Почему зеркальные фотокамеры в режиме видео имеют глобальный затвор вместо глобального затвора?

14

Поправьте меня если я ошибаюсь:

Когда я делаю снимок, датчик собирает световую информацию «в целом» во время выдержки, а затем сохраняет ее на карте. Когда я делаю фильм, датчик сканирует построчно, а затем сохраняет кадр на карте.

Итак, если это правильно, почему при съемке камера переключается с глобального затвора (как в режиме фото) на вращающийся затвор (режим видео)?

Конечно, должна быть техническая причина, но зачем использовать рольставни вместо общей шторки, что гораздо удобнее?

Andres
источник
3
Ты не прав. Когда вы делаете снимок, CMOS-датчик сканирует построчно точно так же, как при съемке видео.
Jay Lance Photography
Объяснения не ясны ... старая фотография объясняет, почему фильм регистрирует действие позже из-за физического движения затвора, а не почему электронные затворы должны, поскольку проблема заключается в последовательности захвата линии. Не зная емкости процессора в существующих моделях камер по сравнению с количеством данных, я бы предположил причину, по которой датчик регистрирует одну строку за раз, является технологией, определяемой производительностью процессора? То есть, когда процессоры станут достаточно быстрыми, эффект прокручивания затвора исчезнет, ​​потому что камера может регистрировать все строки одновременно в каждом «кадре» ??
1
@ Терра: Смотрите ответ Джерри Коффин. Проблема не в мощности процессора, а в проводке .
Пожалуйста, прочитайте профиль
1
Да, проблема действительно в проблеме разводки / физического расположения. Я думаю, что это область, которая улучшается для датчиков CMOS, однако. Примерно в это же время в прошлом году Canon продемонстрировала 120-мегапиксельный датчик APS-H, скорость считывания которого была значительно выше, чем у самых современных современных датчиков, существующих в камерах. Они не раскрывают технические детали своего прототипа, однако предполагается, что они реструктурировали проводку, чтобы обеспечить большее параллельное считывание данных с датчиков, чем это было возможно раньше.
Йриста

Ответы:

13

В обоих случаях фактическое считывание с датчика производится построчно. Это делается таким образом (в основном), потому что в противном случае было бы слишком дорого - чтобы читать все пиксели параллельно, вам нужно отдельное соединение от датчика к памяти для каждого пикселя. Например, 12 миллионов подключений (например) от датчика к памяти были бы ужасно дорогими и почти никогда не приносили никакой реальной выгоды.

Относительно того , почему там появляется как разница между режимом кино и режимом, это довольно просто: в неподвижном режиме, вы используете физический затвор, и считанные от датчика к памяти происходит , когда затвор закрыт. Как отметил @Matt Grum, вы все равно получаете некоторый эффект выше скорости X-синхронизации из-за физических ограничений на затвор.

Причина, по которой вы не используете физический затвор в режиме видеосъемки, заключается в большем количестве тех же физических ограничений. Хотя время срабатывания затвора может быть очень коротким, между активациями существует время восстановления , поэтому становится трудно достичь более 10 кадров в секунду или около того. Получение до 24 кадров в секунду или около того, необходимых для видео, опять же, добавило бы много затрат с небольшой выгодой. Поэтому в режиме видеосъемки физический затвор остается открытым, а камера использует вместо него электронный затвор - и как только это происходит, артефакты построчного считывания с датчика в память могут стать видимыми.

Джерри Гроб
источник
Итак, правильно сказать, что в режиме фотосъемки CMOS действует ЧАСТИЧНО как глобальный затвор (так как весь свет выставляет датчик в целом, а затем, когда больше нет света, попадающего на него, каждая строка читается) ? Но почему, если в камере используется электронный затвор (который, я полагаю, подает команду на датчик, когда он должен быть чувствительным к свету), все равно есть искажения? Я имею в виду, что если датчик получает свет в целом, то срабатывает электронный затвор, а затем читаются строки, почему возникают артефакты затвора?
Андрес
2
Потому что нет команды «выключить» светочувствительность. Там просто чтение данных из ячейки, которая истощает заряд в этой ячейке.
Джерри Коффин
12
Это может помочь немного (или запутать), если вы думаете, что свет = дождь, а пиксель = ведро. А в датчике CMOS единственный способ проверить, сколько воды у вас в каждом ведре, - это опустошить ведро. Вы можете только опустошить ведра одно за другим, и все время идет дождь. «Режим фильма» просто означает, что вы бегаете под дождем, опустошая ведра. «Режим фото» отличается: сначала установите крышку на поле вашего ведра; затем вы идете и опустошаете каждое ведро; затем вы снимаете крышку на некоторое время и кладете ее обратно («выдержка»); затем вы опорожняете каждое ведро и измеряете их.
Юкка Суомела
@Jukka Suomela: Хорошая аналогия, за исключением одного незначительного момента: он может фактически опустошать сразу целый «ряд ведер», а не только один.
Джерри Коффин
1
Звучит утомительно, бегают под дождем, опустошая ведра.
Ник Бедфорд
14

