polárszűrős képeket a vizes, vagy egyéb fényes felületekkel (pl. ablaküveg) demonstrálni. A víznek és az üvegnek is megvan a maga Brewster-szöge, így egy lienáris polárszűrővel lehet válogatni a részben polarizált nyalábok között, beengedjük ezt a felülettel párhuzamosan polarizált fényt, vagy kizárjuk. De az ég is polarizált, sőt a fűszálak, a hegyek. Tájképek következnek polárszűrővel és anélkül:

MODOSÍTÁS 2023.07.24. Utólag találtunk egy videót, ami elég rövid, de legalább szemléletes. Mi kb. felénél veszítettük el a fonalat. 

Talkie walkie - Lectenna

Végül sikerült megtudni, a kis kézi adóvevőnk pontosan milyen hullámhosszon tolja (446,00625-446,09375 MHz, és 500mW ERP), és találtunk egy érdekes videót a témában. A fickó 1N4007-es diódát használ lectennájában, ilyenünk pont nem volt, az 1N4001 nem működött, viszont a 1N4148 tökéletesen bejelzett a Talkie-walkiera.

Számtalan lectenna típust találtunk neten, volt ami a telefonjelet, és a WiFit is kimutatta (ha hihetünk nekik). Nekünk azonban csak a kisrádióval volt sikerélményünk. Az okát nem találtuk, de valami a diódák frekvenciájával lehet, az 1N401 10 kHz tartományra, az 1N4148 akár 100Mhz tartományra is jó, ez bármit is jelentsen, mert szűkszavúak a leírások. Az 1N4004-nél a recovery time 2ms az 1N4148-nál ez 4ns.  1N5711-nél 1ns. Ami csak azért érdekes, mert 446MHz periódusa 2,24ns, a 2,4Ghz (WiFi) periódusa meg 0,41ns (kalkulátor lustáknak). Van még BAT42 diódánk, annál 5ns. A felsorolt diódák mind alkalmasak valamennyire a 446Mhz észlelésére, de egyiks sem jelzett a WiFire, meg a 3 és 4G-re se. De persze ezek Aliexpresses diódák, szóval semmit sem vehetünk készpénznek. 

A videóban szereplő áramkör 1N4148 diódával.

Nem jöttünk rá mi az elv, de az biztos, hogy a malacfarok antennának tökmindegy hány menetből áll, sőt nélküle is pont úgy működik a dolog. 

A hurok-antenna viszont fontos (az gyűjti a delejt?, ami meghajtja a ledet), érdekes, hogy egyes pontjain sokkal jobb a vétel, mint más részein. A teszláról már láttuk, hogy a kilo-megaherzes tartományban remekelt. Nem is csodálkoztunk, hogy ezt az áramkört is remekül meghajtotta. 

Kipróbáltuk csak a ledet és egy hurokantennát és a telefonra prímán bejelzett. Először kikapcsoltuk a mobiljelt, úgy is világított a led. Aztán sorra, a Wifit, a Bluetoothot, míg rá nem jöttünk, hogy csak az NFC dolgozik benne :( Ezzel egyúttal revideáljuk a régi NFC cikkünket is, nem kell fenszi, sokmenetes tekercs, egyetlen hurok is bőven megteszi. Az NFC állítólag 13,5 Mhz környékén ad.  Persze erre szimpla tekercsre nem hatott az adó-vevő, de még a mikrohullámú sütő se. 

Ez meg egy négydiódás telefonhívásjelző cucc, amit több helyen, is láttunk, 1N4148 diódával csinálják. 

Érdekes, hogy a talkie-walkiet ez is szépen veszi, de a telefon hívására ez sem reagál. Ha jobban megnézzük, ez az eszköz gyakorlatilag ugyanaz, mint az első, csak 4 darab dióda hozza létre az egyenirányított  köralakú antennát. A kínai kis rádiótávírót sem érzékeli. Az viszont feltűnt, hogy butatelefonnal szerepeltetik a kollégák, tehát nem kizárt, hogy 2G esetén mégiscsak jelez. De az már annyira XX. század. Mellesleg nem egyértelmű, hány G, milyen frekvencián tolja, ezek a román Orange adatai: 2G = 900 Mhz / 1800 Mhz, 3G = 2100 Mhz  / 900 Mhz, 4G = 800 Mhz / 1800 Mhz / 2600 Mhz. Tehát a 2G is legalább kétszer rövidebb hullámhossz, mint a kis talkie-walkie, és legalább ötvenszerese az NFC-nek. Mindenesetre a telefont 2G-re állítva se a bejövő, se a kimenő hívást nem érzékelte. 

