Fotoğraflardaki hareketli nesneler neden bulanık görünüyor?

Çoğu kamerada fotoğraf çekerken, hareketli bir nesnenin fotoğrafını çekerseniz, nesne bulanık görünür. Bu tam olarak neden oluyor?

İlk olarak, kameraların normal olarak ne yaptığından, sonra hareketin bu işlemi nasıl etkilediğinden bahsedeceğim.

Bir görüntünün keskin ve net olması için, fotoğraflanan nesnenin tek bir noktasından gelen tüm ışığın film veya sensör üzerindeki tek bir noktaya düşmesi gerekir. Bir yüzün fotoğrafını çekerseniz, sol gözü yansıtan ışığın tümünün görüntü sensörünün bir parçasına düşmesini ve burnu yansıtan ışığın farklı bir parçanın üzerine düşmesini istersiniz. Resim odak dışındaysa, yüzün farklı kısımlarından gelen ışık aynı sensöre vurabilir ve yüzün aynı kısmından gelen ışık diğer kısımlara yayılabilir. Bu, yüzün her parçasının diğer parçalarla karıştırıldığı bir resim ile sonuçlanır. Buna bulanık görüntü denir.

Nesne hareket ediyorsa, kameranın deklanşörü bir süre açık kaldığı için benzer bir bulanıklık oluşur. Bir kişinin resmini çektiğinizi ve o kişinin elini hareket ettirdiğini düşünün. Obtüratör ilk açıldığında, kamera ışığı kişinin sensöründen görüntü sensörünün belirli bir kısmına yönlendirir. Ancak, el hareket ettiği için, elin yeni konumundan gelen ışık kamera tarafından sensörün farklı bir kısmına yönlendirilecektir. Böylece, deklanşör açıkken kamera elin tüm konumlarından ışık alır. Farklı el konumlarından gelen ışık, sensörün farklı bölümlerinde sona erecektir. Bu, hareket yolunu izleyen bir elin lekeli bir görüntüsüne benziyor.

Pozlama yapılırken nesneniz kamera çerçevesine göre hareket ettiği ve deklanşör hızı onu dondurmaya yetecek kadar hızlı olmadığı için olur.

Detaylara girerken:

Deklanşör hızı veya pozlama süresi, fotoğraf çekilirken bir fotoğraf makinesinin deklanşörü açıkken, fotoğraf makinesinin içindeki film veya dijital sensörün ışığa maruz kaldığı süredir. maruziyet süresi. Örneğin: Saniyenin 1 / 500'ü 1 / 250'in yarısı kadar ışığa izin verir. Obtüratör hızı yavaş olduğunda (yani saniyenin 1 / 60'ın altında), fotoğraflarda nispeten yavaş hareketler bile gösterilir. Özetlemek gerekirse, yüksek obtüratör hızları, fotoğrafını çektiğiniz sahnede hareketin donma etkisine sahiptir ve tersine, düşük obtüratör hızları bir sahnede hareketi bulanıklaştıracaktır.

Aşağıdaki grafik, koşan bir kişinin fotoğrafını çekiyorsanız farklı obtüratör hızlarının hareket duygusunu nasıl etkileyeceğini göstermektedir. Yüksek obtüratör hızları hareketi dondurur. Obtüratör hızı ne kadar yavaşlarsa, koşan kişi fotoğrafta o kadar bulanık olur.

Ve düşük obtüratör hızlarına genellikle yetersiz ışık neden olur. Bu nedenle güneşli günlerde açık havada hareket bulanıklığı sorunlarını nadiren görürsünüz.

Çözüm:

Çözüm, enstantane hızınızı artırmaktır. Ve bunu yapmanın tek yolu daha fazla ışık eklemektir. Bunu yapmanın bariz bir yolu flaşınızı kullanmaktır. Gündüzleri içindeyseniz, dışarıya da çıkabilirsiniz. Diyaframı azaltarak (genişleterek) deklanşör hızını da artırabilirsiniz. Daha geniş diyafram açıklığı, daha yüksek enstantane hızları sağlayarak daha fazla ışık sağlar. En geniş diyafram açıklığındaysanız ve hala yeterli hıza sahip değilseniz, “hızlı” lensler (daha büyük maksimum diyaframa sahip, yani daha küçük minimum f sayısı olan bir lens) almayı deneyebilirsiniz: f / stoplu cam 2.8 veya daha geniş.

