Thi thoảng chúng ta sẽ bắt gặp những đoạn video ghi lại cảnh một chiếc máy bay trực thăng bay lên cao, nhưng trong toàn bộ quá trình bay, cánh quạt nhìn như bất động. Hiện tượng thú vị này thường khiến người xem không khỏi tò mò. Vậy thực hư như thế nào, liệu cánh quạt có thật sự đang quay không?
Câu trả lời là: Có, cánh quạt vẫn đang quay.
Để làm rõ hiện tượng này trước hết chúng ta cần tìm hiểu một số lý thuyết về quang học cũng như những thuật ngữ cơ bản về... máy ảnh!
Tốc độ màn trập (Shutter Speed)
Tốc độ màn trập là khoảng thời gian màn trập mở ra để cho ánh sáng lọt vào, chiếu qua thấu kính và đi vào cảm biến máy ảnh. Đây cũng chính là thời gian cảm biến ghi lại 01 khung hình.
Tốc độ màn trập được thể hiện qua hiệu ứng slow motion. Ảnh: The Slow Mo Guys
Hiểu một cách đơn giản là nếu tốc độ cửa trập nhanh thì sẽ 'đóng băng' được chuyển động. Ngược lại, tốc độ cửa trập chậm thì sẽ không 'đóng băng' được chuyển động, dẫn tới hiện tượng hình ảnh không sắc, dính vào với nhau.
Giả sử tốc độ màn trập đủ nhanh thì sẽ thấy hình ảnh cánh quạt tách nhau, nếu quá chậm có thể khiến cánh quạt như bị 'phai màu', nếu quá chậm còn có thể biến toàn bộ phần bao phủ của cánh quạt trở thành một hình tròn màu đen.
Tốc độ khung hình trên giây (FPS - Frame Per Second )
Đây là đại lượng của số khung hình xuất hiện trong một giây của một video. Càng nhiều khung hình xuất hiện trong một giây thì hình ảnh xuất hiện càng trở nên mượt mà, điều ngược lại sẽ xảy ra khi tốc độ khung hình trên giây thấp.
Số khung hình càng cao quả bóng càng chuyển động mượt mà và nhanh hơn. Ảnh: Tech Damis
Giả sử cảnh quay máy bay trực thăng có số khung hình trên giây lớn thì sẽ có cảm giác máy bay di chuyển mượt mà, cánh quạt quay đều và mượt mắt; nếu số khung hình trên giây thấp sẽ khiến ta có cảm giác máy bay di chuyển giật cục, cánh quạt quay trông không thật.
Ở mỗi tốc độ màn trập khác nhau, cánh quạt sẽ đưa ra những biểu hiện khác nhau. Video: A&C
Lý giải hiện tượng cánh quạt máy bay trực thăng không quay
Hiện tượng máy bay lơ lửng trên không trung trong khi cánh quạt dường như đang đứng yên hoàn toàn xuất phát từ 2 yếu tố kể trên. Nói cách khác, để có được hình ảnh cánh quạt máy bay 'đóng băng', cần phải đảm bảo 2 yếu tố:
(1) Tốc độ màn trập khi đó cần phải đủ nhanh để bắt dính lưỡi cánh quạt mà không bị nhòe.
(2) Mỗi khung hình của video phải đảm bảo hiển thị hình ảnh cánh quạt ở cùng vị trí với khung hình trước đó. Tức là số khung hình trên giây cần phải trùng với số vòng/phút của vòng tua cánh quạt.
Trực thăng bay lên mà không di chuyển cánh quạt của nó. Video: ViralHog
Tạm đặt các vị trí các cánh quạt như trên video là các vị trí cố định; máy bay có 5 cánh quạt. Như vậy, mỗi cánh quạt sẽ di chuyển qua 5 vị trí cố định cho mỗi vòng quay.
Giả sử cánh quạt quay với tốc độ 300 vòng/phút. Suy ra, cứ 1 phút trôi qua, cánh quạt sẽ có 300 x 5 = 1500 lần đi qua các vị trí cố định mỗi phút.
Tiếp tục, lấy 1500 (lần) : 60 (giây) = 25 lần đi qua các vị trí cố định mỗi giây.
Như vậy, khi máy quay ghi hình ở tốc độ 25 khung hình/giây sẽ đảm bảo ghi lại được hình ảnh các cánh quạt ở cùng một vị trí. Tất nhiên, để mỗi khung hình ghi lại được hình ảnh cánh quạt không bị nhòe thì tốc độ màn trập phải đủ nhanh.
Tóm lại, khi có số khung hình trùng với tốc độ cánh quạt, hình ảnh ghi lại sẽ cho ra cảnh tượng cánh quạt như thể đang đứng yên mặc dù vẫn đang hoạt động.
Ngược lại, khi số khung hình trên giây lệch so với tốc độ cánh quạt, hình ảnh ghi lại còn tạo cảm giác cánh quạt trực thăng giống như đang quay ngược hoặc bị bẻ cong lại như hình chữ S.