Что такое рольставни? Когда я должен знать об этом?

20

В ответ на другой вопрос Адам Дэвис пишет:

Ваша камера усложняет это, используя рольставни со скоростью выше заданной скорости (обычно около 1/200. Это означает, что только часть датчика изображения экспонируется на сцене в любой момент времени, поэтому, если свет меняется во время экспозиции, изменение цвета повлияет только на часть датчика изображения.

Роллеты часто упоминаются также в контексте видеосъемки DSLR . Однако мне еще предстоит обсудить, что такое рольставни, как они работают и когда это важно.

Что такое рольставни?

Каковы последствия использования одного для моих фотографий?

fmark
источник
2
То, о чем говорит Адам, на самом деле не рольставни, а всего лишь фокусная плоскость. Это также не делает ничего особенного выше 1/200.
Томасруттер

Ответы:

18

Что Адам имеет в виду

То, о чем говорит Адам, на самом деле не рольставни, а всего лишь фокусная плоскость. Он также не делает ничего особенного выше 1/200, за исключением того, что эффект шторки затвора обладает некоторыми интересными свойствами, которые могут стать более выраженными при более высокой скорости.

На диаграммах на странице Википедии (приводится ниже) иллюстрируют это лучше всего. По существу, затвор состоит из двух штор, которые перемещаются сверху вниз (или в некоторых пленочных камерах слева направо) в быстрой последовательности. Разрыв между ними - то, что выставляет изображение.

Фокальная плоскость затвора, низкая скорость

Затвор в фокальной плоскости, низкая скорость. Черный квадрат - это сенсор, красный и зеленый квадраты - первая и вторая шторы .

Фокальная плоскость затвора, высокая скорость

Затвор в фокальной плоскости, высокая скорость. Черный квадрат - это сенсор, красный и зеленый квадраты - первая и вторая шторы .

Если скорость затвора достаточно высока, вторая начинает закрываться до того, как первая полностью закончила открываться, поэтому весь кадр не будет виден сразу. Следовательно, возникает ситуация, когда все, что происходит очень быстро, например, вспышка камеры или колебание флуоресцентного света, может привести к тому, что свет не охватит весь кадр, а вместо этого создаст полосы или градиенты сверху вниз, где свет разные.

Диаграммы показывают, что жалюзи движутся горизонтально, как это было в большинстве 35-мм пленочных механических камер, тогда как современные камеры с электронным управлением (пленочные или цифровые) почти всегда имеют вертикальные жалюзи. Это тот же эффект, но в другом направлении.

Что такое эффект прокрутки

Эффект прокручивающегося затвора, когда он применяется к цифровому видео, является совершенно другим и совершенно не связанным с эффектом, описанным выше. На самом деле, эффект прокручивающегося затвора фактически не включает в себя физический затвор, но его называют условным, потому что он аналогичен тому, как у камеры кинофильма имеется затвор, который перемещается по всему кадру. В цифровом видео эффект прокручивания затвора является результатом того, как считывается датчик CMOS.

КМОП-датчики проявляют эффект скользящего затвора, когда они находятся в режиме реального времени или в режиме видео, в котором они считываются для каждого видеокадра. Вместо того, чтобы захватывать весь кадр сразу, информация читается из каждой строки кадра один за другим сверху вниз. Весь процесс занимает до 1/30 секунды на большинстве камер. Это создает желеобразный эффект колебания в записанном видео, когда камера переносная или много двигается.

В данном датчике этот поворотный затвор происходит одинаково независимо от скорости затвора, хотя при более низких скоростях затвора он может быть менее заметен при движении объекта из-за дополнительного размытия при движении. Эффект обычно не заметен, когда камера закреплена на штативе или постоянно панорамируется, но он более заметен, когда камера держится рукой или во время быстрых движений камеры.

КМОП-датчики, способные иметь более высокую частоту кадров, чем 30 кадров в секунду (и не только через повторяющиеся кадры), будут демонстрировать меньший эффект прокручивания затвора, поскольку их датчики будут разработаны для более быстрого считывания.

ПЗС не страдает от эффекта прокручивания затвора.

thomasrutter
источник
1
Да, это хорошо, спасибо. В случае, если людям интересно, диаграммы показывают, что жалюзи движутся горизонтально, тогда как современные камеры, кажется, имеют вертикальные жалюзи. Тот же эффект, хотя.
Томасруттер
1
Может быть, стоит отметить, что если видео, снятое с помощью камеры с поворотной шторкой, отображается на ЭЛТ, шаблон сканирования которого совпадает с шаблоном сканирования камеры, артефакты, созданные с помощью роллетной шторки, будут отменены действием сканирования ЭЛТ. Например, видео с почти вертикальными линиями, движущимися справа налево, будет искажать их так, чтобы дно было смещено влево, но ЭЛТ, показывающее видео с почти вертикальными линиями, будет смещать их так, чтобы дно казалось смещенным вправо. Однако я не знаю ни одного современного дисплея, который бы пытался точно имитировать такое поведение.
суперкат
1
В рулонных статье Википедия не соглашается с вводными предложениями « Какой прокатный эффект спуска затвора » выше. Из WP: «Рольставни ... сняты не путем создания снимка всей сцены в один момент времени, а путем быстрого сканирования всей сцены»; и «рольставни» могут быть механическими или электронными ».
scottbb
1
Действительно, классическое «наклонное» изображение гоночного автомобиля 1920-х годов представляет собой эффект прокручивающегося затвора, вызванного протирающим затвором, постепенно экспонирующим сцену снизу вверх.
scottbb
1
Мой ответ согласуется с тем, что вы указали в Википедии. Как вы думаете, где противоречие?
Томасруттер
14