Ez a wififogó  cucc 1N5711-et használ, de nekünk a kínai diódával meg se nyikkant. Ugyanezt a konstrukciót láttuk ebben a videóban, itt NT112-ot (1Ghz volt valahol egy specifikációban) használnak, de csak a TME.EU-nál találtunk ilyet, és 50 RON 3 darab + posta. Ennyit nem ér nekünk ez a móka. Itt szintén 1N5711-et, de a kék változatot használják. 

Ebben a videóban, sima diódás lectennával, különböző antennaméretekkel különböző frekvenciákat fog a fickó. MIvel mi csak a teszlatekercset és a talkie-Walkiet tudtuk fogni, nem derült ki, hogy van e ideális antenna hossz. Tapasztalat szerint minél nagyobb antennánk volt, annál távolabból jelzett (legtöbb 40-50cm). Az is működött, ha az egyik antennát fogtuk (földeltük?). 

Antenna rezonancia frekvenciára  kalkulátor.  

Stresszes vagy a melegtől? Szétizél a klímanyomorúság?

1 Szaporodjatok és sokasodjatok, és töltsétek be a földet. 2 És féljen és rettegjen tőletek a földnek minden állatja az égnek minden madara: minden a mi nyüzsög a földön, és a tengernek minden hala kezetekbe adatott; (Mózes 9 - amiben a zsidó/keresztény Isten felszólítja az emberiséget, hogy most már úgy istenigazából basszon oda a Földnek és a bioszférának)

Vannak emberek, akik a melegtől rinyálnak egyfeszt, vannak, akik a hidegtől és érdekes módon, ezek között nagyon nagy az átfedés. Ilyenek vagyunk, na, mint ahogyan a népi mondás is tartja, nincs hideg, nincs meleg, csak szarember szakember.

Aki újabban azt állítja, hogy a nagy meleg, meg a hőhullám, irtó nagy stresszet okoz az embereknek. És ebbe mind meghalunk. Én ezt nem vitatom, csak az jut eszembe, hogy a szakemberek a COVID-ra is ugyanezt mondták, mégis valahogy többen vagyunk, mint két éve (az megvan, hogy elrúgtuk a 8 milliárdot?). Mondjuk a fölösleges pofázás és az abból keletkezett hisztihullám, az áltudomány térhódítása, a durva jogtiprások, valóban rendkívül stresszeltek, de most nem erről van szó.

Azt tapasztalatból tudjuk, hogy a levegő páratartalma nagyban befolyásolja a hőérzetet. Ugyanis mindenkinek vannak olyan rohadék barátai, akik a szaunában minden egyes alkalommal nagy legénynek hiszik magukat a legalsó lépcsőn, ezért ráloccsintanak egy vödör vizet a forró kövekre, majd ők lesznek rosszul leghamarabb, és futnak ki, otthagyva a többieket pácolódni. Na, ilyen esetben a páratartalom változik meg hirtelen, és mégis a melegérzetünk szalad meg. Ezt az érzetet járja körbe a hőindex. Hőindex, páratartalom, meg hasonlók következnek.        

A hőindex kalkulátor nagyjából a fenti táblázat szerint működik, viszont ad hőérzet fokot is. 26-27 foktól felfele, szinte bármilyen páratartalomra megfenyeget, 32 foktól felfele meg egyenesen ijesztget. Úgy tűnik ez a melegben sápítozók mérőszáma, ugyanis rendes ember 30 fokos melegben bármilyen páratartalom mellett hálát ad, hogy végre nem kell fázzon, pláne fűtsön.

És milyenek már ezek a szélhűtés kalkulátorok is, bezzeg -10C fokig bármilyen relatív páratartalom és szélsebesség mellett, teljesen rendben van szerintük minden. Mi fiatal korunkban sátoroztunk -15C fokban és hát... nem az igazi, még szélcsendben sem. 

