Стрип-фотография

Полосовая фотография , или щелевая фотография , — это фотографический метод захвата двухмерного изображения как последовательности одномерных изображений с течением времени, в отличие от обычной фотографии, которая представляет собой одно двухмерное изображение (полное поле) за один раз. момент времени. Движущаяся сцена записывается в течение определенного периода времени с помощью камеры, которая наблюдает за узкой полосой, а не за всем полем зрения. Если объект движется по этой наблюдаемой полосе с постоянной скоростью, на готовой фотографии он появится как видимый объект. Стационарные объекты, такие как фон, будут одинаковыми на всем протяжении фотографии и будут отображаться в виде полос вдоль оси времени; см. примеры на этой странице.

Изображение можно понимать как совокупность тонких вертикальных или горизонтальных полос, соединенных вместе, отсюда и название. Цифровые датчики создают отдельные полосы пикселей, которые захватываются и располагаются по одной строке за раз. В пленочной фотографии изображение создается непрерывно, поэтому нет отдельных полос, а есть только плавная градация.

Выполнение

Многие фотографические устройства используют форму полосовой фотографии из-за использования роллетного затвора по техническим причинам и демонстрируют аналогичные эффекты. Это характерно как для более дешевых камер с электронным затвором (более сложные электронные затворы глобальные, а не скользящие), так и для камер с механическим затвором в фокальной плоскости .

Эту технику можно реализовать несколькими способами. В пленочной фотографии камера с вертикальной щелевой диафрагмой может иметь либо фиксированную пленку и подвижную щель, либо фиксированную щель и движущуюся пленку. В цифровой фотографии можно использовать линейный датчик, обычно движущийся, как во вращающейся линейной камере , а также сканер изображений (планшетный или ручной).

Эстетика

Фундаментальное свойство полосовой фотографии заключается в том, что одна ось фотографии показывает, как сцена меняется с течением времени, а другая — нет. Самый простой метод — это запись неподвижного среза, перпендикулярного кадру, поэтому одна ось фотографии представляет собой пространственный размер (вдоль щели), а противоположная ось представляет время (вдоль времени экспозиции). Например, фотофиниш показывает одну полосу (например, финишную линию) во времени, где направление сканирования (например, горизонтальное) представляет время, а не пространство.

Если камера движется во время съемки, например, при съемке панорамы , больше не существует только одной оси пространства и одной оси времени. Вместо этого, в примере с камерой, движущейся горизонтально слева направо, чтобы сделать панорамный снимок пейзажа, вертикальная ось по-прежнему является просто пространственной осью, но если вы посмотрите слева направо по фотографии, вы увидите изображение, которое находится как дальше справа от объекта (пространственное измерение), так и позже в кадре (временное измерение). Таким образом, вертикальная ось фотографии представляет собой смешанную пространственную и временную ось, а панорама представляет собой период времени, а не отдельный момент времени.

Характеристики

Стрип-фотография имеет ряд отличительных особенностей, в частности фиксированную щель. ^{[ 1 ]}

Искажение

Движущиеся объекты искажаются в зависимости от относительной скорости их движения и захвата изображения. Для объектов, движущихся в фиксированном направлении с постоянной или почти постоянной скоростью, как в случае фотографий гонок, особенно фотофинишей, это приводит к примерно постоянной степени искажения, поэтому изображение растягивается или сжимается. Если скорости (приблизительно) синхронизированы, что возможно для гонок, изображение может выглядеть практически неискаженным.

В полосовой фотографии расстояние меняется (или смешивается) со временем, поэтому ширина в направлении сканирования (скажем, горизонтальном) пропорциональна времени и, следовательно, обратно пропорциональна скорости. Медленно движущиеся объекты занимают больше времени и поэтому кажутся шире, а более быстродвижущиеся уже, поскольку занимают щель в течение более короткого периода времени. В крайних случаях очень быстро движущийся объект можно захватить только одной полосой или вообще не захватить (при дискретной съемке, как в цифровой камере), тогда как неподвижный объект (особенно фон) будет отображаться в виде горизонтальной линии (полосы). ). Эти различия особенно заметны в случаях движения с разными постоянными скоростями, например, параллакса от окна поезда или разной скорости движения транспорта (особенно если в разных направлениях по диагонали камеры) или идущих людей. Кроме того, в случае движения к камере или от нее размер меняется, создавая дополнительные искажения.

