Desenfoque de movimiento: Explorando la dinámica de la visión por computadora: se revela el desenfoque de movimiento

Por Fouad Sabry

Qué es el desenfoque de movimiento

El desenfoque de movimiento es la aparente raya de objetos en movimiento en una fotografía o una secuencia de fotogramas, como una película o una animación. Se produce cuando la imagen que se está grabando cambia durante la grabación de una sola exposición, debido a un movimiento rápido o una exposición prolongada.

Cómo se beneficiará

( I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Desenfoque de movimiento

Capítulo 2: Velocidad de fotogramas

Capítulo 3: Velocidad de obturación

Capítulo 4: Tiempo bala

Capítulo 5: Ir en movimiento

Capítulo 6: Combinar movimiento

Capítulo 7: Fotografía de alta velocidad

Capítulo 8: Estabilización de imagen

Capítulo 9: Desenfoque de movimiento en pantalla

Capítulo 10: Persiana enrollable

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre desenfoque de movimiento.

(III) Ejemplos del mundo real sobre el uso de desenfoque de movimiento en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de Motion Blur.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 4 may 2024

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Capítulo 1: Desenfoque de movimiento

El desenfoque de movimiento es la aparente raya de objetos en movimiento en una fotografía, video o animación. Ocurre cuando la imagen que se está capturando se desplaza durante una sola exposición debido a un movimiento rápido o una exposición prolongada.

Cuando una cámara captura una imagen, no captura ni un solo instante de tiempo. Debido a limitaciones tecnológicas o consideraciones creativas, la imagen puede representar la escena a lo largo del tiempo. Este tiempo de exposición suele ser lo suficientemente corto como para que la imagen adquirida por la cámara parezca capturar un momento inmediato. Sin embargo, este no es siempre el caso, y un objeto que se mueve rápidamente o un período de exposición más largo puede resultar en artefactos borrosos que lo hacen evidente. A medida que los objetos de una imagen se mueven, una imagen de esa escena debe representar una integración de todas las posiciones de esos objetos, así como el punto de vista de la cámara, durante el tiempo de exposición determinado por la velocidad de obturación. Cualquier objeto que se mueva en relación con la cámara aparecerá borroso o manchado a lo largo de la dirección del movimiento relativo en dicha imagen. Esta mancha puede ocurrir en un objeto en movimiento o en un fondo estacionario si la cámara está en movimiento. Esto parece natural en una pantalla de cine o televisión porque el ojo humano se comporta de manera similar.

Como el efecto se genera por el movimiento relativo de la cámara, los objetos y la escena, es posible gestionar el desenfoque de movimiento haciendo un barrido de la cámara para seguir los objetos en movimiento. En este caso, incluso con largos períodos de exposición, los objetos en movimiento se verán más nítidos mientras que el fondo se difuminará, lo que dará como resultado una imagen que transmite una sensación de movimiento y velocidad.

Este efecto debe replicarse en la animación por ordenador porque una cámara virtual captura un instante discreto en el tiempo. Normalmente, este desenfoque de movimiento simulado se aplica cuando la cámara o los objetos de la imagen se mueven rápidamente.

Sin este efecto simulado, cada imagen representaría un instante perfecto en el tiempo (similar a una cámara con una velocidad de obturación infinitamente rápida), sin desenfoque de movimiento. Debido a esto, un videojuego con una velocidad de fotogramas de 25 a 30 fotogramas por segundo puede parecer entrecortado, pero el movimiento natural filmado a la misma velocidad de fotogramas parecerá más continuo. Muchos videojuegos contemporáneos, en particular los juegos de simulación de coches, contienen desenfoque de movimiento.

Los juegos más actuales de Need for Speed, Unreal Tournament III y The Legend of Zelda: Majora's Mask, entre muchos otros, utilizan esta tecnología. Hay dos métodos principales utilizados en los videojuegos para lograr el desenfoque de movimiento: efectos de pantalla completa más baratos, que generalmente solo consideran el movimiento de la cámara (y a veces qué tan rápido se mueve la cámara en el espacio 3D para crear un desenfoque radial), y el desenfoque de movimiento más selectivo o por objeto, que generalmente usa un sombreador para crear un búfer de velocidad para marcar la intensidad del movimiento para que se aplique un efecto de desenfoque.  o un sombreador para realizar la extrusión de geometría. Antes de las canalizaciones contemporáneas de sombreado por píxel, los efectos clásicos de desenfoque de movimiento solían consistir en dibujar fotogramas sucesivos uno encima del otro con poca transparencia, lo que técnicamente es retroalimentación de video.

