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编译|如何利用太阳和影子确定照片拍摄时间?

对事实核查者来说,在视频或照片中确定时间是一项困难的任务。

本文原文发布于Bellingcat,作者为Nick Waters;本文中文版由我进行翻译、魏星老师审核首发于“有据核查”公众号

作者Nick Waters是一名前英国陆军军官,开源数据分析师。Bellingcat是一家位于英国的调查网站,由英国记者Eliot Higgins创办,利用卫星图像、社交媒体、在线数据库等开源信息来进行调查报道。在过去几年里,Bellingcat调查过马来西亚航空公司MH17航班坠毁、叙利亚化学武器袭击、俄罗斯前间谍谢尔盖·斯克里帕尔与女儿在英国中毒、乌克兰航空公司航班在德黑兰被伊朗防空导弹击中等事件。




对事实核查者来说,在视频或照片中确定时间是一项困难的任务。走运的话,你能通过现场的挂钟或某个人的腕表来确定时间,但这种情况很少见。这时,测量阴影可以成为一个好帮手。

英国著名调查网站Bellingcat的分析师Nick Waters分享了一个实用工具SunCalc,该工具可以模拟太阳在地球上不同时间和地点上空移动。

众所周知,利用阴影的角度来评估图像中的时间是可行的,让这一工作更容易的是一个名为 SunCalc 的工具,可以模拟太阳在地球上不同时间和地点上空移动。

然而,有时这些阴影的角度可能并不清楚,或者在视频或图片中没有足够的参考点来准确判断这个角度。 

但是,正如影子的角度可以用来计算太阳从北方的角度(方位角,the azimuth)一样,影子的相对长度也可以用来计算太阳与地平线的夹角(太阳高度角,the altitude。将太阳与观察者间作一条线,将这条线以水平面作投影,两条线间的角度称为太阳高度角;这条线的投影与正北方向的夹角称为太阳方位角。——译者注)。

当太阳从天空中升起时,影子最初会指向西方并且很长,在中午时分达到最短长度。然后,它们会转而指向东方,在日落前逐渐拉长。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物体的实际高度,重要的只是物体和影子长度的比例。这意味着,本文中的测量值与物体和影子的实际高度与长度没有关系。

为了使这种技术能够很好地起作用,图像或视频需要符合几个条件。

1,必须知道图像的位置和日期
2,物体和它的影子必须与相机大致成直角
3,影子必须投射在与地平线持平的表面上(如平坦的地面)
4,图像不应该被相机镜头过度扭曲,如鱼眼镜头

最后,在运用这项技术时,应该注意的是,影子在一天中会有两次特定的长度:一次在早上,一次在下午。因此,检查阴影的方向是很重要的。 


案例1:照片


这个例子使用了一张我于2019年10月14日在耶路撒冷的阿克萨清真寺庭院拍摄的照片。让我们运用阴影的比例长度技术,看看计算出的时间是多少。

在这张照片中,可以看到一名安全人员倚靠在围栏上。而且,这张照片符合上述四个条件。

接下来,测量图像中物体和阴影的长度。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。 

然后进入Suncalc网站,将位置设置为阿克萨清真寺庭院的这个点,并输入物体的高度为2.33米,SunCalc将其称为“在一个物体的水平面(at an object level)”。然后调整时间,直到影子的长度尽可能地接近图像中的长度(3.53米)。SunCalc的输入过程详见下图:

从图中可以看到,Suncalc计算出的拍摄时间是09:37。随后我检查了相机的EXIF数据,发现照片是在09:43拍摄的,仅有6分钟的差异。


案例2:视频

在下面的例子中,我们将分析一段视频的截图——2015年5月12日,一群人在围观沙特阿拉伯为首的联军对也门扎比德镇(Zabid)的空袭,这次空袭造成数十名平民死亡。这段视频由穆罕默德·哈达德(Mohammad al-Hadad)在Facebook上发布。

我们可以看到,截图左边穿白衬衫的人的影子被投射在一个平面上,与相机形成一个大致的直角。因此,可以测量影子的长度与投射影子的物体的长度比例,以计算出时间。 

图中,男子的身高为5.67厘米,而他的影子似乎刚刚延伸过右侧男子的腿,为9.84厘米。

使用Suncalc,将“物体水平面(object level,投射阴影的物体的高度)”设置为5.67米,然后改变时间,直到阴影长度显示为尽可能接近9.84米,最终得到的时间是16:14。

为了测试该方法在这种情况下的准确性,可以测试在16:14的前后15分钟的时间的影子长度。

在16:14,影子是投射物体高度的1.74倍。
15分钟前,在15:59,影子是投射物体高度的1.51倍。
15分钟后,在16:29,影子是投射物体高度的2.02倍。 

可以看到,虽然这个影子计算所确定的时间比较粗略,但仍然可以肯定是在16:14前后的15分钟之内。

使用Suncalc时,我们可以用这种方式来确定一个时间窗口,而不是明确一个具体的时间点。确定时间窗口可以很容易地通过在SunCalc中调整时间来完成,直到阴影的长度与计算结果明显不一致时为止。




总结

虽然使用Suncalc比通过影子的角度来判断时间要稍微难一些,但当没有足够的参考点来估计角度时,它仍然是有效的。只要满足正确的条件,Suncalc的计算结果相当准确,有时甚至出人意料。


原文:https://www.bellingcat.com/resources/2021/05/18/unsure-when-a-video-or-photo-was-taken-how-to-tell-by-measuring-the-length-of-shadows/

封面图片:VCG AMR Image/Getty Creative


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