Daha hızlı bir ISO ayarını da deneyebilirsiniz.

Aynı şey kendi gözlerinizle de olur, ancak beyniniz onu gizlemek için en karanlık olanı dener. Temel sorun, görüntünün nasıl yaratıldığıyla ilgilidir.

Görme, nesnelerden yansıyan görünür ışığın yorumlanmasıdır (genellikle aktif ışıltıyı görmezden gelebiliriz). Bir şeyi görmek için aydınlatılması ve bu ışığı çevresinden farklı yansıtması gerekir. Işık, foton denilen küçük kütlesiz parçacıklardan oluşur - elektromanyetik yükün taşıyıcıları. Bir foton gözünüzdeki retinaya girdiğinde (veya bir kameradaki film veya dijital kameradaki çip), enerjisinin bir kısmını fotoğrafa duyarlı bir malzemeye bırakır ve ölçülebilen ve yorumlanabilen bir değişikliğe neden olur. . Fotoya duyarlı malzemenin tepkisini birçok ayrı noktada ölçerek, beyin (veya çip) çevrenizin bir görüntüsünü yeniden yapılandırır.

Fotonun üç önemli özelliği vardır - enerji, pozisyon ve yön. Biraz geometri ve optik düzeltme ile görme, fotonun yönünü ve fotonun nereden geldiğini bulmak için fotoya duyarlı yüzeyle etkileşime girdiği yeri kullanır - kabaca, hangi 3B nokta belirli bir 2B noktasına karşılık gelir görüntüsü. Enerji, belirli bir fotonun rengini belirler. Fikir, gördüğünüz nesneden gelen ışığın kabaca paralel gelmesi, bu da 3D-> 2D projeksiyonu önemsiz hale getiriyor. Optik düzeltme, fotonların havadaki saçılımını telafi etmek için yetersiz olduğunda bir fotoğrafta statik bulanıklaşma olur - bir nesneye olan mesafe ne kadar büyük olursa, yansıyan fotonlar ortalama olarak o kadar dağınık olur ve bunları getirmek için daha fazla düzeltmeye ihtiyacınız vardır. geri paralel olmak.

Ancak görüntüler genellikle saf siyah ve beyaz değildir. İnsanlar için önemli olan iki şey daha var - renk ve yoğunluk. Renk fotonların enerjisine karşılık gelirken, yoğunluk fotonların miktarına karşılık gelir . Ve işlerin ilginç olduğu yer - herhangi bir yararlı görüntü elde etmek için, çok sayıda bireysel fotonu emmeniz gerekir - tek bir foton size gerçekten fazla bir şey söylemez. Yani aslında olan şey, belirli bir süre boyunca sensörünüze ulaşan ortalama bir foton (kabaca) almanızdır - bu size görüntüdeki şeylerin göreli parlaklığını ve nesnelerin rengi hakkında iyi bir fikir verir.

İnsan gözleri birkaç ekstra komplikasyon ekler, bunun yerine eski tarz bir film kamerası ile takip edelim. Film ışığa maruz kaldığında kalıcı olarak değişen bir malzemeden yapılmıştır (birkaç ay boyunca güneşte bırakılan bir kağıda ne olduğunu düşünün - ancak çok daha hızlı). Basitlik için, orijinal malzemenin mükemmel siyah olduğunu ve değiştirilen malzemenin mükemmel beyaz olduğunu varsayalım. Her bir foton tek bir molekülün değişmesine neden olur, ancak gözlerimiz tek tek moleküllerin renklerini göremez - belirli bir alandaki bilgileri ortalamalar. Böylece, filmin belirli bir alanına ne kadar fazla foton gelirse, uzayda o yönden gelen daha parlak ışığa karşılık gelen daha parlak görünecektir (ve böylece, örneğin, parlak kırmızı T- gömlek). Ancak, bir noktada,filmin belirli bir alanındaki tüm moleküller değiştirilir - onu aydınlatmak artık daha parlak hale getiremez. Ayrıntı kaybolur, çünkü çevredeki alanlar daha parlak hale geldikçe doymuş alanlar olamaz. Ölçeğin diğer tarafında, çok az ışık varsa, iyi bir görüntü oluşturmak için çok az foton olacaktır - her şey rastgele parlak parlak noktalarla çok karanlık olacaktır.

