首页 » 硬件 » 动态模糊:它是什么,它是如何工作的,以及何时使用
运动模糊是由摄像机、场景和人眼之间的相对运动引起的模糊,是感知流畅性和速度的关键。
在摄影和电影中,这取决于快门速度和帧速率,既可能是一个技术问题,也可能是一种创作资源。
在动画、CGI 和视频游戏中,它是通过算法和着色器进行模拟的,以平衡视觉真实感和实时性能。
使用或避免动态模糊是一个美学和实用性的决定,它会影响清晰度、沉浸感以及用户或玩家体验。
El 运动模糊 这是一种你在照片、电影和电子游戏中经常看到的视觉效果,即使你通常没有意识到它的存在。有些人喜欢它,因为它能增加真实感和速度感;而另一些人则觉得它很烦人,只会模糊图像,使眼睛疲劳。有趣的是,如果能正确理解和运用,它就成为一种极其强大的工具,无论从艺术角度还是技术角度来看都是如此。
这种现象并非仅与相机和电脑有关: 我们自己的眼睛也会产生运动模糊。 当我们追踪快速移动的物体时,摄影、视频、传统动画、CGI、电子游戏,甚至像《我的世界》这样的游戏的图形模组,都使用不同的技术来重现同一件事:移动物体留下的柔和轨迹。让我们仔细看看它是什么,为什么会产生,以及它在各种应用中是如何运作的,并逐一解析其中的技术概念。
什么是运动模糊?它为什么会产生?
当物体快速移动时,捕捉它的系统(无论是相机还是人眼) 它无法在一瞬间记录下完全清晰的位置信息。会出现运动模糊。也就是说,当传感器收集光线时,物体的位置会发生变化,因此其图像会沿运动方向被“拉伸”。
在摄影中,当……时会出现这种效果。 快门速度相对较慢 关于拍摄对象的速度:例如,汽车疾驰而过时,快门速度为 1/30 秒。视频中也会出现类似的情况,只不过视频不是拍摄静态图像,而是以每秒多帧 (fps) 的速度连续拍摄。当帧速率较低或快门开启时间过长时,每一帧都会累积更多的运动,最终导致画面模糊。
在电子游戏和3D动画中,情况有所不同,因为实际上并没有物理传感器或快门:每一帧都是从零开始生成的。因此,如果没有应用额外的特效, 拍出的照片非常清晰,仿佛快门速度无限快一样。这时运动模糊算法就派上了用场,它通过将多个瞬间融合到同一幅图像中来模拟这种行为。
即使在生物学层面,运动模糊也存在:当我们移动眼球时,如果视网膜在眼球移动的同时积聚光线, 生成的图像会经过扫描,从而大大降低细节。我们的视觉系统已经发展出一些非常奇特的策略来弥补这个问题。
人眼中运动模糊的原理
眼睛和大脑的运作方式并不像相机,但它们确实会在短时间内整合信息,这会导致相对运动时出现一些模糊。为了避免不断失去清晰度,人类会结合使用…… 眼跳运动和注视.