Mint látható, ennek a bejegyzésnek az empátiaszintje igencsak alacsony. Érdekesség, hogy a melegtől rinyálók zöme, a téli, otthoni 18 foktól is hisztirohamot kap, mintha nem lehetne egy kurva mackónadrágot, meg gyapjúzoknit felhúzni. Szóval repülőzzetek, autózzatok, fogyasztásban bátorak legyetek, és azért a pár veszélyeztetett emberért, akit valóban lecsap a hőguta, használjatok légkondit, és fűtsetek télen is, mint az állat (az állat nem fűt, hanem hibernál), hátha nem fog a gyerek orrán kiköszönni a zöldtakony, hogy helló. Hátha így majd mindenki veszélyeztetett lesz végül, nemcsak az a pár életképtelen. 

Mellesleg, attól a melegtől, amitől, mondjuk Csíkban, már sóhajtoznak, valószínűleg egy kongói migráns még tüdőgyulladást kapna és fordítva is. De úgyis lesz, aki túléli a klímaváltozást vagy így, vagy úgy. És lássuk be, az érdemli meg az evolúciós győzelmet, és az örökli a szétcseszett Földet, aki a szemétdomb mellett is ki tudja pottyantani az utódot az extrém veszélyes 40 fokos melegben, nem az, aki hatalmas orvosi apparátus és légkondi mellet is, császárral, lombikkal, mesterségesen és úgy is csak alig-alig bírja tartani a Kárpát-medencét, nemhogy telibe szülni. 

Na, vissza a páratartalomra és a hőérzetre. Innentől nem lesz érdekes, csak saját számolgatások következnek a téma jobb megértése érdekében. 

Abszolút páratartalom, az a víz, ami pára formájában ténylegesen jelen van az adott levegőmennyiségben. Például elpárologtatunk 9 deciliter  (900gr) vizet egy 9 köbméteres térben (9*1,2kg=10,8kg levegőben), amennyiben a kiinduló állapotban teljesen száraz volt a levegő, úgy 100gr vizünk lesz 1 köbméter levegőben. Mellesleg 9 deci vizet egy átlagos ember egy átlagos napon simán kipárologtathat légzés és izzadás révén, 

A szaturáció, az a határ, ami fölött (általában) már nem bír felvenni  több gramm vizet az adott levegőmennyiség. Ez leginkább hőmérséklet függő, ugyanannyi meleg levegő több párát tartalmazhat, mint ugyanannyi hideg levegő. Táblázatokból, vagy online kalkulátorral kiszámítható, hogy egy adott hőmérsékletű és páratartalmú levegő mennyire lehűtve kezd kicsapódni.

És ez a harmatpont. Harmatponton (általában) a relatív páratartalom 100% (a többlet, ha van, akkor kicsapódik egy hideg felületen). Ha van egy mérésünk (hőmérséklet + páratartalom) a lakásban, akkor kiszámítható, hogy milyen hideg falon lesz kicsapódás (ha ez állandó vagy gyakori, akkor itt várható penészedés). Bár a harmatpont is egy jó információ arról, hogy mennyi a levegő páratartalma, valamiért mégis a relatív páratartalmat használják leginkább. 

A relatív páratartalom azt mutatja meg mennyire közel vagyunk a szaturációhoz az adott hőmérsékleten. Lehűtve a levegőt, annak megnő a relatív páratartalma,  melegítve meg lecsökken. A penészedést két módon tudod elkerülni, egyrészt lecsökkented a relatív páratartalmat (jobban fűtöd a lakást, vagy kivonod a párát), vagy a hideg falaidat valahogy leszigeteled, hogy ne hűljenek harmatpont alá. 

Csekkoljuk az ábrán levő példát, ahol 100gr vizet párologtattunk el 0,83 köbméter (1kg) levegőben. Máris látszik, hogy ez valami brutál-szauna-szerűség lehet, mert ilyen értékek mellett 203C lenne a hőérzet. Ilyen szauna nincs, ez már grillező. 

