【情报课堂】如何基于太阳阴影位置计算时间

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如果照片或视频中没有可见的时间，则确定日期或时间的另一种方法是使用阴影。对于多次调查，不得不使用它来尝试确定一个可靠的时间框架，即使有时这可能是一项非常具有挑战性的任务。

首先，地球围绕太阳旋转，我们称之为地球的公转，地球产生的轨迹形状像一个椭圆。虽然我们每年绕太阳旋转一次，但地球也围绕一个稍微偏离中心的垂直轴旋转。倾斜的轴，加上围绕太阳的自转，使地球四季。

由于地球的自转和围绕太阳的轨迹是极其可预测的，知道在任何给定的日期和时间，太阳都处于特定位置。在北半球的夏天，太阳在天空中很高，而冬天的太阳则低得多，朝向地平线。在互联网上，有几种工具可以计算太阳在任何给定日期或时间的确切位置。要将其用于计算，唯一需要的是与地平线（天顶或高度）和太阳方向（方位角）相比的角度。有了这两条信息，任何人都可以计算出任何给定阴影的可能日期和时间。

由于地球的轨迹及其自转，每年有两个日期太阳处于相同的位置，称为春分点。这些日期约为3月20日和9月22日。看看春分的时刻，看到以下模式出现：

在开始计算时间或日期之前，需要了解一些重要的事情，即：

• 越靠近赤道，它就越困难，因为太阳的轨迹比其他任何地方都更平坦

• 最简单的计算是当图像拍摄时阴影在图像中水平显示的位置，或者有一种简单的方法来测量长度。如果有迹象表明场景可能倾斜，则稍微旋转它以使自己更容易是没有问题的

• 有一定角度或朝你走来的阴影不容易测量，除非它落在能够准确测量长度的表面上。

• 如果阴影完全可见并且足够清晰，可以测量，则是最好的

• 当阴影不完全可见时，仍然可以使用它来计算可能的时间，因为只需要一个方向，但是查找日期可能会带来问题，因为需要阴影的长度

• 尽量不要使用表面扭曲或不均匀的阴影，除非您有能力通过使用3D建模来重新创建场景来使用它

• 物体和它投射的阴影都应该在一个框架内测量，这样就可以确定物体高度和阴影长度之间的关系。

• 当使用与胶片剪辑不同的帧时，距离可能会有所不同，因此可能会使测量不太准确

• 需要一些参考点来确定阴影落下的确切方向

如果满足所有这些条件，那么确定拍摄该照片或视频的日期和时间不仅是可能的，而且甚至相当容易。

基本时间计算

作为第一个例子，将回顾一个测验时间问题，照片拍摄于2018年6月7日星期四。日期已经确定，那么如何来判定拍摄时间？

为此，首先需要找到此图像的确切位置。这并不难，经过一些反向图像搜索，它给了一个答案：这是布鲁塞尔原子塔脚下的一件大型艺术品。只需要确定它的确切位置，以及从哪个角度拍摄照片。

测量艺术品的角度，与真北相比，给我们一个5度的偏差。我们可以通过使用谷歌地球专业版中的标尺来相当容易地测量这一点。

看着图像本身，我们可以看到站在它前面的女人投射出的阴影。知道太阳正站在南方，方位角为185度。将图稿的底部（绿色）与阴影的方向（红色）对齐时，看到它们几乎平行运行。

如果想更精确，可以放大图像本身，以检查阴影是否确实与艺术品本身一致，或者稍微偏离。当观察阴影时，似乎有轻微的差异，但差异是如此之小，以至于这可能是半度的偏差。

为了找出这是什么时间，打开了网站SunCalc。首先需要找到确切的位置，为此，可以简单地搜索“原子塔”（A），它会给一个可能位置的列表。选择布鲁塞尔的地点，然后通过单击日期字段将日期设置为2018年6月7日（B）。然后可以移动顶部栏（C）上的滑块，直到接近所需的方位角。为了尽可能接近，可以通过单击时间字段并相应地进行调整来手动调整分钟数。网站上给出的时间是本地时间，并自动调整为夏令时。

在匹配太阳的高度和方位角后，发现这张照片的拍摄时间约为当地时间13：53。实际时间在14：00左右，只有几分钟的时差。

如果视频照片上的阴影没有水平对齐，则会使测量确切的角度更加困难。由于我们生活在一个三维世界中，当影子朝你落下时，它有时很难测量。下面是两个示例，它们都在同一区域拍摄。

阴影是水平的

阴影正朝你落下

通过使用环境元素作为指导，可以相当准确地测量阴影的距离。尝试找到可以确定确切大小的项目，找到可用于尽可能准确地测量阴影的东西。街道瓷砖可能非常有用，例如，将它们绘制成网格。

再看一个例子，在卢浮宫，阴影没有水平绘制在图像上。仍然可以将瓷砖用作网格，并计算阴影在照片中水平放置时的位置，从而使计算成为可能。首先，我们需要确定阴影在图像中的位置，并绘制一条水平线，以便稍后用于指导，这样就可以确定如果阴影逆时针旋转，阴影是否会掉落。

接下来，用正确的比例重新创建网格，重新创建阴影的位置和长度。这可以是一条简单的线，从物体，或者在这种情况下是一个人，到阴影的最远点。

然后在网格中画一个圆，其中主体本身的中心也是圆本身的中心。要找到中心，请想象能够产生阴影的最高点如何直接向下延伸到地面。这将是需要用来绘制圆圈的中心。这个圆的半径延伸到原始阴影的末端，这里以黄色显示。

在将照片中的水平线和圆的半径对齐后，找到了一个新点，如果它逆时针旋转，阴影将落在该点。在 Photoshop 中测量原始图像时，发现长度为 830 像素。当将其与图像中原始阴影的长度进行比较时，发现它只有625像素长，因此大约30%太短而无法用于精确计算。

如果不清楚阴影（例如建筑物投射的阴影）在特定区域中的样子，则可以使用免费提供的工具重新创建它。到目前为止，我发现的最简单的一个是影子计算器.它可以选择在Google地图上创建虚拟建筑物，在地图上放置点以创建形状。

形状中的每个点都可以调整其高度，从而使更复杂的形状成为可能。通过调整屏幕右侧的日期和时间，阴影及其形状将在地图上进行调整。

在浏览图像和视频，寻找阴影时，有几件事需要小心。如果是游戏新手，则在某些情况下可能会导致进入不同的日期或时间。有一件事要小心，那就是天空中的云彩。穿过云层的阳光可以散射阳光，云层充当扩散.这将使阴影的边缘更难区分，我们实际上需要的信息来确定正确的高度。除此之外，它还可能使很难将阴影与沥青等较暗的表面区分开来。

另一件需要警惕的事情是反射表面。特别是在现代城市，有大玻璃外墙，有反光窗户。看看这个例子，可以清楚地看到太阳被反射在大型建筑中，因此坐在摄影师左边的某个位置。但由于建筑物的反射表面，所有的阴影都朝我们落下。

要确定太阳的确切方向，必须放大到照片的右下角。走在那里的女人没有被太阳的反射照亮。通过使用这些信息，毕竟可以确定太阳的正确位置。

计时定位中最重要的事情始终是：注意细节，验证您所看到的内容，并使用有关特定区域的知识或信息来更好地了解情况。

通过结合所有这些信息，并查看多个来源以将时间窗口缩小到一年或几个月，希望你有阴影可以引导你，无论线索有多小，有时一个简单的禁止停车标志就可以打开一个案例，并能够确定确切的日期。

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