İyi bir görüntü elde etmek için filmi ışığa maruz bıraktığınız zamanı dengelemeniz gerekir. Çok uzun ve görüntünüz çok parlak ve kontrastı kaybediyor. Çok kısa ve iyi bir görüntüyü ortalamak için yeterli veri yok. Bir yan not olarak, gece görüşünün mono-kromatik olmasının fiziksel (biyolojik olanın aksine) nedeni budur - çok az foton geliyorsa, renk dağılımları onu zorlaştıran (rastgele görünümlü) bir renk gürültüsü ile sonuçlanır. Görmek. Rengi göz ardı ederken yalnızca yoğunluğu kullanmak daha net ve daha parlak bir görüntü sağlar.

Şimdi biraz filminizi bir 3D sahnesine bir saniyeliğine maruz bıraktığınızı düşünelim. Sahnenin daha parlak kısımları, 2B görüntüdeki karşılık gelen alanlarla daha fazla etkileşime neden olur. Ama şimdi 0,5 saniyelik noktada, sahnedeki adamın kolunu hareket ettirdiğini hayal edin. Pozlamanın ilk yarısının kolu orijinal konumundayken, ikinci yarı artık fotonları orijinal konumundan almaz ve bunun yerine yeni pozisyonundan alır. Elden yansıyan toplam foton miktarı aynıdır, ancak şimdi 2D görüntüdeki iki farklı yere yayılmıştır; ve el orada olmadığında arka plandan gelen fotonlarla ortalandı. Eliniz sabit bir hızda hareket ederse, karşılık gelen fotonlar, elin pozlamanın başlangıcı ile sonu arasında izlediği yol üzerine eşit olarak yayılacaktır. Tüm farklı "görüntülerin" ortalamasını alırsınız, sanki biraz farklı duruşlara sahip yüzlerce kişinin fotoğrafını çektiniz ve birlikte ortalamaları aldınız.

Bununla nasıl mücadele edebilirsin? Yeterli ışık varsa, pozlamayı kısa tutabilirsiniz - bu, görünür bulanıklığı elde etmek için nesnenin daha uzun pozlamaya göre daha hızlı hareket etmesi gerektiği anlamına gelir. Yeterli ışık yoksa, bu gürültü ile sonuçlanır ( ölçtüğünüz tek tek fotonlar oldukça rastgele - zaman içinde tahmin edilebilir bir dağılıma sahipler; örneğin, kırmızı bir gömlekden yeşil fotonlardan daha fazla kırmızı foton yansıtıyor). Tek bir hareketli nesneyi fotoğraflamak istiyorsanız, kamera ile nesne arasındaki göreli hareketi ortadan kaldırmayı deneyebilirsiniz - nesneyi izleyin. İnsanlar bunu otomatik olarak yapar - incelemek istediğiniz hareketli bir nesneyi takip etmek için gözlerinizi hareket ettirirsiniz ve bu da hareketli nesnenin net bir resmini verirken, diğer her şey bir bulanıklık (beynin genellikle uygun şekilde telafi ettiği, ancak kamera yapamadığı).

Bir kameranın lensleri, kamerayı bir dizi sensöre hedeflediğiniz şeyin görüntüsünü (genellikle baş aşağı) dikkatle oluşturur.

Bu sensörler, üzerinde parlayan ışığı toplar. Sonra onlara "ne kadar ışık gördün?" ve sıfırlayın.

Tipik olarak, bu sensörleri sadece kısa bir süre için maruz bırakıyoruz. Bu kısa süre boyunca belirli bir yönden gelen ışık, belirli sensörün aldığı ışık miktarıdır.

Sensörler daha sonra görüntüdeki piksellerle eşlenir.