扫视是指眼睛在场景中从一点快速跳到另一点的眼球运动。在这些扫视过程中,视觉系统会降低敏感度,从而最大限度地减少…… 如果我们感知到整个轨迹,就会出现运动模糊。每次眼跳之后都会进入注视阶段,此时目光相对稳定地停留在某一点上,从而最大程度地恢复细节。
还有所谓的 平滑跟踪当我们追踪快速移动的物体(例如,一辆从我们面前驶过的汽车)时,我们的眼球会以与该物体相同的角速度移动。这样,主体看起来非常清晰,而背景由于在视网膜前方以相对速度移动,就会变得模糊。
总之,人类视觉系统不断地运用这些机制,以便 我们不要每次转动头部或眼睛时,都把世界看作一片模糊的污迹。而这种自然行为正是许多相机和图形引擎试图模仿的。
摄影中的动态模糊:技巧与创意
在摄影中,运动模糊既是一个需要控制的技术难题,也是一个…… 创意资源,用于传达活力这一切都围绕着快门速度展开,以及它如何与场景的运动、相机的运动和设备的稳定性相结合。
La 快门速度 它表示快门打开的时间长短,也就是让光线到达传感器的时间。高速快门(1/500秒、1/1000秒等)几乎可以凝固所有类型的动作;低速快门(1/30秒、1/4秒、几秒……)则可以让运动的物体在图像上留下拖影。
在体育摄影中,使用非常快的快门速度是很常见的。 定格运动员的表情球或自行车。然而,许多摄影师会将清晰的区域与一些动态模糊区域混合在一起(例如,略微模糊的腿部和清晰的躯干),以增强速度感,同时又不失场景的整体感。
长时间曝光会放大模糊效果,使其呈现出鲜明的艺术感: 车灯变成了五彩斑斓的河流。河流或瀑布的水面变得如丝般柔滑,拥挤广场上的人们模糊成幽灵般的影子等等。在这里,动态模糊不再是缺陷,而是成为画面美学的主角。
如何将视频保存到视频板?要正确控制这类摄影,您至少需要以下设备: 一个坚固的三脚架,可以完全稳定地支撑相机。一个结实耐用的球形云台,能够承受重量而不变形,如果条件允许,最好配备一个遥控快门线,以避免按下快门按钮时产生的震动。此外,通常还会使用中性密度(ND)滤镜来延长曝光时间,而不会导致图像过曝。
让拍摄对象移动(但不要移动相机)
在静态摄影中处理运动模糊最简单的方法是保持相机完全静止, 利用拍摄对象的自然运动想象一下这样的风景:静止的岩石和湍急的河流:如果使用较长的快门速度,水面会变得柔和而模糊,而岩石则保持清晰对焦。
在这种情况下,建议设置相对较长的快门速度(例如 1 秒、5 秒甚至更长),仔细控制光圈和 ISO 感光度,让运动发挥其魔力。 快门打开的时间越长,模糊效果就越明显。 活动部件。
无论拍摄对象是人还是动物,思路都一样,但需要更加精确:你可以力求使面部足够清晰,并且…… 肢体或底部 那些会累积运动模糊的照片。静态部分和模糊部分之间的对比,正是体育或时尚照片中常见的那种受控动作感的来源。
为了避免整个图像变成一片模糊的抖动,关键在于…… 一个结实的三脚架和一个能很好地固定画面的球形云台。许多摄影师使用高质量的球形云台,这种云台可以进行精确调节,并能完全牢固地锁定。
Un 遥控开关 (有线或无线)有助于消除按下快门按钮时的任何移动。有时它会与相机的自拍定时器或高级延时摄影功能结合使用,无需触碰设备即可拍摄长时间序列,从而避免因微震动而影响静态区域的清晰度。
让摄像机移动:摇摄和其他扫掠
摄影中另一大类动态模糊技术包括: 拍摄时故意移动相机这会产生完全不同的效果,因为你所跟随的主体往往会保持相对清晰,而背景则会变成条纹或色块。
经典的例子是摇摄:你用相机跟随汽车或骑自行车的人左右移动,使用稍慢的快门速度(例如 1/30 秒、1/60 秒)进行拍摄,结果就是车辆轮廓清晰地出现在模糊的背景上。 关键在于使相机运动与被摄对象的运动轨迹同步。 流利地。
手持摇摄是可行的,但这需要练习和一点运气。使用标准球形云台很容易在各个轴向上引入不必要的晃动,从而很难获得清晰锐利的主体。这就是为什么许多体育或野生动物摄影师会使用…… 特定的视频或云台关节内置液压油盒,可使平移和倾斜更加平稳。
这些类型的球形云台安装在带有快速调平柱的视频三脚架上,可以让你在几秒钟内设置好位置,从而非常精确地跟踪快速移动的物体。 平移和倾斜变得更加可控减少可能破坏预期效果的抖动和震动。
除了水平平移,你还可以探索垂直或对角线移动,甚至更具创意的移动方式(缩放、旋转等),从而实现以运动模糊为主导的抽象构图。在这些实验中,目标并非追求传统的清晰度,而是…… 让运动成为照片的主要主题.
