El obturador rodante es un método de captura de imágenes en el que se captura una imagen fija (en una cámara fija) o cada cuadro de un video (en una cámara de video), no tomando una instantánea de toda la escena en un solo instante en el tiempo, sino escaneando rápidamente la escena, ya sea vertical u horizontalmente. En otras palabras, no todas las partes de la imagen de la escena se registran exactamente en el mismo instante. (Aunque, durante la reproducción, la imagen completa de la escena se muestra a la vez, como si representara un solo instante en el tiempo). Esto produce distorsiones predecibles de objetos que se mueven rápidamente o destellos rápidos de luz. Esto contrasta con el " obturador global " en el que se captura todo el fotograma en el mismo instante.
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La "persiana enrollable" puede ser mecánica o electrónica . [1] [2] La ventaja de este método es que el sensor de imagen puede continuar recolectando fotones durante el proceso de adquisición, aumentando así efectivamente la sensibilidad. Se encuentra en muchas cámaras fotográficas y de video digitales que utilizan sensores CMOS . El efecto es más notable cuando se toman imágenes de condiciones extremas de movimiento o el rápido destello de la luz. Mientras que algunos sensores CMOS usan un obturador global, [3] la mayoría que se encuentra en el mercado de consumo usa un obturador enrollable.
Los CCD (dispositivos de carga acoplada) son alternativas a los sensores CMOS, que generalmente son más sensibles y más costosos. Las cámaras basadas en CCD a menudo usan obturadores globales, que toman una instantánea que representa un solo instante en el tiempo y, por lo tanto, no sufren los artefactos de movimiento causados por las persianas enrollables. [4]
Efectos de distorsión
Las persianas enrollables pueden provocar efectos como: [5]
- Bamboleo . Este fenómeno (también conocido como efecto gelatina ) aparece cuando la cámara vibra, en situaciones como tomas con la mano en la configuración de telefoto o cuando se dispara desde un vehículo en movimiento. El obturador rodante hace que la imagen se mueva de forma poco natural.
- Sesgar . La imagen se dobla diagonalmente en una dirección u otra a medida que la cámara o el sujeto se mueve de un lado a otro, exponiendo diferentes partes de la imagen en diferentes momentos. El sesgo es una manifestación menor del fenómeno de oscilación descrito anteriormente.
- Alias espacial . Los píxeles adyacentes verticalmente se muestrean en violación del teorema de muestreo, cuando el movimiento de la cámara o del objeto es demasiado rápido. Un ejemplo de esto son las imágenes de una hélice que gira rápidamente. La mancha de cada pala se debe a que la hélice gira a la misma velocidad o casi a la misma que la cámara lee el cuadro. Visto perpendicularmente a un ventilador que gira en el sentido de las agujas del reloj, las aspas del lado izquierdo parecen más delgadas de lo habitual, mientras que las del lado derecho parecen más gruesas e incluso pueden parecer como si no estuvieran conectadas en el centro.
- Alias temporal , incluida la exposición parcial . Si el flash de una cámara se enciende solo durante una parte del tiempo de exposición, es posible que la iluminación del flash solo esté presente para algunas filas de píxeles en un cuadro determinado. Por ejemplo, el 1/3 superior de la imagen puede estar brillantemente iluminado por un flash, mientras que los 2/3 inferiores de la imagen están oscuros y apagados, ya que el flash estaba apagado en el momento en que se realizó la secuenciación de esa parte de la CMOS. La diferencia entre las dos partes distintas del marco puede parecer extraña. Pueden surgir problemas similares con la iluminación fluorescente, los efectos estroboscópicos, los rayos o cualquier situación extrema en la que se vean movimientos muy rápidos o ráfagas de luz muy rápidas entre el momento en que el chip CMOS graba secuencialmente un fotograma.
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Los efectos de una persiana enrollable pueden resultar difíciles para la filmación de efectos visuales. El proceso de movimiento de fósforos establece la perspectiva en una escena basada en un solo punto en el tiempo, pero esto es difícil con una persiana enrollable que proporciona múltiples puntos en el tiempo dentro del mismo cuadro. Los resultados finales dependen de la velocidad de lectura del sensor y la naturaleza de la escena que se está filmando; Como regla general, las cámaras de cine de gama alta tendrán velocidades de lectura más rápidas y, por lo tanto, artefactos de obturación rodante más suaves que las cámaras de gama baja.
Las imágenes y los videos que sufren de distorsión de la persiana enrollable se pueden mejorar mediante algoritmos que hacen la rectificación de la persiana enrollable o la compensación de la persiana enrollable . Cómo hacer esto es un área activa de investigación. [5]
Ver también
Notas
- ^ "Obturador electrónico: persiana enrollable vs global" (PDF) . Motionvideoproducts . Consultado el 22 de diciembre de 2011 .
- ^ Operaciones del obturador para sensores de imagen CCD y CMOS Kodak
- ^ "El obturador TrueSNAP congela objetos que se mueven rápidamente" (PDF) . Eric Fossum. 2013-11-13 . Consultado el 13 de noviembre de 2013 .
- ^ "Para CCD o CMOS, esa es la cuestión | B&H Photo Video Pro Audio" . Bhphotovideo.com . Consultado el 21 de agosto de 2010 .
- ^ a b Forssén, Ringaby, Hedborg. "Tutorial de persianas enrollables" . Visión por computadora en cámaras con obturador enrollable . Universidad de Linköping . Consultado el 26 de diciembre de 2017 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
enlaces externos
- Tutorial Rolling Shutter de la conferencia CVPR 2012.
- Palas de hélice de avión: efecto de persiana enrollable en YouTube
- Cuerdas de bajo - efecto de persiana enrollable (vimeo)
- Representación 3D que explica cómo una persiana enrollable produce el extraño efecto de avión de hélice en YouTube
- Excelente explicación / simulación del efecto de persiana enrollable de Smarter Every Day en YouTube
