Roleta

Czterołopatowe śmigło De Havilland Canada Dash 8 z poważnymi zniekształceniami spowodowanymi przez ruchomą migawkę z aparatu Pixel 3

Helikopter Eurocopter EC-120 – łopaty wirnika wydają się być odchylone do tyłu bardziej niż zwykle z powodu efektu rolety.

Symulacja efektu rolety na obracające się śmigło i poruszający się samochód (kliknij, aby zobaczyć animację SMIL)

Rolling shutter to metoda przechwytywania obrazu, w której nieruchomy obraz (w aparacie fotograficznym) lub każda klatka wideo (w kamerze wideo) jest rejestrowana nie poprzez zrobienie migawki całej sceny w jednym momencie, ale raczej poprzez szybkie skanowanie całej sceny w pionie, poziomie lub rotacji. Innymi słowy, nie wszystkie części obrazu sceny są rejestrowane dokładnie w tym samym momencie. (Chociaż podczas odtwarzania cały obraz sceny jest wyświetlany jednocześnie, tak jakby przedstawiał pojedynczą chwilę). Powoduje to przewidywalne zniekształcenia szybko poruszających się obiektów lub szybkich błysków światła. To kontrastuje z " globalna migawka ”, w której cały kadr jest rejestrowany w tej samej chwili.

Brama rolowana może być mechaniczna lub elektroniczna . Zaletą tej elektronicznej migawki jest to, że czujnik obrazu może nadal zbierać fotony podczas procesu akwizycji, skutecznie zwiększając w ten sposób czułość. Można go znaleźć w wielu cyfrowych aparatach fotograficznych i kamerach wideo wykorzystujących czujniki CMOS . Efekt jest najbardziej zauważalny podczas obrazowania ekstremalnych warunków ruchu lub szybkiego migania światła. Podczas gdy niektóre czujniki CMOS wykorzystują migawkę globalną, większość na rynku konsumenckim wykorzystuje migawkę rolowaną.

CCD (urządzenia ze sprzężeniem ładunkowym) są alternatywą dla czujników CMOS, które są generalnie bardziej czułe i droższe. ^{[ potrzebne źródło ]} Kamery z matrycą CCD często wykorzystują migawkę globalną, która wykonuje zdjęcie przedstawiające „względną” pojedynczą chwilę w czasie i dlatego nie cierpią z powodu artefaktów ruchu powodowanych przez rolety.

Efekty zniekształceń

Rolety mogą powodować takie skutki jak:

chybotać . Zjawisko to (znane również jako efekt galaretki ) pojawia się, gdy aparat wibruje, w sytuacjach takich jak zdjęcia z ręki przy ustawieniach teleobiektywu lub podczas fotografowania z poruszającego się pojazdu. Roleta powoduje nienaturalne kołysanie obrazu.
Pochyl . Obraz wygina się po przekątnej w jednym lub drugim kierunku, gdy kamera lub obiekt porusza się z jednej strony na drugą, naświetlając różne części obrazu w różnym czasie. Pochylenie jest pomniejszym przejawem opisanego powyżej zjawiska kołysania.
Aliasowanie przestrzenne . Pionowo sąsiednie piksele są próbkowane z naruszeniem twierdzenia o próbkowaniu, gdy ruch kamery lub obiektu jest zbyt szybki. Jednym z przykładów jest obrazowanie szybko obracającego się śmigła. Smużenie każdej łopaty jest spowodowane tym, że śmigło obraca się z taką samą lub bliską tej samej prędkości, z jaką kamera odczytuje ramkę. Patrząc prostopadle do wentylatora obracającego się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, łopatki po lewej stronie wydają się cieńsze niż zwykle, podczas gdy łopatki po prawej stronie wydają się grubsze, a nawet mogą sprawiać wrażenie, jakby nie były połączone w środku.

Czasowe aliasing , w tym częściowa ekspozycja . Jeśli lampa błyskowa aparatu działa tylko przez część czasu naświetlania, oświetlenie lampy błyskowej może występować tylko dla niektórych rzędów pikseli w danej klatce. Na przykład górna 1/3 obrazu może być jasno oświetlona przez lampę błyskową, podczas gdy dolna 2/3 obrazu jest ciemna i nieoświetlona, ponieważ lampa błyskowa była wyłączona do czasu sekwencjonowania tej części CMOS. Różnica między dwiema odrębnymi częściami kadru może wyglądać dziwnie. Podobne problemy mogą pojawić się w przypadku oświetlenia fluorescencyjnego, efektów stroboskopowych, wyładowań atmosferycznych lub innych ekstremalnych sytuacji, w których bardzo szybki ruch lub bardzo szybkie rozbłyski światła są widoczne w czasie pomiędzy sekwencyjnym rejestrowaniem klatki przez układ CMOS.

Efekty ruchomej migawki mogą okazać się trudne w przypadku filmowania efektów wizualnych. Proces matchmovingu ustala perspektywę w scenie w oparciu o pojedynczy punkt w czasie, ale jest to trudne w przypadku rolety, która zapewnia wiele punktów w czasie w tej samej klatce. Ostateczne wyniki zależą od szybkości odczytu czujnika i charakteru filmowanej sceny; ogólnie rzecz biorąc, kamery kinowe wyższej klasy będą miały szybsze prędkości odczytu, a tym samym łagodniejsze artefakty przesuwnej migawki niż kamery z niższej półki.

Obrazy i wideo, które cierpią z powodu zniekształceń rolet, można poprawić za pomocą algorytmów, które wykonują korekcję rolet lub kompensację rolet . Jak to zrobić jest aktywnym obszarem badań.

Przykłady zniekształceń

Zdjęcie przedstawiające częściową ekspozycję . Warunki oświetleniowe zmieniały się pomiędzy ekspozycją górnej i dolnej części zdjęcia.
Symulowany efekt rolety na wirującym dysku (kliknij, aby wyświetlić animację)
Paski w kolorze fuksji spowodowane przez ruchomą migawkę kamery wchodzącą w interakcję z migotaniem wyprostowanej diody elektroluminescencyjnej zasilanej prądem przemiennym
Przekrzywienie na zdjęciu wykonanym z samochodu poruszającego się z prędkością 80 km / h (50 mil / h). Obiekty na pierwszym planie, takie jak ogrodzenie i brama, zostały przekrzywione, podczas gdy bardziej odległe obiekty w tle, takie jak klif , pozostają normalne.