대부분의 카메라에서 사진을 찍을 때 움직이는 물체를 촬영하면 물체가 흐리게 나타납니다. 왜 이런 일이 정확히 발생합니까?
답변:
먼저 카메라가 정상적으로 작동하는 방식에 대해 이야기 한 다음 동작이이 작업에 어떤 영향을 미치는지 설명하겠습니다.
이미지가 선명하고 초점이 맞도록하려면 촬영되는 물체의 단일 지점에서 나오는 모든 빛이 필름이나 센서의 단일 지점에 있어야합니다. 얼굴 사진을 찍는 경우 왼쪽 눈에서 반사 된 모든 빛이 이미지 센서의 한 부분에 떨어지고 코에서 반사 된 모든 빛이 다른 부분에서 떨어지기를 원합니다. 사진의 초점이 맞지 않으면 얼굴의 다른 부분에서 나오는 빛이 같은 비트의 센서에 닿을 수 있으며 얼굴의 같은 부분에서 나오는 빛이 다른 부분으로 퍼질 수 있습니다. 결과적으로 얼굴의 모든 부분이 다른 부분과 혼합 된 그림이 나타납니다. 이것을 흐릿한 이미지라고합니다.
피사체가 움직이면 카메라의 셔터가 일정 시간 열려 있기 때문에 비슷한 흐림 현상이 발생합니다. 사람의 사진을 찍고 있고 그 사람이 손을 움직인다고 상상해보십시오. 셔터가 처음 열리면 카메라는 사람의 빛을 이미지 센서의 특정 부분으로 보냅니다. 그러나 손이 움직이기 때문에 손의 새로운 위치에서 나오는 빛이 카메라에 의해 센서의 다른 부분으로 향하게됩니다. 따라서 셔터가 열려있는 동안 카메라는 손의 모든 위치에서 빛을받습니다. 다른 손 위치의 빛은 센서의 다른 부분에 나타납니다. 그 결과 움직임의 경로를 추적하는 손의 번짐 이미지가 나타납니다.
노출이 이루어지는 동안 피사체가 카메라 프레임을 기준으로 움직이고 있고 셔터 속도가 정지하기에 충분히 빠르지 않기 때문입니다.
세부 사항으로 이동 :
셔터 속도 또는 노출 시간은 사진을 찍을 때 카메라의 셔터가 열릴 때 카메라 내부의 필름 또는 디지털 센서가 빛에 노출되는 시간의 길이입니다. 필름 또는 이미지 센서에 도달하는 빛의 양은 노출 시간. 예를 들어, 1/500 초는 1/250 초에 절반 정도의 빛을 허용합니다. 셔터 속도가 느리면 (즉, 1/60 초 미만) 사진에서 상대적으로 느린 움직임도 나타납니다. 요약하자면, 빠른 셔터 속도는 촬영중인 장면에서 움직임을 정지시키는 효과가 있으며, 반대로 느린 셔터 속도는 장면에서 움직임을 흐리게합니다.
아래 차트는 달리는 사람을 촬영할 때 다른 셔터 속도가 움직임에 어떤 영향을 미치는지 보여줍니다. 빠른 셔터 속도는 움직임을 정지시킵니다. 셔터 속도가 느릴수록 사진에서 달리는 사람이 흐려집니다.
그리고 느린 셔터 속도는 일반적으로 조명이 충분하지 않기 때문에 발생합니다. 그렇기 때문에 화창한 날 야외에서 모션 블러 문제가 거의 발생하지 않습니다.
해결책:
해결책은 셔터 속도를 높이는 것입니다. 그리고 종종 그렇게하는 유일한 방법은 더 많은 빛을 추가하는 것입니다. 가장 확실한 방법은 플래시를 사용하는 것입니다. 낮에 안에 있다면 야외에 갈 수도 있습니다. 조리개를 줄임으로써 (광폭) 셔터 속도를 높일 수도 있습니다. 조리개가 넓을수록 더 많은 빛이 비추어 셔터 속도가 빨라집니다. 조리개가 가장 넓고 여전히 충분한 속도를 얻지 못하면 "빠른"렌즈 (최대 조리개가 큰 렌즈, 즉 최소 f 수가 더 작은 렌즈)를 얻을 수 있습니다. f / 스톱이있는 유리 2.8 이상
더 빠른 ISO 설정을 시도 할 수도 있습니다.
