Размытие в движении - это видимые полосы движущихся объектов на фотографии или последовательности кадров, например фильма или анимации. Это происходит, когда записываемое изображение изменяется во время записи однократной экспозиции из-за быстрого движения или длительной выдержки.
Когда камера создает изображение, это изображение не представляет собой ни одного момента времени. Из-за технологических ограничений или художественных требований изображение может представлять сцену в течение определенного периода времени. Чаще всего это время экспозиции достаточно короткое, чтобы изображение, захваченное камерой, казалось, фиксирует мгновенный момент, но это не всегда так, и быстро движущийся объект или более длительное время экспозиции могут привести к размытым артефактам, которые делают это очевидным. Когда объекты в сцене перемещаются, изображение этой сцены должно представлять интеграцию всех положений этих объектов, а также точку обзора камеры за период экспозиции, определяемый выдержкой. На таком изображении любой объект, движущийся относительно камеры, будет выглядеть размытым или размазанным в направлении относительного движения. Это смазывание может происходить на движущемся объекте или на статическом фоне, если камера движется. В фильме или телевизионном изображении это выглядит естественно, потому что человеческий глаз ведет себя примерно так же.
Поскольку эффект вызван относительным движением между камерой и объектами и сценой, размытием движения можно управлять, панорамируя камеру для отслеживания этих движущихся объектов. В этом случае даже при длительной выдержке движущиеся объекты будут казаться более резкими, а фон станет более размытым, в результате чего полученное изображение будет передавать ощущение движения и скорости.
В компьютерной анимации этот эффект необходимо моделировать, поскольку виртуальная камера действительно фиксирует дискретный момент времени. Это смоделированное размытие при движении обычно применяется, когда камера или объекты в сцене быстро перемещаются.
Без этого смоделированного эффекта каждый кадр показывает идеальный момент времени (аналогично камере с бесконечно быстрым затвором) с нулевым размытием движения. Вот почему видеоигра с частотой кадров 25-30 кадров в секунду будет казаться ступенчатой, в то время как естественное движение, снятое с той же частотой кадров, выглядит более непрерывным. Во многих современных видеоиграх есть функция размытия движения, особенно в играх-симуляторах транспортных средств.
Некоторые из наиболее известных игр, в которых это используется, - это недавние игры Need for Speed, Unreal Tournament III, The Legend of Zelda: Majora's Mask и многие другие. Есть два основных метода, используемых в видеоиграх для достижения размытия движения: более дешевые полноэкранные эффекты, которые обычно учитывают только движение камеры (а иногда и скорость движения камеры в трехмерном пространстве для создания радиального размытия), и более «селективное» или «для каждого объекта» размытие движения, которое обычно использует шейдер для создания буфера скорости, чтобы отмечать интенсивность движения для эффекта размытия движения, к которому будет применяться, или использует шейдер для выполнения экструзии геометрии. Классические эффекты «размытия в движении», предшествовавшие современным конвейерам попиксельного затенения, часто просто рисовали последовательные кадры друг над другом с небольшой прозрачностью, что, строго говоря, является формой обратной связи по видео.
В предварительно визуализированной компьютерной анимации, такой как фильмы CGI, можно нарисовать реалистичное размытие движения, потому что у средства визуализации больше времени для рисования каждого кадра. Временное сглаживание создает кадры, состоящие из множества моментов. Кадры - это не моменты времени, это периоды времени. Если объект совершает путешествие с линейной скоростью по пути от 0% до 100% за четыре периода времени, и если эти периоды времени считаются кадрами, то объект будет демонстрировать полосы размытия движения в каждом кадре, которые составляют 25% от длина пути. Если выдержка сокращена до значения, меньшего, чем продолжительность кадра, и может быть сокращена так, чтобы приблизиться к нулевому времени по продолжительности, то компьютерный аниматор должен выбрать, какую часть четверти пути (в нашем примере с 4 кадрами) он желает. показывать время «открытого затвора». Они могут выбрать рендеринг начала каждого кадра, и в этом случае они никогда не увидят прибытие объекта в конец пути, или они могут выбрать рендеринг концов каждого кадра, и в этом случае они пропустят начало точка поездки. Большинство компьютерных анимационных систем допускают классическую «ошибку изгороди» в том, как они обрабатывают время, путая периоды времени анимации с мгновенными моментами, которые их разделяют. Таким образом, большинство систем компьютерной анимации неправильно помещают объект в четырехкадровый переход по траектории с 0%, 0,33%, 0,66% и 1,0%, и при вызове для рендеринга размытия движения придется сократить один или несколько кадров, или выходите за рамки анимации, компромиссы, которых не делают настоящие камеры, а синтетические камеры не должны.