视频和电影中的运动模糊科学
在视频和电影中,运动模糊与以下因素密切相关: 帧速率(fps)和快门角度经典电影的典型组合是每秒 24 帧,快门角度为 180 度,这大致相当于每帧曝光时间为该帧持续时间的一半。
在这种配置下,每一帧都能捕捉到足够的运动,使画面看起来流畅自然,而不会变得模糊不清。如果减小快门角度(即缩短每一帧的曝光时间), 动态模糊减少,动作画面呈现出“更硬朗”或断断续续的视觉效果。这种手法常用于战争或动作场景中,以营造更具攻击性的感觉。
当帧速率提高(60 fps、120 fps、240 fps……)时,运动模糊明显减少,因为每一帧代表的时间间隔大大缩短;这就是为什么 1000Hz 显示器 其他高频面板则力求最大限度地减少模糊。
反之,如果以实际速度播放这些高帧率的视频,且几乎没有模糊,许多人会觉得画面“过于逼真”或像电视画面。我们的大脑已经习惯了24帧/秒+180度快门速度的组合,因此任何偏差都会立即影响到运动纹理的清晰度。
在体育赛事转播等场景中,会使用快门速度非常短(大约 1/1000 秒)的特殊摄像机来凝固运动员或球的运动,从而实现慢动作拍摄。 这使得我们可以极其精确地分析手势或位置。但是,如果以正常速度观看同样的素材,由于没有运动模糊,会产生一种奇怪的视觉感觉,因为眼睛“期望”看到某种并不存在的轨迹。
如何在 Word 中创建日历?传统动画和定格动画中的运动模糊
在传统的手绘动画中,每一帧都是从零开始绘制的,如果没有其他操作, 所有图画都非常清晰。 两者之间位置的突然变化会造成画面生硬。为了避免动作显得突兀,动画师几十年来一直使用速度线或角色时间扭曲等技巧。
这些沿运动方向绘制的线条模拟了我们在长曝光照片中看到的轨迹,而夸张的中间姿势则有助于…… 这种动作被认为更加连贯流畅。所有这些在风格上都模仿了真实相机的运动模糊效果。
在定格动画领域,由于需要逐帧拍摄实体模型,这个问题就更加明显了。每一帧都是在场景完全静止的情况下拍摄的,然后稍微移动一下木偶,再重新拍摄。未经修正的结果就是…… 一系列超清晰图像 播放时,即使帧速率为 25 或 30 fps,也会产生跳帧的感觉。
为了抵消这种影响,人们开发了一种称为“运动模糊”的变体,它在曝光的瞬间引入运动:通过电动装置移动模型或轻微摇晃相机,从而在每一帧中产生真正的模糊效果。 利用动态影像,角色会留下微妙的痕迹。 看起来更像是真人电影的画面。
除了这些物理技巧之外,在 现代后期制作 数字运动模糊滤镜可以应用于动画或定格动画素材,既可以全局应用,也可以选择性应用,从而获得更具电影感的外观,而不会像定格动画发明时代那样使拍摄变得复杂。
CGI和电子游戏中的动态模糊
在计算机生成图像(CGI)和视频游戏中,必须模拟运动模糊,因为 没有物理快门来随时间推移吸收光线。每一帧都是通过数学计算得出的。在离线渲染(电影、广告、非交互式3D动画)中,可以使用非常精确但计算量巨大的方法。
一种经典的模糊技术是计算帧间隔内每个像素的多个时间样本(子帧),然后对结果取平均值。这样,快速移动的物体会对同一个像素产生不同的位置信息,从而生成平滑且非常逼真的模糊效果。 这需要大量的计算能力因此,它通常用于时间不紧迫的预渲染制作。
在实时图形处理(例如视频游戏)中,需要更轻量级的处理方法。最常用的方法是使用后期处理效果,这些效果以着色器的形式实现,作用于已渲染的图像,并根据每个像素的速度或摄像机的移动来应用模糊效果。 挑战在于如何在视觉质量和性能之间找到平衡点。并寻求解决方案 优化并加速游戏.