A kalkulátorban megjelennek az aktuális és a szaturációs gőznyomás is, erről bővebbet itt lehet találni, de nagyjából az a lényeg, hogy a a forráspont akkor következik be, amikor a gőz nyomása eléri azt az értéket, amivel legyőzi a levegő nyomását és nemcsak a víz felszínéről tud kilépni a levegőbe a cucc. (Kár, hogy a kalkulátor csak 60 fokig szavatolja a pontos számítást, biztos ennek is megvan az oka, mert máshol is ezt a korlátot tapasztaltuk.) Ebből következik az is, hogy nagy magasságban alacsonyabb hőmérsékleten forr a víz, sőt extrém alacsony nyomáson akár szoba-hőmérsékleten is felforralható (fecskendős vákuum-kísérletek, a neten). A légnyomásnak sem mindegy, hogy mit írsz be a kalkulátorba, ha nincs megbízható mérőműszered, akkor rögtönözni kell. A meteoblue szerint 1021hPa van most Székelyudvarhelyen, de ez nekünk gyanús, megnéztük mit mond az Omu-csúcsra. És ott is. Tehát nem számol a magassággal. De ez a kalkulátor igen. Ez meg egy másik kalkulátor, érdekes, hogy van tizednyi eltérés, pedig az oldalakon az egyenletek találnak, gyanítjuk, hogy a kerekítésekből adódik. Mindenesetre 973.5hPa már valamivel elfogadhatóbb értéknek tűnik (vagy a meteocast normális értéket mutat).

Mivel láttuk, hogy a nyomást általában a tengerszintre normalizálva adják meg a meteorológiai jelentések, ezért igazi nyomásértéket pl. az Omu-csúcson úgy tudsz mérni, hogyha odamész. A mért értéket aztán összehasonlítod a fenti módon kikalkulátorozott értékkel, s innen tudod meg, hogy romlik, vagy javul az idő. Ezért volt zsákutca a barométeres magasságmérős karóra, mert a terepen nem tűnt életszerűnek, fejben számolgatni a kalibrált magasságból, hogy most vihar közeledik, vagy csak két órája hágóra mész. Ezekről bővebben itt. 

Kis gyakorlat. Egy szauna legyen 2*2*3m, vagyis 12 köbméter. Ami ugye kb. 14,4 kg levegő. Tipikusnak mondható 60 Celsius fokon 5% páratartalommal  8,85 g(víz) / kg (levegő), vagyis összesen 127,4 gramm víz van a légtérben. Ezt már veszélyesnek ítéli meg a hőindex kalkulátor. Öntsön most a debil barátunk pár kanál vizet a kövekre, mondjuk 3 decit, vagyis 300 grammot. (127,4+300g víz) / 14,4 kg levegővel kb 29,6g víz / 1 kg levegő, ami a kalkulátor szerint 19% relatív páratartalom. A hőérzet az iménti 52fokról hirtelen 78C fokra ugrik. Csak érdekesség képpen 7% relatív páratartalom fölött már extrém veszélyről beszél a kalkulátor, a szauna küszöbén vár rád a halál.  Pedig a leírások szerint csak 10-20% körül kezdenek a bénábbak egy polccal lennebb költözni. 20-30% fölött meg a legéletképtelenebbek nagy sóhajtozva elhagyják a szaunát.  A mi mérőműszerünk a száraz szaunában értékelhetetlen eredményt adott, 60C fok körül 40%, aminek a hőérzete 128C lenne, kétlem, hogy ennyi lehetett. A szauna saját műszerei leolvashatatlanok voltak (kosz vagy pára miatt). Bár ekkor már csak mi nem akartunk kiszaladni és mondjuk nekünk se lett volna kedvünk százméteres síkfutásra. 

A gőzfürdő esetén picit más a helyzet, ott bár alacsonyabb hőmérséklettel operálnak (50 Celsius), a relatív páratartalom akár 80% is lehet (156C hőérzet, 46 foknál indul a felhőképződés). A kalkulátor szerint ez is extrém veszélyes. Azonban a tapasztalat az, hogy csak a legritkább esetben viszi el a mentő az embereket a gőzfürdőből is. Nekünk, a szintén nem megbízható műszerünk 59,5C (a befúvónyílás irányában), illetve 42,9C (a falnál) melegre 98%-ot mért, aminek 319C lenne a hőérzete, és hát nem szenvedtünk, hanem lazítottunk. Gyanítjuk, hogy a műszer nem ilyen körülményekre volt tervezve. Mint ahogy az ember sem a klímakatasztrófára volt tervezve. 

Tükörpróba. PL-CPL teszt.

