Почему в цифровой камере есть механический затвор? - Фотопедия
21 голосов
/ 25 июля 2011

Я понимаю, что в камере диаметр отверстия затвора - диафрагма - определяет, сколько света попадает, и это влияет на полученную экспозицию.

Но я не понимаю, почему в цифровой камере затвор должен закрываться и открываться при съемке или непрерывной съемке. Разве ограничения по частоте кадров (кадров в секунду) или самой быстрой скорости затвора (например, ¹ / ₃₂₀₀) не могут быть просто свойством электронного датчика?

Я спрашиваю об этом, потому что моя новая новая камера не может делать более одного снимка в секунду в непрерывном режиме. 1 FPS - это смешно в камере 2011 года, не правда ли? (Он может делать 30 кадров в секунду для HD-видео.)

Ответы [ 3 ]

15 голосов
/ 25 июля 2011

Вероятно, причина использования механических жалюзи в том, что с их недостатками легче всего жить; конкурирующие технологии (пока) явно не превосходят.

Основная проблема заключается в том, что электронный затвор, воздействующий сразу на весь датчик, довольно легко реализовать на ПЗС-датчике, тогда как для CMOS (предпочтительнее для новых зеркальных фотокамер) требуется дополнительная схема в каждом датчике. . Это можно сделать, но затраты высоки - динамический диапазон, разрешение и / или стоимость. Например, Sony F55 представляет собой видео-ориентированный корпус камеры с полнокадровым 8,9-мегапиксельным CMOS-датчиком, имеющим глобальную схему затвора, и стоит в 2015 году колоссальных $ 29 тыс. - примерно в 4 раза больше, чем топовые корпуса от Canon / Nikon с большим более высокое разрешение, но без этой схемы затвора.

Обычно CMOS-датчики сбрасываются и считывают строку за строкой, что занимает больше времени, чем современный механический затвор для перемещения, поэтому рольставни эффект хуже и максимальная скорость синхронизации медленнее.

Многие современные камеры предоставляют опцию электронной первой шторки затвора, где экспозиция начинается последовательно включенными рядами датчиков и заканчивается механической шторкой затвора, следующей с той же скоростью. Датчики тока могут перемещаться от одного края к другому чуть медленнее, чем 1/100 секунды, наравне с механическими затворами 1970-х годов. Хотя более высокие скорости возможны, если одновременно экспонировать только щель, эта скорость определяет величину эффекта прокатки и максимальную скорость синхронизации.

Для полностью электронного затвора задняя шторка также должна быть электронной. Это отключит и сотрет строку, поэтому данные должны быть прочитаны в первую очередь. Чтение данных происходит даже медленнее, чем при включении строк, снижая максимальную скорость синхронизации и усиливая эффекты прокручивающегося затвора в несколько раз.

В режиме видео / просмотра в реальном времени электронный затвор можно «ускорить», пропустив большинство строк, что приведет к снижению разрешения. Передаваемые данные можно уменьшить еще больше, уменьшив битовую глубину - это проявляется в уменьшенном динамическом диапазоне.

ПЗС - обычное явление в компактах, и они часто используют электронные жалюзи. На некоторых старых зеркальных фотокамерах Nikon, таких как D1 или D70, использовались ПЗС с электронным затвором для более высоких скоростей. Сообщалось, что на этих камерах узоры в виде сетки иногда появлялись на ровных тональных участках со скоростями затвора, в которых использовался электронный затвор.

Я подозреваю, что вы имели в виду только обычно используемую фокальную плоскость Затвор; створка - еще одна механическая конструкция створки. Его основными преимуществами являются бесшумность и возможность синхронизации вспышки на любой скорости, поскольку затвор всегда полностью открывается. Но створка листа либо должна быть расположена именно там, где находится апертурная диафрагма (то есть в каждой линзе), либо нуждается в специально разработанных линзах, которые имеют узловую точку на определенном расстоянии между линзой и плоскостью изображения. Первый вариант дорогой, используется во многих системах среднего формата; другая ограничивает конструкцию объектива, но использовалась в некоторых старых моделях зеркальных фотокамер (например, Topcon Auto 100).

На Canon SX30IS затвор (который может достигать 1/3200 с), скорее всего, не является ограничивающим фактором для скорости серийной съемки. Скорость, скорее всего, ограничена пропускной способностью данных - даже когда вы снимаете в низком разрешении, камера все равно считывает все 14MP с датчика, чтобы обеспечить максимальное качество изображения. В видео качество изображения менее важно, чем частота кадров, поэтому камера считывает с датчика только выбранные строки и столбцы.

В соответствии со спецификациями, отключение ЖК-дисплея должно помочь вам достичь 1,3 кадров в секунду. Или, если вы хотите обменять качество изображения на скорость серийной съемки, просто снимайте видео и извлекайте кадры позже.

7 голосов
/ 25 июля 2011

Видео не использует механический затвор. Затвор остается открытым. То, что называется рольставня , используется для сканирования датчика. Это занимает время, а не мгновенное, как экспозиция 1/4000 с механическим затвором, когда все точки на сенсоре записываются в одно и то же время. При 30 кадрах в секунду каждый кадр фактически составляет 1/30 секунды, поэтому этот тип захвата действительно не такой, как при щелчке по одному кадру с помощью механического затвора. Вы также получаете уменьшенное разрешение, поскольку камера может обрабатывать только столько пикселей и записывать их на носитель.

Таким образом, если вы покончили с механическим затвором, у вас получилось бы более низкое разрешение и больше размытия, не говоря уже о деформации и других эффектах, описанных в справочном материале по скользящему затвору.

2 голосов
/ 25 июля 2011

Что сказал rfusca. D3 и 1D4 снимают 9-10 кадров в секунду с механическим затвором на полный кадр Полнокадровый затвор может легко переключаться за 1 / 125секунду, поэтому для частоты кадров это не проблема.

Обработка дампа 10+ мегапикселей с сенсора в jpeg, а затем запись его на карту не является простой задачей для выполнения.

Съемка видео - это совсем другая история, чем высокоскоростная фотография, потому что данные передаются в потоковом режиме, а оборудование и кодек соответствуют поставленной задаче.

1080p - это около 2 мегапикселей, и схема сжатия (помимо уже оптимизированной низшей скорости на потребительской камере) может даже частично выполняться аппаратно.

То, что вы описываете, больше похоже на КРАСНУЮ камеру, которая больше склоняется к высокоскоростной камере со своим 10-мегапиксельным сенсором cmos, который захватывает сжатые «сырые» данные, которые по сути являются схемой в формате jpeg с соотношением потерь> 1: 1.

То, что это говорит о том, что есть две проблемы, одна из которых связана с пропускной способностью устройства / устройства к хранилищу, а вторая - выполнимость постобработки, к которой Red обращается, обрабатывая сырье на аппаратном уровне перед сохранением на носителе, который будет отредактирован позже. .

Красный гигант и имеет активную систему охлаждения с радиатором и вентиляторами. Это не типичный встроенный чип в милливаттах, который можно носить двумя руками двумя людьми.

...