Чому DSLR у режимі фільму мають прокат замість глобального затвора?

Виправте мене, якщо я помиляюся:

Коли я фотографую, датчик збирає інформацію про світло «у цілому» під час експозиції, а потім зберігає його у картці. Коли я роблю фільм, датчик сканує по черзі, а потім зберігає кадр у картці.

Отже, якщо це правильно, чому при зйомці камера перемикається з глобального затвора (як у режимі фотозйомки) на прокат (фільм)?

Звичайно, має бути технічна причина, але навіщо турбуватись за допомогою рулонного затвору замість глобального затвора, що набагато зручніше?

dslr rolling-shutter

— Андрес
джерело

Ви помиляєтеся. Коли ви робите знімок, датчик CMOS сканує по черзі точно так само, як і під час зйомки відео.

— Jay Lance Photography

Пояснення не зрозумілі ... стара фотографія пояснює, чому плівка реєструє дію пізніше через фізичний рух затвора, але не тому, що слід робити електронні шторки, оскільки проблема полягає в послідовності збору лінії. Не знаючи ємності процесора в сучасних моделях камер та кількості даних, я б припустив, що причина, коли датчик реєструє один рядок за часом, - це продиктована технологічна потужність процесора? Тобто, коли процесори стануть досить швидкими, ефект прокатки піде, бо камера може реєструвати всі лінії одночасно у кожному "кадрі" ??

@Terra: Дивіться відповідь Джеррі Коффіна. Проблема не в потужності процесора, а в проводці .

— Прочитайте, будь ласка, мій профіль

Так, проблема справді є проблема з проводкою / фізичною схемою. Я думаю, що це область, яка вдосконалюється для датчиків CMOS. Приблизно в цей час у минулому році Canon продемонстрував датчик APS-H потужністю 120 Мп, який мав значно вищу швидкість зчитування, ніж найбільші сучасні датчики, які існують у камер сьогодні. Вони не оприлюднили технічні деталі свого прототипу, однак припущення полягає в тому, що вони реструктурували електропроводку, щоб забезпечити більш паралельне зчитування датчиків, ніж це було можливо раніше.

— jrista

Відповіді:

В обох випадках фактичне зчитування з датчика робиться по черзі. Це робиться саме так (значною мірою), тому що інакше буде надмірно дорогим - для читання всіх пікселів паралельно вам знадобиться окреме підключення від датчика до пам'яті для кожного пікселя. 12 мільйонів підключень (наприклад) від сенсора до пам'яті були б жахливо дорогими - і майже ніколи не дають реальної користі.

Щодо того, чому виявляється різниця між режимом відеозйомки та нерухомим режимом, це досить просто: у нерухомому режимі ви використовуєте фізичний затвор, а зчитування з датчика на пам'ять відбувається, коли затвор закритий. Як зазначав @Matt Grum, ви все одно отримуєте такий самий ефект, що перевищує швидкість синхронізації X через фізичні обмеження затвора.

Причина, коли ви не використовуєте фізичний затвор у режимі фільму, - це ті самі фізичні обмеження. Хоча затвор може мати дуже короткий час експозиції, між активаціями є час відновлення , тому досягати більше 10 кадрів в секунду стає важко. Як дістатися до 24 кадрів в секунду або близько того, необхідних для відео, знову-таки додасть великі витрати з невеликою користю. Тому в режимі фільму фізичний затвор залишається відкритим, і камера замість цього використовує електронний затвор - і як тільки це зробить, артефакти зчитування по рядку з датчика в пам'ять можуть стати видимими.

— Джеррі Труну
джерело

Отже, правильно сказати, що в режимі нерухомості CMOS діє ЧАСТИНО як глобальний затвор (Оскільки все світло випромінює датчик в цілому, і тоді, коли більше світла не потрапляє на нього, кожен рядок зчитується) ? Але чому, якщо камера використовує електронний затвор (який, мабуть, командує датчиком, коли він повинен бути чутливим до світла), все ж є перекоси артефактів? Я маю на увазі, якщо датчик приймає світло в цілому, то електронний затвор потрапляє, а потім зчитуються рядки, чому виникають артефакти прокатки?

— Андрес

Тому що немає команди «вимкнути» світлочутливість. Там просто зчитуються дані з комірки, яка змиває заряд у цій комірці.

