Propeller katki?

Kui satute järgmisel korral propelleritega lennukiga sõitma, siis lõbustage ennast ja kaasreisijaid sellega, et pildistate või filmite oma nutitelefoniga lennuki propellerit. Sest tulemus arvatavasti üllatab – pildile võib jääda just selline täiesti mittesümmeetriline objekt. Võib isegi tekkida kartus, kas lennukiga on kõik korras.

Sellise kõvera pildi põhjuseks ei ole siiski mitte katkine propeller vaid mobiiltelefoni kaamera.

Te ehk mäletate koolifüüsikast fotoaparaadi tööpõhimõtet, kus lääts tekitab kaamera sensorile optilise kujutise. Kallites peegelkaamerates on sensori ees katik, mis laseb sensorile valgust vaid lühikeseks viivuks, misjärel saadetakse pildi andmed kaamera mällu. Mobiiltelefonides kasutatavate CMOS tüüpi sensorite ees sellist katikut ei ole, sensor on kogu aeg valgustatud. Mällu edastatakse pilt sensori pikslite ridade kaupa ning edastamisele läheb see, mida iga selline rida parajasti “näeb”. Nii et kogu pilt pannakse kokku erinevatel ajahetkedel pildistatud ridadest. Selge see, et kiiresti pöörlev propeller jõuab ühe sellise tsükli jooksul end pöörata, sellest ka moonutused.

Allpool on näha animatsiooni, mis seda efekti selgitab.

Teaduskeskustes võib leida eksponaate, mis on määratud demonstreerima värviliste ribade kokkusulamist valgeks, kui need kiiresti liiguvad. Mobiilikaamera näeb seda protsessi palju mitmekesisemalt. Tähelepanelikum uurija leiab sealt üles ka filmitööstuse noorusaegadest tuttava tagurpidi pöörlevate rongirataste efekti. Kuidas seda selgitada?