При съемке у вас есть физический затвор, который управляет светом, попадающим на датчик. Изображение все еще читается построчно при съемке, но из-за физического закрытия затвора во время считывания не регистрируется дополнительный свет.

Строковое считывание является следствием конструкции CMOS, используемой в камерах с большими сенсорами, и поэтому неизбежно (пока они не найдут способ сделать более дешевые / большие ПЗС-матрицы).

Стоит отметить, что при скоростях затвора, превышающих скорость x-sync камер (обычно 1/250 с), затвор начинает закрываться снизу, прежде чем он полностью открывается сверху. Результатом этого является то, что для действительно быстрых скоростей, таких как 1/4000, вы получаете щель, которая пересекает кадр и дает аналогичный эффект прокручивания затвора для фотографий. Однако, поскольку время прохождения кадра с помощью затвора (1/250 с) в десять раз быстрее, чем время чтения датчика во время видео (1/25 с), вам нужен действительно быстро движущийся объект, чтобы заметить это.

Вот очень старая фотография, которая хорошо демонстрирует эффект:

Эффект также более заметен в видео, если вы перемещаетесь назад и вперед, чего не происходит со стоп-кадрами.

Мэтт Грум
источник
Хм, а как насчет длительности экспозиции в 1 секунду (или больше)? Считает ли датчик больше времени, чтобы прочитать каждую строку, или он перечитывает строки, когда достигает дна?
Андрес
@Nick Вы только что указали, почему существует ограничение скорости затвора со вспышкой (не HSS): затвор может быть полностью открыт для выдержек около 1/250 с или более (в зависимости от камеры), но для более коротких выдержек весь датчик никогда не подвергается воздействию в любой момент времени.
whuber
@ Ник только на скоростях, превышающих 1/250 с, затвор сканирует кадр, на 1/200 с возникает момент, когда весь датчик выставлен, таким образом, включается вспышка на этой скорости
Мэтт Грум
1
@Andres, при фотосъемке кадр сканируется после закрытия затвора, поэтому при выдержке в 1 секунду затвор открывается на 1 секунду, затем закрывается, а затем весь кадр сканируется примерно за 1/25 с
Мэтт Грум,
@matt Я знаю, я понял свою ошибку и удалил комментарий! Но это не объясняет, почему затвор должен вращаться в режиме видео - почему тогда камера не может захватить весь кадр?
NickM
2

Вы можете найти эту ссылку полезной:

http://www.dvxuser.com/jason/CMOS-CCD/ (Барри Грин / через @ SFGPhoto)

Это компромисс CMOS: тепло, мощность, более низкая частота обновления, дешевле, чем CCD. ПЗС быстрее, но требуют больше энергии и стоят дороже ...

Исходя из моего базового понимания производства чипов, датчики изображения и процессоры создаются с использованием аналогичной технологии. Изготовление процессора способствует сокращению: меньше = дешевле. Но фотографы хотят большие датчики. Не может быть в обоих направлениях без того, чтобы это стоило намного дороже. Кроме того, упаковка большого количества пикселей в сенсор может быть слишком полезной (меньше света и т. Д.)

@mogwailun


источник
Но почему в режиме фото свет читается целиком, а в режиме видео построчно? В статье объясняются различия между скользящим и глобальным, но я не могу понять переключение между режимом фото и видео.
Андрес
2
@ Андрес, изображение все еще читается построчно в режиме фото, ты просто не замечаешь этого!
Мэтт Грум