당신의 두뇌가 감히 숨기려고 노력하지만, 눈도 마찬가지입니다. 근본적인 문제는 이미지가 처음에 생성되는 방식과 관련이 있습니다.
시력은 물체에서 반사 된 가시 광선 (일반적으로 현재 활성 광선을 무시할 수 있음)의 해석입니다. 무언가를 보려면 조명을 켜고 주변과 다르게 빛을 반사해야합니다. 빛은 전자기 전하의 운반체 인 광자라고하는 작은 질량이없는 입자로 형성됩니다. 광자가 눈의 망막 (또는 카메라의 필름 또는 디지털 카메라의 칩)에 들어가면 일종의 감광성 물질에 에너지가 축적되어 변화를 측정하고 해석 할 수 있습니다 . 많은 개별 지점에서 감광성 물질의 반응을 측정함으로써 뇌 (또는 칩)는 주변 이미지를 재구성합니다.
광자는 에너지, 위치 및 방향의 세 가지 중요한 특성을 가지고 있습니다. 약간의 지오메트리와 광학 보정으로 광경은 광자의 방향과 광자 표면과 상호 작용하는 장소를 이용하여 광자가 어디에서 왔는지 알아냅니다. 대략 3D 점은 2D 점에 해당합니다. 영상. 에너지는 특정 광자의 색을 결정합니다. 보는 물체에서 나오는 빛이 거의 평행하게되어 3D-> 2D 투영이 사소한 것입니다. 광학 보정이 공기 중 광자의 산란을 보상하기에 충분하지 않은 경우 사진에서 정적 흐림 효과가 나타납니다. 물체와의 거리가 클수록 반사 광자가 평균적으로 더 분산되어 있으며 더 많은 보정이 필요합니다. 평행하게 되십시오.
그러나 이미지는 보통 순수한 흑백이 아닙니다. 인간에게 중요한 두 가지-색과 강도. 색상은 광자의 에너지에 해당하고 강도 는 광자 의 양 에 해당합니다 . 유용한 이미지를 얻으려면 엄청난 양의 개별 광자를 흡수해야합니다. 단일 광자는 실제로 많은 것을 말하지 않습니다. 실제로 실제로 발생하는 것은 주어진 시간 동안 센서에 도달 한 평균 광자를 (거의) 가져 오는 것입니다. 이것은 물체의 색상에 대한 좋은 아이디어와 함께 이미지의 물체의 상대적 밝기를 제공합니다.
사람의 눈에는 몇 가지 추가적인 합병증이 추가되므로 구식 필름 카메라를 대신 사용하십시오. 이 필름은 빛에 노출 될 때 영구적으로 변하는 재료로 만들어져 있습니다 (햇볕에 몇 개월 동안 남은 종이에 어떤 일이 발생하는지 생각하지만 훨씬 빠릅니다). 간단하게하기 위해 원본 재질은 완벽하게 검은 색이고 변경된 재질은 완벽하게 흰색이라고 가정합니다. 각각의 개별 광자는 단일 분자를 변화 시키지만 우리의 눈은 개별 분자의 색을 볼 수 없습니다. 특정 영역의 정보를 평균화합니다. 따라서 필름의 특정 영역에 더 많은 광자가 도달하면 공간의 특정 방향에서 나오는 밝은 빛 (따라서 밝은 빨강 T- 셔츠). 그러나 어느 시점에서필름의 특정 영역에있는 모든 분자가 변경됩니다. 더 밝게 비추면 더 이상 밝아 질 수 없습니다. 주변 영역이 밝아 질수록 포화 영역은 불가능하므로 세부 정보가 손실됩니다. 스케일의 반대편에, 빛이 너무 적 으면, 적절한 이미지를 형성하기에는 광자가 너무 적을 것입니다-모든 것이 너무 어둡고 임의의 밝은 점이 있습니다.