Lineáris és cirkuláris polárszűrőkkel szórakozunk. Létezik a tükörpróba, ebben a videóban 1:40-nél beszél a kollégaúr erről.  Nincs ilyen fenszi, mozis polár-szemüvegünk, mindenesetre két CPL és két PL fotószűrővel megpróbáljuk reprodukálni. Félszemű olvasóink itt most ugorjanak az utolsó bekezdéshez, mert két szűrő interakcióját két szemmel lehet megállapítani, bár nem kizárt, hogy valami lézeres-tükrös megoldást is össze lehetne ütni. 

Szóval két szemünk elé teszünk két CPL szűrőt, a csavarmenet felől (a negyedfázis szűrő oldaláról) nézünk bele és felváltva nyitogatjuk a két szemünket. Ugyanezeket tapasztaljuk, ha két PL szűrőn át pislogunk:

1. kiforgatható olyan pozíció, ahol mindkét szemünk átlátszik. Egyszerre, egy irányba forgatva a szűrőket ez így is marad. Ilyenkor a polaritás párhuzamos (ezt polarizált fénybe, monitorba, nézve lehet csekkolni). 

2. kiforgatható olyan állás, ahol felváltva pislogva, mindig a nyitott szem látszik át, a zárt szem sötét, ilyenkor egyszerre forgatva így is marad. Ekkor a kér lencse polaritása 90 fokban áll egymással.

3. nem forgatható ki olyan állás, hogy a csukott szem legyen átlátszó, a nyitott meg sötét

4. akkor is ugyanezt tapasztaljuk, ha egyik szemünk elé CPL, a másik elé PL szűrő kerül.

5. Amennyiben viszont a két CPL-en keresztül fordítva nézünk, vagyis a negyedfázis szűrő (csavarmenet) a tükör felé mutat, akkor bárhogyan forgatjuk a CPL szűrőket, mindig a nyitott szem lesz sötét. 

Ami azt jelenti, hogy a videós szemüvegén elől van a negyedfázis szűrő? Mondjuk a szem felől minek is lenne, hiszen a szem nem fáziskeresős autófókuszt használ, mint a fényképezőgép, tehát oda fölösleges. Ebből viszont az következik, hogy az ilyen 3D mozikban, a két szemre jutó kép nem egymásra 90 fokban síkban polarizáltan, hanem cirkulárisan érkezik. Vajon miért? Ezt tűnik alátámasztani ennek a videónak a végén található tükörteszt is. 

Szóval mi is történik? Azt olvastuk, hogy a tükör a polarizált fényt megtükrözi (ez bármit is jelentsen). Az 1-es esetben a szemünkről kiinduló polarizálatlan fotonok áthaladnak a polarizátoron, a tükörben megtükröződnek (nem elforgatódnak, tehát ugyanabban a síkban maradnak), majd ugyanúgy visszabújnak a másik ugyanolyan szögben álló polárszűrőn. Mindkét szem átlátszik a szűrőkön. 

A 2-es esetben a második szűrő 90 fokban áll, tehát a mögötte levő szembe nem jut be foton az első szűrő mögül. Tehát mindig csak a nyitott szem előtti szűrő fog átlátszani. 

Ha viszont az 5. pontban a szemünkről kiinduló foton áthalad a lineáris polárszűrőn, majd a negyedfázis szűrőn, akkor mondjuk órajárásával megegyezően lesz polarizált. Ez a tükörből visszaverődve órajárásával ellentétessé változik, majd újból áthalad a negyedfázis szűrőn és visszaalakul lineárisan polarizálttá, csakhogy pont 90 fokban, mint ahogy kilépett, ezért nem tud visszajutni, tehát a nyitott szem sötétet lát. Tádámm.

Forrás

Szóval sokkal egyszerűbb a CPL-teszt. Fordítsd csavarmenettel a tükör felé, nézz át rajta, és ha sötét bármerre csavargatod, akkor CPL. Ugyanakkor a tapasztalatok alapján sejtjük azt is, hogy a két CPL szűrőnk forgatási iránya megegyezik (ha ellentétes lenne, akkor a tükrözés miatt pont áteresztőnek kellene lennie, elvileg össze lehetne téveszteni a PL szűrővel?), de mivel nincs két bizonyítottan ellentétes irányú CPL-ünk, ezért ezt egyelőre nem tudjuk igazolni. 

2023.01.23. Frissítés: utólag találtuk a wikin ezt a remek szimulációt a tükör hatásáról a cirkuláris polarizáltságra.

Forrás