В случае диагонального движения в направлении съемки, к камере или от нее объекты вспыхивают (расширяются по вертикали и сжимаются по горизонтали) при приближении и сужаются (сжимаются по вертикали и вытягиваются по горизонтали) по мере удаления; это связано с тем, что (в перспективе) объекты кажутся больше, чем ближе они находятся (примерно пропорционально расстоянию), при этом увеличение горизонтального размера приводит к более быстрому движению (параллакс) и, таким образом, к уменьшению размера на полосовой фотографии. Эти эффекты обратны по величине (по мере того, как горизонтальная сжимается, вертикальная увеличивается, поэтому площадь не изменяется), поэтому объекты фактически подвергаются сжатию , точнее, неоднородному сжатию (величина сжатия меняется в зависимости от расстояния до камеры), отсюда и расширяющиеся формы.

Однако в других случаях, особенно при движении не в сторону захвата, возникают весьма необычные искажения, напоминающие мазки. Их можно сравнить с сюрреализмом , таким как работы Пабло Пикассо или Сальвадора Дали . В случаях, когда время экспозиции (для данного места на матрице) слишком велико по сравнению с движением, это искажение сочетается с размытием изображения в движении, создавая мягкое размытие.

У бегунов туловище будет двигаться примерно с постоянной скоростью, но конечности будут быстро двигаться в других направлениях, приводя к деформации конечностей. Особого внимания заслуживают эстафеты из-за сочетания регулярных гонок и нерегулярных переходов.

Полосатый фон

Для фотографий с фиксированной щелью неподвижные объекты, особенно на заднем плане, визуализируются как постоянная полоса, образуя полосатый фон. Для движущихся объектов ширина объекта на изображении обратно пропорциональна скорости объекта относительно камеры, как обсуждалось выше (т.е. ширина = константа ÷ скорость для некоторой константы); поэтому очень медленный или неподвижный объект имеет очень большую или неограниченную ширину, которая представляет собой полосу.

Перспектива

Более тонко, для фотографии с фиксированной щелью, поскольку весь захват происходит в постоянном направлении, в изображении нет перспективы. Это заметно на длинных полосах гонок, где на всех гонщиков смотрят прямо со стороны, а не под углом в зависимости от их положения. Этот эффект выглядит так же, как максимально возможное искажение перспективы на фотографии, сделанной с очень большого расстояния, и в этом случае перспектива сглаживается («искажение сжатия»).

Изменение сцены

Поскольку фотография не является единовременной, сцена может меняться во время экспозиции, в том числе и с такими особенностями, как дублирование одного объекта. Примечательно, что крайние концы могут быть весьма разделены во времени. Например: на выкатной фотографии головы, совершающей более одного оборота, выражение лица испытуемого может каждый раз меняться; на фотографии гонки гонщик может зайти за камеру (или объехать трассу второй раз) и несколько раз пересечь финишную линию, либо повернуть вспять и пересечь финишную линию в противоположном направлении; на панорамной фотографии объект (например, человек) может быть захвачен с одной стороны, уйти за камеру (или за непрозрачную часть сцены), а затем снова войти в кадр и быть захвачен с другой стороны. До эпохи цифровых технологий это была обычная уловка на школьных фотографиях, сделанных щелевой камерой, которая катилась по сцене, а пленка перемещалась с помощью того же механизма в обратном направлении. ^{[ 2 ]} Его также можно использовать для рассказа достоверной во времени истории, как в комиксе: события на одном конце, а последствия или реакции на другом, позже во времени и пространстве.

Макет

Вертикальные полосы (то есть время горизонтальное) встречаются наиболее часто и соответствуют горизонтальному сканированию, как при чтении, хотя встречаются и горизонтальные полосы (то есть время вертикальное). Помимо горизонтальных и вертикальных полос, возможны и другие формы, например радиальные полосы. ^{[ 3 ]} Соотношение сторон варьируется: некоторые фотографии похожи на обычные фотографии (формат «таблица»), подчеркивая одно изображение, тогда как другие длинные (формат «полоса»), подчеркивая течение времени, как в комиксе (одна панель) . или традиционные картины в виде свитков.

Приложения

Чаще всего это используется в панорамной фотографии , чтобы запечатлеть большую статическую сцену, которую было бы трудно запечатлеть другими методами; Сканирующие камеры предназначены для этого.

