أتذكر أنني رأيت الصورة أعلاه على Flickr ذات يوم وكسر عقلي محاولًا اكتشاف الخطأ فيها. كانت النقطة أن المروحة كانت تدور في الوقت الذي كان فيه مستشعر الحركة في الكاميرا "يقرأ القراءات" ، أي أثناء تعرض الكاميرا ، كان هناك بعض الحركة. هذا حقا يستحق التفكير فيه ، دعونا نفكر فيه معا.
تستخدم العديد من الكاميرات الرقمية اليوم مستشعر CMOS كجهاز "استشعار" خاص بها ، يُعرف أيضًا بمستشعر البكسل النشط.، والتي تعمل عن طريق تراكم الشحنة الإلكترونية عندما يضربها الضوء. بعد وقت معين - وقت التعرض - يتم نقل الشحنة خطًا تلو الآخر إلى الكاميرا لمزيد من المعالجة. ثم تقوم الكاميرا بمسح الصورة ، مع الاحتفاظ بصفوف البكسل خطًا تلو الآخر. سيتم تشويه الصورة إذا كانت هناك أي حركة أثناء التصوير. للتوضيح ، تخيل إطلاق المروحة الدوارة. في الرسوم المتحركة أدناه ، يتوافق الخط الأحمر مع موضع القراءة الحالي وتستمر المروحة في الدوران أثناء قراءتها. الجزء تحت الخط الأحمر هو الصورة الناتجة.
تقوم المروحة الأولى بعمل 1/10 من الثورة أثناء التعرض:
اشترك في القنوات:
OnTol - النصوص / مقاطع الفيديو الأكثر إثارة للاهتمام في جميع الأوقات والشعوب ، والتي تؤثر على صورة العالم
META LEARNING - حيث أشارك نتائجي الأكثر فائدة حول التعليم ودور تكنولوجيا المعلومات / الألعاب في التعليم (بالإضافة إلى أفكار أنطون حول هذا الموضوع ماكارينكو ، سيمور بابيرت ، بول جراهام ، جوزيف ليكليدر ، آلان كاي)
الصورة مشوهة قليلاً ، ولكن لا شيء حرج. ستتحرك المروحة الآن أسرع 10 مرات ، مما يؤدي إلى دوران كامل أثناء التعرض:
يبدو هذا بالفعل مثل الصورة التي رأيناها في البداية. خمس مرات لكل تعرض:
هذا بالفعل أكثر من اللازم ، لذا يمكنك الخروج من البكرات. دعنا نستمتع ببعض الشيء ونتحقق من كيفية ظهور الأشياء المختلفة بسرعات دوران مختلفة لكل تعرض.
نفس المروحة بالضبط:
شفرات المروحة الكبيرة:
عجلة السيارة:
يمكننا أن ندرك تأثير الغالق المتحرك كنوع من تحويل إحداثيات كائن حقيقي من "مساحة الكائن" إلى "مساحة الصورة" لكائن مشوه. تظهر الرسوم المتحركة أدناه ما يحدث لنظام الإحداثيات الديكارتية مع زيادة عدد الثورات. عند السرعات المنخفضة ، يكون التشوه غير ذي أهمية - يزيد الرقم إلى واحد ، وينتقل كل جانب من نظام الإحداثيات بالتسلسل إلى الجانب الأيمن من الصورة. هذا تحول معقد إلى حد ما ، ولكنه سهل الفهم.
دع الصورة تكون أنا (r ، θ) ، الكائن الحقيقي (الدوار) سيكون f (r ، θ) ، حيث (r ، θ) هي إحداثيات قطبية ثنائية الأبعاد. لقد اخترنا الإحداثيات القطبية لهذه المهمة بسبب الحركة الدورانية للأجسام.
يدور الكائن بتردد زاوي ω ، ويتحرك الغالق على طول الصورة بسرعة رأسية. في الموضع (r ، θ) في الصورة ، فإن المسافة التي قطعها المصراع منذ بداية التعريض هي y = rsinθ ، حيث الوقت المنقضي منذ تلك اللحظة هو (rsinθ) / v. خلال هذا الوقت ، تم تدوير الجسم بواسطة راديان (ω / v) rsinθ). لذا نحصل على
I (r، θ) = f (r، θ + (ω / v) rsinθ) ،
وهو التحويل المطلوب. تتناسب نسبة ω / v مع عدد الدورات لكل تعرض وتميز معلمات التحويل.