Debido a que el renderizador tiene más tiempo para crear cada fotograma en la animación por computadora previamente renderizada, como las películas CGI, se puede dibujar un desenfoque de movimiento realista. El suavizado temporal genera fotogramas compuestos por varios instantes. Los fotogramas no son momentos discretos, sino intervalos de tiempo. Si un objeto se desplaza a una velocidad lineal por una ruta de 0 a 100 por ciento en cuatro períodos de tiempo, y si esos períodos de tiempo se consideran fotogramas, el objeto exhibirá rayas de desenfoque de movimiento que son el 25 por ciento de la longitud de la ruta en cada fotograma. Si la velocidad de obturación se reduce a menos del período de un fotograma, y es posible que se acerque al tiempo cero de duración, el animador por ordenador debe seleccionar qué parte de las trayectorias de un cuarto (en nuestro ejemplo de 4 fotogramas) pretende mostrar como momentos de obturador abierto. Pueden representar los comienzos de cada fotograma, en cuyo caso nunca verán llegar el objeto al final del camino, o pueden representar los finales de cada fotograma, en cuyo caso nunca presenciarán el comienzo del viaje. La mayoría de los sistemas de animación por computadora cometen el tradicional error de poste de cerca en su manejo del tiempo, mezclando los períodos temporales de una animación con los momentos instantáneos que los separan. Por lo tanto, la mayoría de los sistemas de animación por ordenador colocarán incorrectamente un objeto en un viaje de cuatro fotogramas a lo largo de una trayectoria al 0 por ciento, 0,33 por ciento, 0,66 por ciento y 1 por ciento, y cuando se les pida que rendericen el desenfoque de movimiento tendrán que acortar uno o más fotogramas, o mirar más allá de los límites de la animación, compromisos que las cámaras reales no hacen y que las cámaras sintéticas no necesitan hacer.

En la animación de celuloide las líneas de movimiento se dibujan en la misma dirección que el desenfoque de movimiento y tienen un propósito similar. Go motion es un tipo de animación stop-motion en la que los modelos se mueven durante la exposición para producir una impresión menos espasmódica.

El desenfoque de movimiento es un filtro estético que cambia la imagen digital/imagen rasterizada para imitar el efecto en gráficos por computadora 2D. Numerosas piezas de software gráfico (por ejemplo, Adobe Photoshop y GIMP) tienen filtros de desenfoque de movimiento simples. El filtrado avanzado de desenfoque de movimiento, incluidas las curvas y el ajuste de velocidad no uniforme, requiere un software especializado (por ejemplo, VirtualRig Studio).

Cuando el ojo de un animal está en movimiento, la imagen se verá borrosa, lo que impedirá la resolución de detalles finos. Los seres humanos a menudo alternan entre movimientos sacádicos (movimientos oculares rápidos) y la fijación para lidiar con esto (enfocarse en un solo punto). El enmascaramiento sacádico oculta el desenfoque de movimiento durante un movimiento sacádico. Del mismo modo, la persecución suave permite al ojo seguir un objetivo en movimiento rápido, eliminando el desenfoque de movimiento del objetivo en lugar de la escena.

En los deportes de transmisión, donde las cámaras típicas exponen imágenes 25 o 30 veces por segundo, el desenfoque de movimiento puede ser problemático, ya que oscurece la posición precisa de un proyectil o atleta en cámara lenta. Como resultado, las cámaras especializadas se emplean con frecuencia para reducir el desenfoque de movimiento tomando exposiciones rápidas del orden de 1 milisegundo y luego transmitiéndolas durante los siguientes 30 a 40 milisegundos. Aunque esto da como resultado repeticiones en cámara lenta más claras, puede ser discordante a velocidades normales porque el ojo espera ver imágenes borrosas debido al movimiento, pero no se le dan.

Por el contrario, el desenfoque de movimiento adicional no deseado puede