따라서 좋은 이미지를 얻으려면 필름을 빛에 노출시키는 시간의 균형을 유지해야합니다. 너무 길고 이미지가 너무 밝아 대비가 떨어집니다. 너무 짧아서 좋은 이미지를 얻기 위해 데이터가 충분하지 않습니다. 부수적으로 이것은 야간 투시가 단색 인 물리적 (생물학적)과 반대되는 이유입니다. 광자가 너무 적 으면 색상 분포로 인해 (임의의) 색상 노이즈가 발생 하기 어렵습니다. 보다. 색상을 무시하고 강도 만 사용하면 이미지가 더 선명하고 밝아집니다.
따라서 약간의 필름을 3D 장면에 1 초 동안 노출한다고 가정 해 봅시다. 장면의 밝은 부분은 2D 이미지의 해당 영역과 더 많은 빛이 상호 작용하도록합니다. 그러나 이제 0.5 초 지점에서 장면의 사람이 팔을 움직인다고 상상해보십시오. 노출의 전반부는 팔을 원래 위치에두고, 후반은 더 이상 원래 위치에서 광자를받지 않고 대신 새 위치에서이를받습니다. 손에서 반사 된 총 광자의 양은 동일하지만 이제는 2D 이미지에서 두 개의 다른 위치에 퍼져 있습니다. 손이 없었을 때 배경에서 나온 광자와 평균을 구했습니다. 손이 일정한 속도로 움직이면 해당 광자는 손이 노출 시작과 끝 사이에 걸리는 경로에 골고루 퍼지게됩니다. 약간 다른 자세를 가진 사람들의 사진을 수백 장 찍고 평균을 구한 것처럼 모든 개별 "이미지"의 평균을 얻습니다.
어떻게 싸울 수 있습니까? 빛이 충분하면 노출을 짧게 유지할 수 있습니다. 즉, 눈에 띄게 희미 해지려면 더 긴 노출에 비해 물체가 더 빠르게 움직여야합니다. 빛이 충분하지 않으면 노이즈가 발생합니다 ( 측정 하는 개별 광자는 다소 임의적입니다. 시간이 지남에 따라 예측 가능한 분포가 있습니다. 예를 들어 녹색 광자보다 빨간색 셔츠에서 반사되는 빨간색 광자가 훨씬 더 많습니다). 움직이는 단일 물체를 촬영하려면 카메라와 물체 간의 상대적인 움직임을 제거하여 물체를 추적 할 수 있습니다. 사람은 자동으로이를 수행합니다. 눈과 머리를 움직여 검사하려는 움직이는 물체를 따라 가면 움직이는 물체를 명확하게 파악할 수 있습니다. 흐림 (뇌가 일반적으로 편리하게 보상하지만 카메라는 그렇지 않습니다)입니다.
카메라 렌즈는 센서 세트에서 카메라를 향한 이미지를 신중하게 생성합니다 (일반적으로 거꾸로).
이 센서는 빛을 더합니다. 그런 다음 "얼마나 많은 빛을 보았습니까?" 재설정하십시오.
일반적으로 센서는 짧은 시간 동안 만 노출됩니다. 짧은 시간 동안 특정 방향에서 나오는 빛은 특정 센서가 흡수하는 빛의 양이됩니다.
그런 다음 센서는 이미지의 픽셀에 매핑됩니다.
물체를 센서에 노출시키는 시간에 비해 물체가 빠르게 움직일 때, 움직이는 물체의 가장자리에있는 센서는 먼저 "여기에 물체가 없습니다"를 선택한 다음 나중에 "여기에 물체가 있습니다"를 선택합니다. "대상체"대 "대상체 없음"의 양은 물체의 가장자리에 얼마나 가깝고 얼마나 빠르게 움직이는가에 따라 달라집니다.