Линии движения в cel-анимации рисуются в том же направлении, что и размытие в движении, и выполняют те же функции. Go motion - это вариант покадровой анимации, которая перемещает модели во время экспозиции для создания менее ступенчатого эффекта.
В компьютерной 2D-графике размытие в движении - это художественный фильтр, который преобразует цифровое изображение / растровое / растровое изображение для имитации эффекта. Многие графические программные продукты (например, Adobe Photoshop или GIMP ) предлагают простые фильтры размытия движения. Однако для расширенной фильтрации размытия движения, включая кривые или неравномерную настройку скорости, необходимы специализированные программные продукты (например, VirtualRig Studio ).
Когда глаз животного находится в движении, изображение будет размыто при движении, что приведет к неспособности разрешить детали. Чтобы справиться с этим, люди обычно чередуют саккады (быстрые движения глаз) и фиксацию (сосредоточение внимания на одной точке). Саккадическая маскировка делает невидимым размытие движения во время саккады. Точно так же плавное преследование позволяет глазу отслеживать цель в быстром движении, устраняя размытие движения этой цели вместо сцены.
В телевизионных спортивных состязаниях, где обычные камеры экспонируют изображения 25 или 30 раз в секунду, размытие движения может быть неудобным, поскольку оно скрывает точное положение снаряда или спортсмена в замедленном движении. По этой причине часто используются специальные камеры, которые устраняют размытость изображения, делая быстрые экспозиции порядка 1 миллисекунды, а затем передают их в течение следующих 30-40 миллисекунд. Хотя это дает более резкие повторы медленного движения, это может выглядеть странно на нормальной скорости, потому что глаз ожидает увидеть размытие движения и не получает размытых изображений.
И наоборот, дополнительное размытие при движении неизбежно может возникать на дисплеях, когда оно нежелательно. Это происходит с некоторыми видеодисплеями (особенно ЖК-дисплеями ), на которых наблюдается размытость при быстром движении. Это может привести к более заметному размытию движения, выходящему за рамки ранее существовавшего размытия движения в видеоматериале. См. " Размытие изображения при движении".
Иногда размытость изображения можно удалить с помощью деконволюции.
В видеоиграх использование или отсутствие размытия в движении вызывает несколько споров. Некоторые игроки утверждают, что размытие на самом деле ухудшает игру, так как размывает изображения, затрудняя распознавание объектов (особенно в быстро меняющиеся моменты). Это становится более заметным (и более проблематичным) с уменьшением частоты кадров. Улучшение визуального качества современных шейдеров размытия движения после обработки, а также тенденция к более высокой частоте кадров уменьшили визуальный ущерб от эффектов размытия движения с недостаточной дискретизацией.
Птицы не могут должным образом видеть вращающиеся лопасти ветряных турбин и могут получить смертельный удар от них. В недавно опубликованном отчете из Норвегии говорится, что окраска одного из трех лезвий черным наконечником делает лезвия более заметными и, следовательно, их легче избежать. Это снижает размытость неокрашенных лезвий и снижает гибель птиц до 70 процентов.
Во время аэрофотосъемки самолет или дрон используется для фотографирования земли во время полета. Если скорость полета слишком высока или если выдержка слишком велика, это может привести к размытию движения. Размытие в движении снижает качество изображений и негативно влияет на продукты для картографии. Размытия при движении можно избежать, настроив высоту полета, скорость полета или выдержку.
Пример восстановления нечеткого изображения с помощью деконволюции Винера :
Слева направо: исходное изображение, размытое изображение и размытое изображение. Обратите внимание на некоторые артефакты на размытом изображении.Размытие движения часто используется в спортивной фотографии (особенно в автоспорте), чтобы передать ощущение скорости. Для достижения этого эффекта необходимо использовать длинную выдержку и панорамировать объектив камеры синхронно с движением объекта.
Снято на борту самолета, летящего над Сан-Хосе ночью. Огни города образуют концентрические полосы.
Движение на этой улице оставляет яркие полосы из-за низкой выдержки камеры и относительно высокой скорости автомобилей.
Водопад Стрикленд в Тасмании, Австралия, снято с использованием фильтра нейтральной плотности. Фильтры ND одинаково уменьшают свет всех цветов или длин волн, позволяя увеличить диафрагму и уменьшить выдержку без передержки изображения. Чтобы создать размытость при движении, видимую здесь, затвор должен оставаться открытым в течение относительно долгого времени, что требует уменьшения количества света, проходящего через объектив.
Фотография бабочек с длинной выдержкой, показывающая усиленный эффект стержня.
Mosso creativo, Творческое размытие в движении