Resposta complementar:
Como a pergunta menciona esta página da NASA mostra um diagrama da fotografia tradicional da Schlieren e é a ideia que tive na minha cabeça. Presumi que você precisaria de um feixe de luz cuidadosamente preparado e não conseguia descobrir como isso foi feito.
Than's para @ ymb1's comentar, aqui estão alguns slides da apresentação do NASA Armstrong Flight Research Center Visualização de fluxo de aeronaves em vôo por meio de Schlieren orientado a segundo plano usando objetos celestes e um anúncio de licenciamento de tecnologia da NASA: página e pdf.
This invention is an imaging method that requires very simple optics on an airborne vehicle, a camera with an appropriate lens, and an area on the ground that provides visual texture. The complexity with this method is in the image processing and not as much with the hardware or positioning, making Background Oriented Schlieren (BOS) an attractive candidate for obtaining high spatial resolution imaging of shock waves and vortices in flight. First, images are obtained of a visually textured background pattern from an appropriate altitude. Next, a series of images are collected of a vehicle in flight below the observer vehicle and over the same spot on the ground that serves as a background pattern. Shock waves are deduced from distortions of the background pattern resulting from the change in refractive index due to density gradients. The invention requires special software to create the schlieren images. The schlieren image is a contour plot of a two-dimensional data array of measured distortions, in pixel units. The results are used by researchers to help understand the flow phenomenon and compare to computational models.
Basicamente, a câmera tira duas fotos de uma área com uma superfície de textura complexa, uma sem rastro supersônico e outra com. Então, pixel por pixel, eles calculam uma pequena deflexão da imagem causada pela refração.
Esta não é uma técnica interferométrica! É semelhante a tirar uma foto do fundo de uma piscina de água quando a água está calma, depois tirar um segundo quando a água tem ondulações e o fundo é refratado, e depois jogar as duas imagens em um programa de computador para calcular qual superfície teria causou esses movimentos na imagem. Se o fundo da piscina estivesse em branco, não há nada para ver.
No trabalho anterior, o grupo da NASA usou o Sol como plano de fundo texturizado. Eles usaram um filtro especial que produz uma imagem altamente granular como plano de fundo e, em seguida, dispararam contra os aviões-alvo das câmeras no chão. A banda passante do filtro não tem relação com a imagem schlieren, simplesmente fez o sol parecer granular.
Teste de câmera atualizado no terreno, captura de tela de Voos supersônicos da NASA validam a capacidade de vôo para futuras imagens da Schlieren
Na imagem mais recente, eles voltaram a usar uma área altamente padronizada no chão como plano de fundo.
Isso significa que o avião da câmera teve que sobrevoar e fotografar o mesmo pedaço de terra duas vezes, da mesma posição no ar.
Uma vez com os painéis de destino e suas vigílias, e uma vez sem os planos para obter uma imagem sem distorção e sem refração para comparação.
É por isso todos os três aviões tinham que estar no lugar certo na hora certa, em vez de o avião da câmera estar no lugar certo na hora certa para pegar os outros dois; o tiro teve que se alinhar com uma certa seção pré-selecionada do solo.
One of the greatest challenges of the flight series was timing. In order to acquire this image, originally monochromatic and shown here as a colorized composite image, NASA flew a B-200, outfitted with an updated imaging system, at around 30,000 feet while the pair of T-38s were required to not only remain in formation, but to fly at supersonic speeds at the precise moment they were directly beneath the B-200. The images were captured as a result of all three aircraft being in the exact right place at the exact right time designated by NASA’s operations team.
Como eles estão medindo um campo de deslocamento bidimensional, de maneira semelhante a uma medição de fluxo óptico, eles obtêm um campo vetorial em vez de um campo de intensidade para a imagem schlieren tradicional. Isso significa que eles podem brincar com o gradiente de novas maneiras.
Left: Schlieren image dramatically displays the shock wave of a supersonic jet flying over the Mojave Desert. Averaging multiple frames produce a low-noise picture of the shock waves. Right: Horizontal gradient reveals tip vortices from the same image set.
