Роллинг-шаттер в камере смартфона: что это такое, почему возникает, как бороться

При съемке быстродвижущихся объектов нередко можно заметить, что на фото они получаются словно бы наклонившимися.

То же самое происходит и при фотографировании из транспортного средства: в этом случае «наклоняются» неподвижные предметы: здания, столбы, стоящие авто.

А уж какие искажения возникают, если в кадр попадает что-то вращающееся – любо-дорого посмотреть! Все это безобразие именуется «роллинг-шаттер», и является платой за использование в смартфонах CMOS матриц.

Причины возникновения дефекта

Чтобы понять, откуда берется это искажение, следует немного разобраться в принципах работы цифровых камер. Хотя справедливости ради стоит сказать, что термин возник еще задолго до появления электронных устройств.

Когда в пленочных фотоаппаратах начали использовать шторно-щелевые фокальные затворы, осуществляющие экспозицию не одновременно, а постепенно, предметы, угловая скорость которых была выше, чем у элементов затвора, получались на фото словно бы наклоненными.

Однако когда на смену механике пришли ПЗС (CCD) матрицы, проблема исчезла сама собой: в них данные с фоточувствительных элементов сканируются по столбцам, и никакого роллинг-шаттера не наблюдается.


Беда была лишь в том, что, в дополнение к ряду недостатков, такие сенсоры были еще и дороговаты для массового использования.

В отличие от них, в CMOS матрицах сканирование растра осуществляется попиксельно, сверху вниз.

И происходит это, естественно, не мгновенно: к тому времени, когда часть данных уже отправилась на обработку, объект съемки изменил свое положение в пространстве, и следующий участок растра уже содержит «обновленные» данные.

Отсюда и возникает наклон объекта.


Другой вариант – это видеосъемка в движении, с рук. В этом случае мы получаем эффект желе: кадр искажается от краев к центру, словно бы колышется, как будто перед объективом находится какая-то студенистая масса.

Или, если оператор находится в транспортном средстве, то «наклоняется» не какой-то отдельно взятый объект, а весь кадр.

Т.е., по своей сути роллинг-шаттер представляет собой отставание электронной части камеры от оптической. Такое может быть, когда установленный сенсор имеет чересчур высокое разрешение: чипсет просто не успевает снимать данные с такого количества пикселей.

Способы борьбы

Если говорить о проблеме в целом, то единственным методом будет использование CMOS матриц с «глобальным затвором». Еще один термин из пленочной фотографии: при использовании такого типа экспонирование кадра осуществляется единовременно.

Беда только в том, что такие матрицы не устанавливают даже в самые дорогие модели смартфонов – они предназначены для профессиональных камер.

Поэтому единственный метод для обычных CMOS матриц – использование специальных программных фильтров. Но и это не то что не панацея, а даже не полумеры: возможности такой обработки очень ограничены.

Возможно, со временем, с развитием AI что-то изменится, но пока что они способны работать только с кадром в целом.

Если же наклонен или «размазан» только какой-то отдельный объект – здесь медицина техника бессильна.

А значит, пользователю ничего не остается, кроме как изучить возможности своего устройства.

Т.е., понимать, при каких условиях возникает роллинг-шаттер, и принять для каждого конкретного случая решение: или смириться с его наличием, или попытаться изменить эти условия – или вообще отказаться от съемки.

Например, не снимать видео из окна автобуса или с рук, использовать штатив, а если речь идет не о видео, а о фото – многократно продублировать, в надежде, что хоть какой-то из снимков окажется качественным.

Давайте найдем виноватого!

Давайте. И даже искать особо незачем – это всеми ненавидимые маркетологи. Ведь 48-мегапиксельная камера в глазах любого чайника неискушенного пользователя априори выглядит более круто, чем 16-мегапиксельная.

И плевать, что снимает она как… В общем, останемся культурными людьми.


А ведь у слишком мелких пикселей есть и другие недостатки – не зря вендоры создают специальные технологии, призванные их «укрупнять» - объединять в кластеры по четыре, в сложных случаях.

Отсюда и результат: вместо того, чтобы поставить сенсор с разрешением, соответствующим возможностям чипсета, который при этом будет работать как часы, в маркетинговых целях скрещивают ежа и ужа.

В заключение

Как видите, роллинг-шаттер – дефект, борьба с которым фактически бесполезна.

Все, что вы можете сделать – это заменить свой смартфон на более дорогую модель, в котором, возможно он будет отсутствовать или проявляться в меньшей степени.

Ну, или подождать годиков пять, когда камеры будут работать идеально даже в бюджетнках.

В конце концов, даже самый дешевый смартфон сегодня работает быстрее, чем все компьютеры лунной программы США минувшего века.