一种非常常见的特效类型是全屏特效,它只考虑摄像机的移动。当你快速旋转视角时,这些着色器会在整个场景中生成径向或方向性模糊,从而增强旋转或速度感,而无需单独分析每个物体。
另一种更复杂的方法是基于每个物体相对于观察者的相对速度进行选择性扭曲。游戏引擎会计算每个可见片段的速度矢量,并且 应用与该信息成比例的方向性模糊结果更加精确(快速行驶的汽车比静止的人物模糊得更厉害),但对 GPU 的要求也更高。
许多现行标题也区分了不同类型的模糊:一种 径向模糊 当冲刺或使用缩放效果时触发,以及 方向性模糊 更为微妙,与正常的镜头运动相关联。赛车游戏、飞行模拟器和第一人称射击游戏经常利用这些技巧来增强速度感。
电子游戏中的动态模糊:爱与恨
在游戏界,动态模糊是众多图形选项之一。 它引发的意见分歧之大,鲜有其他事物能与之匹敌。有些人总是启用它,因为他们觉得它能增添电影感并柔化突兀的动作,而另一些人则在开始新游戏后立即将其关闭,因为他们觉得它很烦人或令人头晕。
实施该技术的原因之一是减少帧重影,这是一种 某些元素在帧之间似乎会出现“拖拽”或重叠的现象。 当您快速移动相机时,添加一条连接前一帧和下一帧并逐渐失去透明度的彩色轨迹,可以消除图像之间的间隙感,使过渡看起来更加无缝。
实际上,动态模糊能营造更强的速度感,并为除主角或前景元素之外的所有物体添加一种类似场状的模糊效果。它被广泛应用于赛车游戏(如《极品飞车》)、射击游戏(如《虚幻竞技场3》)以及冒险游戏(如《塞尔达传说:姆吉拉的假面》)等众多游戏中。
但是,如果亮度使用过高或与显示器的刷新率搭配不当, 结果可能是一团模糊不清的东西。 这使得区分敌人、文本或HUD元素变得困难。对于注重清晰度和反应时间的竞技玩家来说,这是不可接受的,因此他们通常会禁用动态模糊,以及高级阴影、复杂反射或体积效果,并选择…… 电子竞技显示器 为了最大程度地提高响应速度。
许多开发研究表明,模糊程度与鼠标或游戏手柄的输入速度有关;也就是说, 你的动作越突然,就越容易发生这种情况。效果越强,模糊效果就越明显。这使得模糊在正常情况下较为细微,只有在急转弯或高速行驶时才会变得明显。
如何将 RCA 电缆连接到扬声器?极端例子:特殊相机和游戏模组
在录制高水平体育赛事时,运动模糊在慢动作分析中可能是一个严重的问题。如果运动员或球的拖影过于明显, 很难确定某一特定时刻的确切位置。这就是为什么要使用具有超高速快门的相机,它可以几乎完全凝固运动。
但代价是,在正常速度下,这段视频画面看起来会很奇怪:模糊程度太低,与我们习惯的标准相比, 它给人一种虚假的感觉。就好像你在观看模拟画面而不是真实直播一样。再次强调,大脑在我们如何解读运动模糊方面起着至关重要的作用。
在模组的世界里,一些项目试图将某种效果添加到原本没有该效果的游戏中,或者改进官方客户端提供的效果。例如,有些 Minecraft 模组会添加…… 通过命令配置运动模糊着色器您可以按百分比参数调整强度,以获得您感觉舒适的适中的越野效果。
然而,这些模组可能会与其他优化系统(例如某些替代渲染引擎)发生冲突。有时会出现画面卡顿或撕裂现象,需要进行调整。 在视频设置中调整高级渲染参数 这样才能保证一切顺利运行。再次强调,质量与性能之间的平衡至关重要。
