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    光明日报 2015年06月05日 星期五

    科普小博士

    宇航员能拍到湖床上的字吗

    作者:丁敏 《光明日报》( 2015年06月05日 10版)

        最近,某汽车公司在美国发布的一则新广告引起了国内外媒体的竞相报道。这个视频广告讲述了汽车公司帮助一位美国小女孩向宇航员父亲传达思念的故事。他们用11辆汽车在干涸的湖床上画出女孩要告诉父亲的话“史蒂夫爱你”(史蒂夫是女孩的名字),最终,女孩的父亲从国际空间站成功地将这幅占地556万平方米的巨作拍摄了下来。

        汽车在湖床上“写字”这件事情发生在2015年1月,是千真万确的,吉尼斯世界纪录也已经正式认可了这幅“世界上最大的车辙图案”。有人质疑的是,史蒂夫的宇航员父亲真的能在太空中看到和拍到这幅字吗?

        首先考虑尺度。普通人当然很难想象从太空中看地球表面的一片湖床是什么概念,我们不妨计算和类比一下。556万平方米大约就是一个边长为2.4千米的正方形的面积;国际空间站的轨道平均高度在400千米左右;一辆汽车宽度大约为2米,相邻两辆车的间距大约为0.5米,那么11辆车并行留下的车辙宽度大约为30米。所以,这件事情就好比是在一张边长为2.4千米的正方形纸片上,用一支直径30米的笔写两个单词,然后拿到400千米远的地方让人观看和拍摄。这当然还是难以想象。不过,我们可以把它转换成一个等效的场景:在一张边长为4厘米的正方形纸片上,用一支普通签字笔(0.5毫米的笔头)写两个单词,然后拿到6.7米远的地方。到这里就方便多了:想象你坐在教室最后一排,有人拿着一块巧克力站在讲台上,你能看清楚巧克力上刻的字吗?

        显然,单凭肉眼,看到整块巧克力并非难事,但看清巧克力上刻的字就是对视力的极大挑战了。用普通的单反相机拍摄,要想把字拍清楚也很困难,但是如果有长焦距镜头,这样的任务就很轻松了。利用高倍率长焦照相机,或者用普通相机搭配远摄变焦镜头,专业拍鸟的摄影师可以把几十米乃至数百米以外的飞鸟“拉”至“眼前”。所以,单从距离上考量,在国际空间站借助长焦镜头把地面湖床上的字拍清楚是可能的。

        其次要考虑的,是机会。国际空间站绕地球一圈用时约90分钟,这就意味着,在宇航员看来,地球上的景物以大约每秒7.4千米的速度移动着。具体到美国内华达州那片干涸的湖床,就是每秒钟大约移动了3个湖床的距离。想象你要拍的巧克力在1秒钟内匀速地平移了3块巧克力的距离,那么你势必要将相机的快门曝光时间控制在三分之一秒以内,才有可能把巧克力上的字拍清楚。当然,现在的相机可以很轻松地满足这个要求,常见的快门速度有一秒、二分之一秒、四分之一秒、八分之一秒等等,而专业的相机快门速度可以达到数百分之一秒甚至千分之一秒。另外,相机的光学防抖功能也可以进一步降低画面的模糊程度。

        最后,由于人眼的单眼舒适视阈为60度,在宇航员看来,这片湖床不到1分钟(实际上是50秒左右)就会跑到他的眼角余光里。所以,当汽车公司赶在一个天朗气清、阳光充足的日子,在湖床上画完“史蒂夫爱你”之后,小女孩的宇航员爸爸每隔一个半小时可能有一分钟的时间拍摄女儿的思念,直到湖床所在地的太阳下山——其实机会还是比较充分的。

        总而言之,这则“向太空传递爱”的广告是可信的。不过广告的营销效果如何就难以言说了!

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