التصوير الفوتوغرافي بتقنية التعريض المشفر

التصوير بالتعريض المشفر، المعروف أيضًا باسم غالق الرفرفة ، هو مصطلح يُطلق على أي خوارزمية رياضية تُقلل من تأثيرات ضبابية الحركة في الصور الفوتوغرافية. العنصر الأساسي في عملية التعريض المشفر هو الصيغة الرياضية التي تؤثر على تردد الغالق . يتضمن ذلك حساب العلاقة بين تعرض مستشعر الضوء للفوتونات والرمز العشوائي. تُصمم الكاميرا لالتقاط سلسلة من الصور بفواصل زمنية عشوائية باستخدام حاسوب بسيط، مما يُنتج صورة ضبابية يُمكن معالجتها لاحقًا لتصبح صورة واضحة باستخدام الخوارزمية.

تطورت تقنية إزالة ضبابية الحركة نتيجةً لتزايد الطلب على صور أكثر وضوحًا في الأحداث الرياضية وغيرها من الوسائط الرقمية. ^{[ 1 ]} وتجعل التكلفة المنخفضة نسبيًا لتقنية التعريض المشفر منها بديلاً عمليًا للكاميرات والمعدات باهظة الثمن المصممة لالتقاط ملايين الصور في الثانية.

طُوِّرت تقنية التصوير الفوتوغرافي لتمكين تصوير العالم المرئي. استخدمت الكاميرات الأولى أفلامًا مصنوعة من البلاستيك المغطى بمركبات الفضة. ^{[ 2 ]} يتميز هذا الفيلم بحساسيته العالية للضوء. فعندما تصطدم الفوتونات (الضوء) بالفيلم، يحدث تفاعل يخزن البيانات على سطحه بشكل شبه دائم. ثم يُظهَر هذا الفيلم بتعريضه لعدة مواد كيميائية لتكوين الصورة. ونظرًا لحساسية الفيلم العالية وتعقيد عملية التظهير، يجب حفظه بعيدًا عن الضوء لمنع تلفه. ^{[ 3 ]}

تستخدم الكاميرات الرقمية تقنيات رقمية لإنشاء الصور. تتضمن هذه العملية تعريض مادة حساسة للضوء للفوتونات، مما يُنتج إشارات كهربائية تُسجل في ملفات الحاسوب. ^{[ 4 ]} هذه العملية بسيطة وقد حسّنت من إمكانية الوصول إلى التصوير الفوتوغرافي. إحدى المشكلات التي واجهتها الكاميرات الرقمية هي ضبابية الحركة . تحدث ضبابية الحركة عندما تكون الكاميرا أو الهدف في حالة حركة. عند حدوث ضبابية الحركة، تكون الصورة الناتجة ضبابية، ذات حواف غير واضحة وملامح غير مميزة. أحد الحلول لإزالة ضبابية الحركة في التصوير الفوتوغرافي هو زيادة سرعة غالق الكاميرا. على عكس عملية التعريض المبرمج، فإن سرعة الغالق هي عملية فيزيائية بحتة حيث يُفتح غالق الكاميرا ويُغلق بسرعة أكبر، مما ينتج عنه وقت تعريض قصير. ^{[ 5 ]} هذا يقلل من مقدار الحركة التي تشغل كل إطار. ^{[ 6 ]} ومع ذلك، فإن أوقات التعريض الأقصر تزيد من " التشويش "، مما قد يؤثر على جودة الصورة. ^{[ 7 ]}

تُعالج تقنية التعريض المُشفّر مشكلة ضبابية الحركة دون الآثار السلبية لقصر مدة التعريض . وهي عبارة عن خوارزمية مُصممة لفتح غالق الكاميرا بنمط يُتيح معالجة الصورة بطريقة تُزيل ضبابية الحركة والتشويش بشكل شبه كامل. ^{[ 8 ]} وعلى عكس طرق إزالة الضبابية الأخرى، لا تتطلب تقنية التعريض المُشفّر أي أجهزة إضافية غير الكاميرا الرقمية. ^{[ 9 ]}

العنصر الأساسي في عملية التعريض المشفر هو الصيغة التي تؤثر على تردد الغالق . ^{[ 10 ]} تحسب هذه العملية العلاقة بين تعريض مستشعر الضوء والرمز العشوائي. ^{[ 11 ]} تلتقط الكاميرا الرقمية سلسلة من الصور على فترات عشوائية، مما ينتج عنه صورة ضبابية يمكن توضيحها باستخدام الرمز أو الخوارزمية. ^{[ 12 ]} يمكن أن تكون هذه التقنية فعالة عند دمجها مع الاستشعار المضغوط . ^{[ 13 ]}

إن انخفاض تكلفة تقنية التعريض المشفر يجعلها بديلاً عملياً للكاميرات والمعدات باهظة الثمن التي تلتقط ملايين الصور في الثانية. ^{[ 14 ]} ومع ذلك، فإن الخوارزمية وعملية إزالة التشويش اللاحقة عملية معقدة تتطلب متخصصين قادرين على كتابة البرامج وإنشاء قوالب للشركات للعمل عليها. وتخضع ملكية هذه التقنية للنزاع؛ إذ لا يوجد براءة اختراع تغطيها. ^{[ 15 ]}

قد يكون للتعريض المشفر تطبيقات في البث التلفزيوني المباشر. تتطلب اللقطات الدقيقة للأحداث الرياضية صورة واضحة وتفاصيل دقيقة. استُخدمت كاميرات ذات تعريض قصير، لكن التعريض المشفر عادةً ما يكون أقل تكلفة. وحتى أكتوبر 2019، لم تكن هذه التقنية شائعة الاستخدام خارج نطاق البحث العلمي. ^{[ 16 ]}