Тут даже с классическими тремя фамилиями сложно.
ПетрОв - ПетрОв сын, сын петрА, тоже сложно, т.к. пЁтр в основе.
СИдоров - СИдоров сын, сын сИдора
иванОв - ивАнов сын, сын ивАна, уже сбилось.
матвЕев - матвЕев сын, сын матвЕя, опять в норму.

Для заимствованых фамилий, в принципе, по правилам языка откуда пришло. Но что делать, когда в слове 2 ударных корня? Хотя бы немецкий, к примеру, или скандинавский, со своими свАнсОн?

ну тут уже историческое произношение по-моему. уже, как привычнее русскому уху, соблюдая правила на сколько возможно.

Это как тот же ивАнов-иванОв, ведь и те и другие варианты встречаются, пока человек жив он-то точно знает, Как его фамилия произносится.
Да и вот эти "Чьих будешь" вопрос решают.
а вот Ухтомский, он от чего фамилию ведет? если он УХтомский, То явно от восклицания УХ, а если он все-таки УхтОмский,(что мне более привычно) то тут на память приходит северное географическое название Ухта как минимум.
Не говоря уже о фамилиях с непонятным генезисом.
Лев Семеныч Вготский, ведет свою..э.. фамилию по тому что он лев семеныч уже понятно от кого. Только вот это были украинские семиты? или скажем белорусские? а может за чертой оседлости из какой-нибудь Казани? И ВыгОтский он или ВЫготский? Потому что когда вся профессура, которая на нем выросла говорит ВыгОтский, а хер, который про него книжку написал, и тож бы как минимум МНС говорит ВЫготский.. :)Ну как-то его же звали, в самом деле? Как в куплетах миссис Байкли "Забыла, склероз"

и ведь огромная масса таких фамилий известных людей, Не говоря уже о приведенном выше варианте ЛотмАна.