Nesne, sensörleri açığa çıkardığımız süreye göre hızlı hareket ettiğinde, hareketli nesnenin kenarındaki sensörler önce "burada nesne yok", sonra da "oh burada bir nesne var" ı alır. "Nesne" ve "nesne yok" miktarı, nesnenin kenarına ne kadar yakın olduğunuzu ve ne kadar hızlı hareket ettiğini gösterir.

Nesne düz bir renk bloğuysa ve arka plan farklı bir renkse, bu hareket yönü boyunca nesnenin kenarındaki arka plandan nesne rengine yumuşak bir gradyanla sonuçlanır. Bunu "hareket bulanıklığı" olarak yorumluyoruz.

Çoğunlukla, nesneler ve arka plan, renk eşit olmasalar bile onu tespit edebileceğimizden yeterince farklıdır.

Bunu sadece bazen görüyoruz, çünkü kameralar, ne kadar ışık olduğuna bağlı olarak "ne kadar açık kaldıklarını" değiştiriyor. Ne kadar az ışık olursa, o kadar uzun süre açık kalırlarsa, hareket bulanıklığı o kadar güçlü olur. Benzer şekilde, nesne ne kadar hızlı olursa, belirli bir sabit "açık kal" süresi için o kadar fazla bulanıklaşır.

Modern bilgisayar bilimi aslında bu sorunu azalttı; birincisi, sensörleri ışığa daha duyarlı hale getirerek, ikincisi de işlem sonrası. Birçok kamera (elinizin hareket etmesinden kaynaklanan) düzgün bir hareket bulanıklığı algılar ve görüntü çekildikten sonra ters çevirir. Teorik olarak, bu, bir sahnedeki tek bir hareketli nesne için bile yapılabilir, ancak nesne ve neyin olmadığını belirlemek burada daha zordur. Bunu otomatik olarak yapan bir kameradan habersizim.

Deklanşör düğmesine basıldığında, dış dünyanın görüntüsü geçici olarak görüntü sensörüne (veya filme) yansıtılır. Bu eyleme “maruz kalma” denir. Sorunuzu cevaplamak için, pozlama sırasında yansıtılan görüntünün kaydedildiğini bilmeniz gerekir. Kilit nokta, görüntü sensörünün (veya filmin) zaman içinde ışık enerjisi birikmesidir. Görüntü pozlama sırasında herhangi bir şekilde değişirse, kaydedilen görüntü bunu muhtemelen belirsiz olarak gösterecektir. Bu bulanıklığı önlemek için kamerayı mümkün olduğunca sabit tutmaya çalışıyoruz. Ayrıca, süper hızlı bir deklanşör hızı seçmeye çalışıyoruz. Bu şekilde görüntülerimiz zaman içinde donmuş anlardır.

Fotoğraflarda iki ana bulanıklık türü vardır (üç, ama kameranızı oldukça temiz tuttuğunuzu varsayacağım): odak bulanıklığı ve hareket bulanıklığı.

Odak bulanıklığı, fotoğrafınızın konusu odak dışında kaldığında gerçekleşir. Bunun çözümü, otomatik odaklamanın açık olduğundan emin olmak ve tekrar denemektir. Odak dışındaysa, yeniden odaklayın ve tekrar çekin. Oldukça açık. Noktasal ve çekim kameralarında, odaklanmamanızın en olası nedeni, konunun taşınması veya akıllı odaklama sisteminin çok akıllı olmaması ve yanlış nesneye odaklanmış olmasıdır.

Öte yandan, hareket bulanıklığı gerçekleşmez, çünkü özneniz odak dışındadır. Pozlama yapılırken nesneniz kamera çerçevesine göre hareket ettiği ve deklanşör hızı onu dondurmaya yetecek kadar hızlı olmadığı için olur. Bu iki yönü ayrı ayrı ele alalım.

Yani, çözüm enstantane hızınızı artırmaktır. Ve bunu yapmanın tek yolu daha fazla ışık eklemektir. Bunu yapmanın bariz bir yolu flaşınızı kullanmaktır. Gündüzleri içindeyseniz, dışarıya da çıkabilirsiniz. Bazen gölge ve güneş arasındaki fark, ihtiyacınız olan ekstra ışıktır.