مصراع دوار

الغالق الدوار هو عملية التقاط صور لا يتم فيها التقاط صورة ثابتة (في كاميرا ثابتة) أو كل إطار من فيديو (في كاميرا فيديو) بالتقاط المشهد بأكمله في لحظة واحدة، بل بمسحه ضوئيًا بسرعة، رأسيًا أو أفقيًا أو دورانيًا. وبالتالي، لا تُسجل جميع أجزاء الصورة في اللحظة نفسها، ولكن أثناء التشغيل، تُعرض الصورة كاملةً كما لو كانت لحظة واحدة. ينتج عن ذلك تشوهات متوقعة للأجسام سريعة الحركة أو ومضات ضوئية سريعة، تُعرف بتأثير الغالق الدوار . وتختلف هذه العملية عن الغالق العالمي، حيث يُلتقط الإطار بأكمله في اللحظة نفسها.

يمكن أن يكون الغالق الدوار ميكانيكيًا أو إلكترونيًا . ^{[ 1 ] [ 2 ]} تتمثل ميزة الغالق الدوار الإلكتروني في قدرة مستشعر الصورة على مواصلة جمع الفوتونات أثناء عملية الالتقاط، مما يزيد الحساسية بشكل فعال. يوجد هذا النوع في العديد من الكاميرات الرقمية الثابتة وكاميرات الفيديو التي تستخدم مستشعرات CMOS . يكون التأثير أكثر وضوحًا عند تصوير ظروف الحركة الشديدة أو الوميض السريع للضوء. في حين أن بعض مستشعرات CMOS تستخدم غالقًا عالميًا، ^{[ 3 ]} فإن معظم المستشعرات المتوفرة في السوق الاستهلاكية تستخدم غالقًا دوارًا.

تُعدّ أجهزة اقتران الشحنات ( CCD ) بدائل لأجهزة استشعار CMOS، التي تتميز عمومًا بحساسية أعلى وتكلفة أكبر. غالبًا ما تستخدم الكاميرات التي تعتمد على أجهزة اقتران الشحنات مصاريع عالمية، تلتقط صورة تمثل لحظة زمنية واحدة "نسبية"، وبالتالي لا تعاني من تشوهات الحركة الناتجة عن المصاريع الدوارة. ^{[ 4 ]}

يمكن أن تتسبب الستائر الدوارة في حدوث آثار مثل: ^{[ 5 ]}

• التذبذب . تظهر هذه الظاهرة (المعروفة أيضًا بتأثير الهلام ) عندما تهتز الكاميرا، في حالات مثل التصوير اليدوي باستخدام إعدادات التقريب، أو عند التصوير من مركبة متحركة. يتسبب الغالق الدوار في تذبذب الصورة بشكل غير طبيعي.
• الانحراف . تنحني الصورة قطريًا في اتجاه أو آخر مع تحرك الكاميرا أو الجسم من جانب إلى آخر، مما يؤدي إلى كشف أجزاء مختلفة من الصورة في أوقات مختلفة. يُعد الانحراف مظهرًا بسيطًا لظاهرة التذبذب الموصوفة أعلاه.
• التشويه المكاني . يتم أخذ عينات من البكسلات المتجاورة عموديًا بما يخالف نظرية أخذ العينات، عندما تكون حركة الكاميرا أو الجسم سريعة جدًا. أحد الأمثلة على ذلك هو تصوير مروحة تدور بسرعة. ينتج تشوه كل شفرة عن دوران المروحة بنفس سرعة قراءة الكاميرا للإطار أو بسرعة قريبة منها. عند النظر عموديًا على مروحة تدور في اتجاه عقارب الساعة، تبدو الشفرات على الجانب الأيسر أرق من المعتاد بينما تبدو الشفرات على الجانب الأيمن أكثر سمكًا، وقد تبدو وكأنها غير متصلة في المنتصف.
• التشويه الزمني ، بما في ذلك التعريض الجزئي . إذا اشتغل فلاش الكاميرا لجزء فقط من مدة التعريض، فقد يظهر ضوء الفلاش في صفوف محددة من البكسلات في إطار معين. على سبيل المثال، قد يكون الثلث العلوي من الصورة مضاءً بشدة بالفلاش، بينما يكون الثلثان السفليان مظلمين، لأن الفلاش كان مطفأً عند تسجيل ذلك الجزء من مستشعر CMOS. قد يبدو الفرق بين جزئي الإطار غير طبيعي. ويمكن أن تنشأ مشاكل مماثلة مع الإضاءة الفلورية، أو تأثيرات الوميض، أو البرق، أو أي حالة استثنائية تظهر فيها حركة سريعة جدًا أو ومضات ضوئية سريعة جدًا خلال الفترة الزمنية بين تسجيل شريحة CMOS للإطار.

قد تُشكّل تأثيرات الغالق الدوار تحديًا في تصوير المؤثرات البصرية. فعملية مطابقة الحركة تُحدّد المنظور في المشهد بناءً على نقطة زمنية واحدة، لكن هذا الأمر صعب مع الغالق الدوار الذي يُوفّر نقاطًا زمنية متعددة ضمن الإطار نفسه. وتعتمد النتائج النهائية على سرعة قراءة المستشعر وطبيعة المشهد المُصوّر؛ وكقاعدة عامة، تتميّز كاميرات السينما عالية الجودة بسرعات قراءة أسرع، وبالتالي بتأثيرات غالق دوار أقل وضوحًا من الكاميرات منخفضة الجودة.

يمكن تحسين الصور والفيديوهات التي تعاني من تشوه الغالق الدوار باستخدام خوارزميات تقوم بتصحيح هذا التشوه أو تعويضه . وتُعدّ كيفية القيام بذلك مجالًا بحثيًا نشطًا. ^{[ 5 ]}

يمكن استغلال هذه الظاهرة كهجوم جانبي للحصول على مفاتيح سرية من بعض قارئات البطاقات الذكية : يقوم المهاجم بتصوير مؤشر الطاقة (LED) الخاص بالقارئ أثناء قيامه بعملية تشفير، ثم يحلل الفيديو لتحديد تقلبات الجهد القصيرة. وبسبب تأثير الغالق الدوار، يُظهر الفيديو تقلبات بدقة أعلى بعدة مراتب من معدل إطارات كاميرا الفيديو. وبمعرفة الخوارزمية المستخدمة وكيفية تنفيذها في الشريحة، يستطيع المهاجم استخلاص المفتاح. يُعادل تحليل الفيديو قياس استهلاك الطاقة باستخدام راسم الإشارة، ولكنه أقل تدخلاً. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• القيمة الرقمية للمنتجات الفنية
• كاميرات العروض
• مربع هيباس
• التصوير الفوتوغرافي العارية
• تأثير عجلة العربة

• شرح مفصل حول الستائر الدوارة من مؤتمر CVPR 2012.
• شفرات مروحة الطائرة - تأثير الغالق الدوار على يوتيوب
• عرض ثلاثي الأبعاد يشرح كيف ينتج مصراع دوار تأثير الطائرة ذي المروحة الغريب على يوتيوب
• شرح/محاكاة ممتازة لتأثير الغالق الدوار من قناة Smarter Every Day على يوتيوب