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不确定视频或照片是何时拍摄的?如何通过测量阴影的长度来判断

POLICE 全警智慧 2022-12-18

据开源网站贝灵猫信息,对于开源研究人员来说,在视频或图像中建立时间可能是一项艰巨而令人沮丧的任务。如果幸运的话,你会短暂地看一眼挂钟或手表——但在大多数情况下,你不会。然而,测量阴影可以帮助提供解决方案。

众所周知,可以使用阴影的角度来评估图像中的时间。SunCalc是一种模拟太阳在地球上不同日期和位置在天空中的运动的工具,可以用来相对容易地做到这一点。

但是,有时这些阴影的角度可能不清晰,或者视频或图片中可能没有足够的参考点来准确判断角度。

但是,正如阴影的角度可以用来计算太阳从北方的角度(方位角)一样,阴影的相对长度也可以用来计算太阳与地平线的角度(高度)。

当太阳在天空中升起时,阴影最初会指向西方,并在中午左右达到最短长度之前很久才开始。然后,它们将指向东方,因为它们在日落前逐渐变长。这种可预测的长度变化可以用来判断时间。

重要的是,没有必要知道投射阴影的对象的实际高度。重要的是阴影与物体的比例长度。这意味着本文中看到的测量值与物体和阴影的实际高度和长度无关。但是,由于我们只对它们彼此之间的比例感兴趣,这并不重要。

为了使此技术正常工作,图像或视频需要满足以下几个条件:

  1. 必须知道图像的位置和日期

  2. 对象及其阴影必须与相机大致成直角

  3. 阴影必须投射在与地平线水平的表面上(平坦的地板)

  4. 图像不应被相机镜头(如鱼眼镜头)过度扭曲

最后,在执行此技术时,应该注意的是,阴影在一天中将具有两次特定的长度:一次在早上,一次在下午。因此,检查阴影的方向很重要。

示例一:受控条件

在这个例子中,我使用了2019年10月14日在耶路撒冷阿克萨大院拍摄的一张照片。让我们按比例长度技术应用阴影,看看我们计算的时间。


耶路撒冷的阿克萨大院。摄影:Nick Waters。

在这张照片中,可以看到一名安全部队成员靠在栅栏。我们可以看到,图片符合四个条件:

  1. 必须知道图像的位置和日期

  2. 对象及其阴影必须与相机大致成直角

  3. 阴影必须投射在与地平线水平的表面上(平坦的地板)

  4. 图像不应被相机镜头(如鱼眼镜头)过度扭曲

接下来,我们测量图像中物体和阴影的长度。请记住,这里重要的是这两个测量值之间的比例,而不是实际测量值本身。

耶路撒冷的阿克萨大院增加了阴影测量。摄影:Nick Waters。

然后我们去SunCalc,在阿克萨大院中设置这个位置的位置,并将物体的高度输入为2.33米,SunCalc称之为“在物体水平”。然后,我们调整时间,直到阴影长度尽可能接近图像中看到的长度(3.53 m)。下图详细介绍了 SunCalc 输入过程。

Suncalc.org阴影长度的计算。单击或点击以查看全尺寸图像。

这给了我们09:37的时间。在进行此分析后,我检查了相机的EXIF数据,发现它是在09:43拍摄的,仅相差六分钟。

示例二:视频剧照

在下面的示例中,我们看到一段视频的剧照,显示一群人观看沙特领导的联军空袭,该空袭于2015年5月12日在也门扎比德镇造成数十名平民死亡。

来自Mohammad al-Hadad发布的视频的静止图像。

正如我们所看到的,左边穿白衬衫的男人的影子正以与相机的粗直角投射在平面上。因此,我们可以测量阴影的长度与投射它的物体的长度相比,以计算时间。

在这种情况下,图像中男子的身高被测量为5.67厘米,他的阴影似乎刚好延伸到男人的腿向右,为9.84厘米。

来自Mohammad al-Hadad发布的视频的静止图像,并添加了阴影测量。

然后,我们使用Suncalc将“对象级别”(投射阴影的对象的高度)设置为5.67m,并将时间更改为阴影长度尽可能接近9.84m。这给了我们16:14的时间。

Suncalc.org阴影长度的计算。单击或点击以查看全尺寸图像。

为了测试该方法在这种情况下的准确性,我们可以将时间更改为 16:14 两侧的 15 分钟,以查看我们将得到的阴影长度。

  • 在 16:14 时,阴影是投射它的物体高度的 1.74 倍。

  • 15 分钟前,在 15:59,阴影是投射它的物体高度的 1.51 倍。

  • 15分钟后,在1629处,阴影是投射它的物体高度的2.02倍。

来自Mohammad al-Hadad发布的视频的静止图像,并添加了阴影测量。

我们可以看到,虽然这个影子计算确定的时间应该算是比较粗略的,但肯定还是在16:14两侧的15分钟内。

应用此技术时,以这种方式建立时间窗口通常很有用,而不是说明特定时间。这可以通过调整SunCalc内的时间,直到阴影的长度明显不再与计算一致,可以很容易地完成。

结论

虽然这种技术比通过阴影角度判断时间稍微困难一些,但当没有足够的参考点来估计角度时,它仍然很有用。只要满足正确的条件,这种技术就可以相当准确,有时令人惊讶。

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