除了纯粹的娱乐用途外,许多专业编辑工具都允许你在后期添加或调整运动模糊效果。这是一种相对简单的方法。 为了与不同飞机的美学风格相匹配 或者为了增强某个场景的速度感,该场景在拍摄过程中略显缺乏戏剧性。
用于应用运动模糊的软件和工具
在静态图像领域,Adobe Photoshop 或 GIMP 等程序包含运动模糊滤镜,可以实现动态模糊效果。 无需用相机捕捉即可模拟效果您可以自定义角度和强度,以匹配您想要暗示的运动方向。
在视频编辑中,Adobe Premiere Pro、Final Cut Pro 等工具以及同类软件都提供了运动模糊效果,可以应用于整个序列或特定区域。许多后期制作流程都会用到这类滤镜。 平滑那些使用过短快门速度拍摄的镜头。 或者使来自不同来源的图像在视觉上保持一致。
Blender、3ds Max 和 Maya 等 3D 渲染引擎都内置了全面的运动模糊选项,并直接集成到渲染过程中。用户可以配置时间采样数、计算模式以及模糊效果是仅影响物体的平移还是也影响物体的形变等参数。 样本越多,模型越复杂,效果就越逼真,但渲染速度也会越慢。.
更便捷的方式是使用一些在线编辑器,它们可以通过简单的滤镜为照片添加动态模糊效果。例如,Fotor 等平台就内置了动态模糊效果,任何人都可以将其应用于人像或静态场景。 给人一种主体正在移动的印象。无需具备高深的技术知识。
这些服务通常仅限于定向或轨道模糊,可通过以下方式进行调节: 一到两个滑块但对于只想获得一点动态效果,而不想深入了解复杂的相机或渲染参数的用户来说,它们是理想的选择。
高级控制和运动模糊校正
动态模糊并非总是理想的效果。有时,在拍摄照片、电影或视频时,由于某些原因会产生比预期更多的模糊…… 震动、非自主运动或不正确的相机设置在这种情况下,纠正措施就发挥作用了。
从数学层面来说,运动模糊可以建模为卷积:原始清晰图像与代表运动的散射函数“混合”。一些算法利用反卷积技术来尝试逆转这一过程。 恢复部分失去的清晰度它不是魔法,也并非总是完美有效,但它可以显著改善某些照片的效果。
在实际应用中,这种反卷积技术被应用于运动模糊或抖动消除工具中,这些工具会要求用户大致说明运动的方向和强度。然后,软件会计算出一个校正后的图像,理想情况下,该图像能够清晰地呈现运动的动态效果。 它能减少光晕和拖影,而不会引入过多伪影。.
然而,实时拍摄的关键在于对拍摄参数的良好控制:选择合适的快门速度、稳定相机、调整帧速率,以及(如果是交互式数字拍摄)在渲染引擎中正确配置运动模糊效果。 最终结果符合艺术创作意图。.
掌握动态模糊的精髓在于理解何时应该让运动呈现出可见的拖影,何时又需要凝固动作。在摄影、电影、动画或电子游戏中,懂得如何把握这种平衡,是区分令人厌烦的效果和真正有效的效果的关键所在。 一种富有表现力的工具,能够带来真实感、节奏感和情感。 适用于任何动态图像。
动态模糊远不止是简单的视觉“模糊”:它是我们感知时间和运动方式的自然结果,同时也是一种创意资源。如果运用得当,它可以使照片、电影和游戏更具活力、节奏更快,更贴近我们肉眼所见的世界。理解动态模糊,并知道何时启用或避免使用它,最终会…… 明显优势 适用于所有从事图像相关工作的人。
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