Другие приложения включают в себя:

Спортивная фотография

Спорт – это широко распространенное использование стрип-фотографии как для фотофиниша, так и для художественных целей. Особенно это характерно для гонок, где движение во многом регулярное и предсказуемое, но ни в коем случае не ограничивается этим. Из-за движения в спорте, которое представляет собой сочетание движений с постоянной и изменяющейся скоростью, возможны различные формы искажений. Ранним случайным примером искажения является « Гран-при Сены » (26 июня 1912 года) Жака Анри Лартига , где перекос, вызванный вертикально движущейся щелью, заставляет гоночный автомобиль наклоняться вперед, создавая ощущение скорости. .

Стрип-фотография, в частности, использовалась Джорджем Силком на отборочных соревнованиях в США на летних Олимпийских играх 1960 года . ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]} Дальнейшие фотографии в Life and Sports Illustrated , в которых использовалась полосовая фотография, включали Джона Г. Циммермана , который одолжил камеру Силка, чтобы сфотографировать Пита Роуза , а затем сфотографировал баскетболистов Нейта Арчибальда и Джулиуса Ирвинга, используя камеру с щелевой разверткой для Sports Illustrated , и Нила Лейфера , который часто использовал его в 1970-х годах для спортсменов, включая Гейлорда Перри и Билли Кидда , а также для таких видов спорта, как IndyCar . гонки ^{[ 1 ]}^{[ 5 ]} Совсем недавно Билл Фрейкс (которому помогал Дэвид Кэллоу) запечатлел победу Мэрион Джонс на дистанции 100 метров на летних Олимпийских играх 2000 года . с помощью стрип-камеры ^{[ 1 ]}

Художественное использование

Стрип-фотографию можно использовать для достижения художественного эффекта, что регулярно делается с 1960-х годов. ^{[ 6 ]} Помимо спорта, ранние примеры включают работы Силка и других фотографов Life (позже Time-Life ) на различные темы, ^{[ 7 ]}^{[ нужен лучший источник ]} например, обложка хэллоуинского номера журнала Life 1960 года. ^{[ 1 ]} Уильям Ларсон был пионером современного художественного использования полосовой фотографии с конца 1960-х годов. Майкл Голембевски занимался сканографией . ^{[ нужна ссылка ]}

Совсем недавно Джей Марк Джонсон использовал щелевые камеры для достижения художественного эффекта. ^{[ 8 ]} Адам Мадьяр использовал специальную камеру со «щелевым сканированием» для записи городского движения в динамике в своей серии панорамных фотографий « Городской поток» (2006–2009). ^{[ 9 ]} В своем следующем проекте «Нержавеющая сталь» (2010–2011 гг.) Мадьяр использовал промышленную камеру линейного сканирования и специальное программное обеспечение для съемки панорамных фотографий движущегося движения метро в крупных мегаполисах, включая Нью-Йорк, Париж и Токио. Позже он включил высокоскоростное видео с точки зрения движущегося вагона метро, на котором были запечатлены исключительные трехмерные детали людей, ожидающих на платформе за очень небольшой промежуток времени. ^{[ 10 ]}^{[ нужен неосновной источник ]}

Видео

В кинематографии полосовую фотографию можно использовать вручную в качестве специального эффекта , собирая видеоряд полоса за полосой, особенно в научно-фантастических фильмах 1960-1980-х годов — см. щелевую фотографию .

В качестве альтернативы можно использовать цифровое видео для создания либо отдельной фотографии, либо всего видео; с появлением потребительского редактирования видео некоторые любители начали создавать такие видеоролики примерно с 2008 года. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]} Для ясности предположим, что полоски вертикальны, то есть выстроены горизонтально; это обычно делается в настоящей полосовой фотографии из-за частоты движения влево-вправо в реальном мире. ^{[ 15 ]} В последнем случае это соответствует рассмотрению видео как трехмерного массива и транспонированию одной пространственной переменной временной переменной, ^{[ 15 ]} преобразование $(x,y,t)$ к $(t,y,x).$ Если предположить, что x начинается с 0 слева, как обычно, это соответствует увеличению времени слева направо; использование противоположного соглашения: увеличение времени справа налево соответствует добавлению отражения, поэтому $(x,y,t)$ к $(t_{\text{max}}-t,y,x),$ что также можно интерпретировать как вращение в $(x,t)$ самолет (с последующим переводом).

