用智能手机在行驶的汽车里拍窗外时，原本笔直的电线杆有时看起来是斜的。拍转动的电风扇或直升机旋翼时，叶片可能会像香蕉一样弯曲，或者看起来像是从机身上脱落了。这并不是相机坏了，而是由记录画面的方式所造成的、非常自然的现象。
指代这一现象的词就是“卷帘快门（Rolling Shutter）”。简单来说，卷帘快门是指“不在一瞬间整体拍下一个画面，而是从上到下一行一行快速扫过并记录的方式”。由于这种方式，快速移动的物体或瞬间的光线被拍得很奇怪的情况，就被称为卷帘快门效应。
本文将依次介绍卷帘快门的工作原理、画面上出现的典型畸变、避免畸变的方法，以及反过来将其用于表现的例子。
逐行记录的画面：卷帘快门的原理与应用
卷帘快门是如何工作的？
数码相机的图像传感器是一块由无数微小像素像棋盘一样排列、用来接收光线的板。根据以什么顺序读取这些像素的信息，快门方式可以分为不同类型。
（1）从上到下扫描记录
智能手机和许多数码相机使用的CMOS传感器，大多从最上面一行到最下面一行依次读取信息。读取一行所需的时间非常短，但最上面一行和最下面一行之间会产生明显的时间差。这个时间差通常只有几百分之一秒到几十分之一秒，在缓慢移动的场景中几乎感觉不到。但播放时，所有这些行会像同一瞬间的画面一样同时显示，因此在这期间移动的物体会在每一行被记录在不同位置，形状就会变形。
（2）一次拍下全部的全局快门
相反，所有像素在同一瞬间接收光线的方式称为全局快门（Global Shutter）。以前使用CCD传感器的相机很多是全局快门，因此几乎没有这种畸变。卷帘快门结构简单、价格便宜，又能充分利用接收光线的时间，所以如今被广泛使用。全局快门长期以来主要用于工业用途或部分专业设备，但2023年索尼推出了搭载全局快门传感器的全画幅无反相机，使其与普通摄影爱好者的距离一下子拉近了许多。
画面上出现的4种畸变
卷帘快门效应会根据移动的是什么、移动得有多快而呈现出多种样子。
- 倾斜（Skew）：当相机或物体快速横向移动时，竖直笔直的柱子或建筑会被拍成向一侧倾斜。
- 果冻效应（Jello Effect）：在车辆或无人机等振动剧烈的地方拍摄时，整个画面会像果冻一样晃动。用长焦镜头手持拍摄时也很容易出现。
- 空间混叠（Spatial Aliasing）：拍摄螺旋桨这类转得极快的物体时，叶片看起来会弯曲或断开，好像从机身上脱落了一样。
- 部分曝光（Partial Exposure）：当相机闪光灯或闪电这类极短暂的闪光进入时，只有画面上方的一部分是亮的，其余部分则拍得很暗。
在荧光灯或LED照明下，画面上出现流动的横条纹，也是因为灯光快速闪烁的瞬间在每一行被记录得不同。
通过简单的例子看卷帘快门
卷帘快门并不是数字时代才首次出现的现象。
（1）向前倾斜的赛车
据称由法国摄影师雅克·亨利·拉蒂格（Jacques Henri Lartigue）于1912年拍摄的一张赛车照片中，车轮像鸡蛋一样向前倾斜。这是因为当时相机的快门帘上下移动、依次让胶片曝光的同时，汽车在向前飞驰。另一方面，由于相机跟着汽车转动，路边的观众和电线杆看起来向相反方向倾斜。可以说，同样的原理在机械快门中也在起作用。
（2）智能手机里弯曲的叶片
在飞机窗边拍螺旋桨，或者用智能手机近距离拍拨动吉他弦的场景，就会拍出琴弦像波浪一样起伏的视频。这与肉眼看到的样子完全不同，但这既不是故障，也不是特效。它如实地显示出：在传感器从上到下记录的期间，叶片和琴弦一直在移动。
应对卷帘快门的方法
对制作视频的人来说，卷帘快门既是需要避免的问题，也是需要理解和掌握的特性。
（1）在拍摄阶段减少
避免快速甩动相机的摇摄，并用稳定器或三脚架减少抖动，畸变就会明显减少。传感器读取一帧画面的速度越快，畸变就越少，因此高端电影摄影机通过提高读取速度来减轻这一问题。在体育、工业现场和视觉特效拍摄中，有时干脆使用全局快门相机。
（2）在剪辑阶段修正
剪辑软件中的卷帘快门校正功能会计算每一行产生的时间差，把倾斜的画面校正过来。不过，过于严重的畸变很难完全恢复。另一方面，一些艺术家和音乐视频导演也会故意保留弯曲的叶片或晃动的画面，用来营造独特的氛围。
卷帘快门是一种让“相机把时间一行一行分开记录”这一事实变得肉眼可见的现象。了解其原理后，遇到奇怪的视频时就不会慌张，还可以在拍摄和剪辑中提前做好准备，甚至反过来把它用作表现手法。
记住即使一帧画面中也叠加着不同的瞬间，这正是准确捕捉运动的拍摄的第一步。