개체가 단색의 단색 블록이고 배경이 다른 색이면 이동 방향을 따라 개체의 가장자리에서 배경에서 개체 색으로 부드럽게 그라디언트됩니다. 우리는 이것을 "모션 블러"로 해석합니다.
대부분의 경우 대상과 배경이 충분히 다르므로 색상이 균일하지 않더라도 발견 할 수 있습니다.
카메라는 빛의 양에 따라 "열린 상태"의 시간이 다르기 때문에 가끔 만 볼 수 있습니다. 조명이 적을수록 열림이 길어질수록 모션 블러가 강해집니다. 마찬가지로, 물체가 빠를수록 주어진 고정 된 "열린 상태"시간 동안 더 흐리게됩니다.
현대 컴퓨터 과학은 실제로이 문제를 줄였습니다. 첫째, 센서를 빛에보다 민감하게 만들고 둘째는 후 처리를 통해 만듭니다. 많은 카메라가 균일 한 모션 블러 (손 움직임으로 인한)를 감지 하고 이미지가 캡처 된 후 반전시킵니다 . 이론적으로 이것은 장면에서 하나의 움직이는 물체에 대해서도 가능하지만 물체가 무엇인지 아닌지를 결정하는 것은 어렵습니다. 이 작업을 자동으로 수행하는 카메라를 모릅니다.
셔터 버튼을 누르면 외부 세계의 이미지가 이미지 센서 (또는 필름)에 일시적으로 투사됩니다. 이 동작을 "노출"이라고합니다. 질문에 대답하려면 노출 중에 투사 된 이미지가 기록되고 있음을 알아야합니다. 요점은 이미지 센서 (또는 필름)가 시간이 지남에 따라 빛 에너지를 축적하고 있다는 것입니다. 노출 중에 이미지가 어떤 식 으로든 변경되면 기록 된 이미지가이를 희미하게 표시 할 수 있습니다. 우리는 이러한 허풍을 피하기 위해 카메라를 가능한 한 고정 상태로 유지하려고 노력합니다. 또한 매우 빠른 셔터 속도를 선택하려고합니다. 이런 식으로 우리의 이미지는 순간적으로 얼어 붙습니다.
사진에는 두 가지 주요 종류의 흐림 효과가 있습니다 (물론 세 가지이지만 카메라를 깨끗하게 유지한다고 가정하겠습니다) : 초점 흐림 효과와 모션 흐림 효과.
초점 흐림은 사진의 피사체에 초점이 맞지 않을 때 발생합니다. 이에 대한 해결책은 자동 초점이 켜져 있는지 확인하고 다시 시도하는 것입니다. 초점이 맞지 않으면 초점을 다시 맞추고 다시 촬영하십시오. 꽤 직설적 인. 포인트 앤 촬영 카메라에서 초점이 맞지 않는 가장 큰 이유는 피사체가 움직이거나 스마트 포커싱 시스템이 너무 똑똑하지 않아 잘못된 물체에 초점을 맞추었기 때문입니다.
반면에 피사체에 초점이 맞지 않아 모션 블러가 발생하지 않습니다. 노출이 이루어지는 동안 피사체가 카메라 프레임을 기준으로 움직이고 있고 셔터 속도가 정지하기에 충분히 빠르지 않기 때문입니다. 이 두 가지 측면을 개별적으로 다루겠습니다.
따라서 해결책은 셔터 속도를 높이는 것입니다. 그리고 종종 그렇게하는 유일한 방법은 더 많은 빛을 추가하는 것입니다. 가장 확실한 방법은 플래시를 사용하는 것입니다. 낮에 안에 있다면 야외에 갈 수도 있습니다. 때때로 그늘과 태양의 차이는 필요한 모든 여분의 빛입니다.