Выходное видео переключает ширину и количество кадров на входе: количество кадров на выходе — это ширина входа, а ширина вывода — это количество кадров на входе. ^{[ 15 ]} Для заданного разрешения результирующее выходное видео имеет фиксированную высоту и количество кадров, а также переменную ширину (в зависимости от продолжительности входного видео). Продолжительность выходного видео определяется шириной ( x -разрешением) входного кадра, из которого формируются кадры выходного видео, и частотой кадров (fps) выходного видео, которые не обязательно связаны с кадром. скорость входного видео. Например, входные изображения 1920 × 1080 (как в 1080p ) выводятся со скоростью 24 кадра в секунду и дают 1920/24 = 80 секунд, а при 60 кадрах в секунду — 1920/60 = 32 секунды. Ширина выходного видео равна количеству кадров во входном видео, следовательно, частота кадров умножается на продолжительность. Таким образом, однокадровое входное видео (фото) дает одну строку выходного видео, а очень длинное входное видео дает очень широкое выходное видео, хотя в обоих случаях они длятся одинаковое время (при одинаковой частоте кадров на выходе).

Как и в случае со статической полосовой фотографией, видео могут создаваться как в формате «таблицы» (обычное почти квадратное соотношение сторон), так и в формате «полосы» (очень широкое), и фактически могут иметь точно такие же размеры, что и входное видео, если кадры = входное x -разрешение (поэтому $(x,y,t)$ массив является квадратным в $(x,t)$ размеры); в этом случае, если входная и выходная частота кадров одинакова, то входное и выходное видео также будут иметь одинаковую продолжительность.

Видео в широком формате «полосы» может быть произвольной ширины, возможно, слишком широкой, чтобы поместиться на данном дисплее. Один из способов их просмотра — панорамирование изображения по горизонтали (отображение только части изображения, панорамирование кадра вбок) при циклическом просмотре видео. ^{[ 12 ]} Геометрически это соответствует репликации вывода $(t,y,x)$ массив в третьей переменной, а затем разрезаем по диагонали. Если кадр продвигается на 1 пиксель за раз, а выходное разрешение и частота кадров такие же, как у входных, то будет видна вся полоса видео и (с учетом технических предположений о начале и конце) выходное видео будет иметь то же разрешение и продолжительность в качестве входных данных. Вместо зацикливания, которое приводит к скачку, видео может прыгать вперед и назад между конечными точками. ^{[ 12 ]}

Многие эффекты искажения можно более четко понять на видео, например эффекты скорости и расстояния, особенно параллакс. Кроме того, помимо того, что длина на выходе обратна скорости на входе, скорость на выходе обратна скорости на входе. ^{[ 15 ]} В крайнем случае, стационарная точка в одной полосе на входе становится полосой, пересекающей один кадр на выходе, что соответствует пересечению кадра с бесконечной скоростью. Кроме того, зеркала на входе функционируют как зеркала на выходе, а из-за параллакса (отражения находятся дальше) отражения движутся быстрее, чем изображения, которые они отражают. ^{[ 13 ]}

История

Периферийная фотография головы с меняющимся выражением.

Полосовая фотография относится к первым панорамным камерам XIX века, начиная с 1843 года. ^{[ 6 ]} Первоначально он использовался в технических и научных целях: в 1853 году итальянский ученый Игнацио Порро разработал ленточную камеру для картографирования; разработал французский изобретатель Шарль Шевалье . аналогичное устройство в том же году ^{[ 6 ]} Периферийная фотография была впервые использована Британским музеем для фотографий греческих ваз в конце 19 века. Развитие авиации позволило полосовой аэрофотосъемке заменить прежнюю наземную съемку, которая особенно использовалась во время палестинской кампании (1915–18). ^{[ 6 ]} Камеры для фотофиниша использовались с 1937 года. ^{[ 6 ]} а полосовая фотография использовалась в синхроннобаллистической фотографии для баллистических исследований. Художественное использование началось с 1960-х годов, благодаря новаторской работе Джорджа Силка, и заметно увеличилось с 1980-х годов, хотя и нерегулярно, причем практикующие часто заново открывали эту технику самостоятельно и не знали об истории. ^{[ 6 ]} Статьи Эндрю Дэвидхази 1970-х годов предоставили как научную основу, так и техническое руководство по созданию стрип-камер и занятиям стрип-фотографией. ^{[ 6 ]}