للحصول على فهم أعمق لأشكال المروحة الواضحة ، يمكننا التفكير في كائن يتكون من مراوح P ، حيث f غير صفرية فقط لـ
θ = 2π / P ، 4π / P… 2π = 2pπ / P لـ 1 <p <P.
الصورة I ليست صفرية لـ θ + (ω / v) rsinθ = 2pπ / P أو
في نظام الإحداثيات الديكارتية تصبح
وتساعدنا في شرح سبب اتخاذ المراوح شكل S - إنها ببساطة وظيفة قوس ظل في مساحة الصورة. رائع. أدناه قمت برسم هذه الوظيفة مع مجموعة من خمس شفرات للمروحة مع إزاحات أولية مختلفة قليلاً ، يمكنك رؤية ذلك في التشغيل. إنها تشبه إلى حد كبير الأشكال الموجودة في الرسوم المتحركة أعلاه.
نظرًا لأننا تعلمنا المزيد عن العملية ، فهل يمكننا إصلاح الصور التالفة؟ باستخدام إحدى الصور أعلاه ، يمكنني رسم خط من خلالها ، والتدوير للخلف وإدراج وحدات البكسل هذه في الصورة الجديدة. في الرسوم المتحركة أدناه ، أقوم بمسح الصورة على اليسار ، مع وضع علامة بخط أحمر ، ثم تدوير وحدات البكسل على طول هذا الخط للحصول على صورة جديدة. بهذه الطريقة يمكننا إعادة إنشاء صورة كائن حقيقي ، حتى لو فجأة مصراع متدحرج مزعج أفسد صورتك.
إيه ، إذا كنت أفضل في Photoshop ، فسوف أستخرج المراوح من الصورة الأصلية على Flickr ، وأعدلها وأعيدها إلى الصورة. أعتقد أنني أعرف ما سأفعله في المستقبل.
إذا كنت تريد معرفة العدد الفعلي للشفرات في الصورة في بداية المنشور وسرعة الدوران ، يمكنك قراءة هذا المنشور الممتاز من قبل دانيال والش ، حيث يقدم شرحًا رياضيًا.
يعتقد أنه يمكننا حساب عدد الشفرات عن طريق طرح الشفرات "السفلية" من الشفرات "العلوية" ، لذا نحصل على ثلاث شفرات في تلك الصورة. نعلم أيضًا أن المروحة تدور حوالي مرتين أثناء التعرض ، لذلك إذا حاولنا "التراجع" عن الدوران بسرعات مختلفة ، نحصل على شيء مثل هذا:
كان عليّ معرفة مكان مركز المروحة ، لذلك رسمت دائرة. على ما يبدو ، يجب أن يكون المركز في مكان قريب. لسوء الحظ ، شفرة واحدة مفقودة ، ولكن هناك معلومات كافية لعرضها.
لقد وجدت المكان الذي يتقاطع فيه كل شيء أكثر ، لذا بهذه السرعة الدورانية (2.39 دورة لكل تعرض) ، هذا ما تبدو عليه الصورة الأصلية والشفرات:
لسوء الحظ ، الصورة ليست مثالية ، لكنها على الأقل قريبة جدًا من الواقع.
نبذة عن الكاتب: جيسون كول هو طالب دراسات عليا من لندن متحمس للرياضيات والفيزياء وتصور البيانات. إليك موقعه الإلكتروني . وتم نشر المقالة هنا .
مناقشة أخبار هاكر
أضف. فيديو
اشترك في القنوات:
OnTol - النصوص / مقاطع الفيديو الأكثر إثارة للاهتمام في جميع الأوقات والشعوب ، مما يؤثر على صورة العالم
META TRAINING ، حيث أشارك أكثر نتائجي المفيدة حول التعليم ودور تكنولوجيا المعلومات / الألعاب في التعليم (بالإضافة إلى أفكار أنطون حول هذا الموضوع ماكارينكو ، سيمور بابيرت ، بول جراهام ، جوزيف ليكليدر ، آلان كاي)
تعرف على تفاصيل كيفية الحصول على مهنة رفيعة المستوى من الصفر أو المستوى الأعلى في المهارات والراتب من خلال الحصول على دورات SkillFactory المدفوعة عبر الإنترنت:
- دورة تعلم الآلة (12 أسبوعًا)
- تدريب مهنة علوم البيانات من الصفر (12 شهرًا)
- مهنة التحليلات مع أي مستوى بداية (9 أشهر)
- بايثون لدورة تطوير الويب (9 شهور)