— Джеррі Труну

Це може трохи допомогти (або заплутати), якщо ви вважаєте, що світло = дощ і піксель = відро. А в датчику CMOS єдиний спосіб перевірити, скільки води у кожному відрі, - це спорожнити відро. Ви можете спорожнити відра лише одне за одним, і весь час йде дощ. "Режим фільму" просто означає, що ви бігаєте під дощем, спорожняючи відра. "Режим фотозйомки" відрізняється: спочатку встановіть обкладинку поверх ваших відрів; потім ти обходиш і спорожнюєш кожне відро; потім ви знімаєте кришку на деякий час і ставите її назад ("експозиція"); тоді ви спорожняєте кожне відро і вимірюєте їх.

— Jukka Suomela

@Jukka Suomela: Приємна аналогія, за винятком однієї незначної точки: вона може фактично одразу одразу випустити цілий «рядок відро», а не лише один.

— Джеррі Труну

Це робить звук стомлюючим, бігаючи під дощем, спорожнюючи відра.

— Нік Бедфорд

Якщо ви приймаєте нерухомий, у вас є фізичний затвор, який керує світлом, що потрапляє на датчик. Зйомка все ще читається по черзі під час зйомки, але через фізичне закривання затвора під час зчитування не фіксується додаткове світло.

Зчитування рядків за рядком є наслідком дизайну CMOS, знайденого у великих сенсорних камерах, і, таким чином, неминуче (поки вони не знайдуть спосіб зробити дешевші / великі CCD).

Варто зазначити, що при витримці затвора швидше, ніж швидкість синхронізації камер (як правило, 1 / 250s), затвор починає закриватися внизу, перш ніж повністю відкрити вгорі. Результатом цього є те, що для дійсно високих швидкостей, таких як 1/4000, ви отримуєте щілину, яка пройшла рамку, і дає аналогічний ефект затвора для нерухомих фотографій. Однак, оскільки час переходу кадру затвора (1/25 секунди) вдесятеро швидший, ніж час для зчитування датчика під час відео (1/25 секунди), вам потрібен дійсно швидко рухомий об’єкт, щоб помітити його.

Ось дуже стара фотографія, яка добре демонструє ефект:

Ефект також помітніший у відеороликах, якщо ви рухаєтесь назад і назад, що не відбувається з фотографіями.

— Метт Грум
джерело

Умммм, що за 1 секунда довгих (або більше) експозицій? Чи потребує датчика більше часу для читання кожного рядка чи він перечитує рядки, коли потрапляє на дно?

— Андрес

@Nick Ви тільки що вказали, чому існує обмеження швидкості затвора із спалахом (не HSS): затвор може бути повністю відкритим для експозиції приблизно 1/250 с або довше (залежно від камери), але для коротших експозицій весь датчик ніколи не піддається впливу.

— whuber

@Nick, що лише на швидкості, що перевищує 1/250, затвор сканує рамку, в 1 / 200s є момент, коли весь датчик оголений, тим самим дозволяючи спалах на цій швидкості

— Matt Grum

@Andres, при зйомці кадрів кадру скануються після того , як затвор закритий, так що з другим впливом 1, затвор відкритий в протягом 1 секунди, а потім вона закриває , а потім весь кадр сканується в приблизно 1 / 25s

— Matt Грум

@matt Я знаю, я зрозумів свою помилку і видалив коментар! Але це не пояснює, чому затвор повинен прокручуватися в режимі відео - чому тоді камера не може захопити весь кадр?

— NickM

Це посилання може бути корисним:

http://www.dvxuser.com/jason/CMOS-CCD/ (автор: Баррі Грін / через @ SFGPhoto)

Це компроміс CMOS: тепло, енергія, швидша швидкість оновлення, дешевше, ніж CCD. ПЗС швидші, але потребують більше енергії та дорожчих ...

З мого базового розуміння виготовлення мікросхем, датчики зображення та процесори створюються за допомогою подібних технологій. Виробництво процесора сприяє скороченню: менше = дешевше. Але фотографи хочуть ВЕЛИКІ датчики. Не може бути це обома способами, не обійшовшись це набагато дорожче. Плюс упаковка великої кількості пікселів у сенсор може бути надто корисною справою (менше світла тощо)

@mogwailun

Але чому в режимі фотографії світло зчитується в цілому, а в режимі відео - рядок? У статті пояснюються відмінності між прокатним та глобальним, але я не можу зрозуміти переключення між режимом фото та відео.

— Андрес

@Andres, зображення все ще читається по черзі у режимі фото, ви просто не помічаєте цього!

— Метт Грум