Поворотный затвор - это метод захвата изображения, который заключается не в том, чтобы сделать снимок всей сцены в один момент времени, а в том, чтобы быстро сканировать сцену (вертикально или горизонтально).

Последствия использования рулонного затвора могут привести к предсказуемым искажениям быстро движущихся объектов или быстрым вспышкам света, таким как колебание (эффекты желе), перекос, размытие и частичная экспозиция.

Несколько примеров:

Фотография Eurocopter EC-120

Кажется, что лопасти ротора смещены назад больше, чем обычно, из-за эффекта вращающегося затвора.

осветительные приборы

Фотография с частичной экспозицией. Условия освещения менялись между выдержкой верхней и нижней частей фотографии.

картина от Slow Mo Guys

Тень пробки от шампанского показывает, что она уже попала в лицо, однако пробка все еще подвешена в воздухе.

Это явление в прошлое может быть объяснено следующей анимацией (где изменение цвета указывает на то, что затвор катится вертикально сверху вниз):

пробка от шампанского в лицо от The Slow Mo Guys

Вот демонстрация The Slow Mo Guys, как работает рольставни на основе Canon EOS 7D:

рольставни в замедленном движении

Связанный:

Узнать больше:

kenorb
источник
1
За исключением того, что последовательность пробки от шампанского была снята с использованием видео с открытым механическим затвором все время - и поскольку изображение инвертировано на датчике, датчик сканирует снизу вверх сенсора (сверху вниз инвертированного изображения). Если бы он был сделан с использованием механического затвора в режиме «неподвижного изображения», пробка была бы намного впереди тени, потому что нижняя часть рамы (верхняя часть датчика) была бы открыта первой. Пожалуйста, смотрите здесь для более подробной информации об этом конкретном тесте.
Майкл С.
7

Терминология Адама немного не соответствует - вы не получаете вращающуюся шторку выше 1/200 или около того, но ту, у которой нижний край начинает закрываться до того, как верхний край полностью откроется, но эффект тот же (подразумевается вращающийся затвор сцена постоянно читается сверху вниз).

По сути, на высоких скоростях вы получаете щель, которая перемещается вверх по сенсору, обнажая одну деталь за раз. Это имеет значение для больших изменений освещения во время экспозиции, таких как вспышка, или в оригинальном контексте флуоресцентных ламп, которые меняются в течение цикла переменного тока.

Множество связанных вопросов для дальнейшего чтения:

Мэтт Грум
источник
Нет, рольставни не означают, что изображение читается повторно.
Guffa
Не так ли? смотрите мой комментарий к вашему ответу!
Мэтт Грум
Внутренним затвором фокальной плоскости Оттомара Аншуца, изобретенным в 1883 году, было «внутреннее затворное жалюзи». Это было для фотоаппаратов, а не кинокамер. До этого ставни ставились перед объективом. Срок был вокруг долгое время.
Майкл С
0

Затвор на самом деле две жалюзи, одна скользит вверх, а другая - вниз. Один используется для начала экспозиции, а другой - для окончания экспозиции.

Открытие затвора занимает немного времени, поэтому, если бы был только один затвор, разница во времени экспозиции была бы между верхней и нижней частями изображения. Например, для затвора требуется 1/1000 с. чтобы открыть, это будет означать 20% разницы во времени экспонирования между верхом и низом при экспонировании на 1/100 с.

Термин « скользящий затвор» используется, когда второй затвор начинает закрываться до того, как первый затвор закончил открываться. В крайнем случае это означает, что есть только тонкое отверстие, которое катится через пленку / датчик. Вы можете получить ту же функцию от одного затвора в виде завесы с отверстием, которое катится по носителю, но эта конструкция даст вам меньшую гибкость, когда дело доходит до времени экспонирования.

Guffa
источник
1
Я был бы не согласен с терминологией, под которой подразумевается, что вращение означает, что что-то постоянно происходит в цикле, такое как вращение списка или замена заменителей в спорте, и как таковое относится только к многократному считыванию изображения построчно в электронном виде, как в режиме реального времени, а не к работа механического затвора.
Мэтт Грум
@Matt Grum: Это, например, не согласен с вами: en.wikipedia.org/wiki/Rolling_shutter
Guffa
Это Википедия для вас, статья, кажется, противоречит самой себе по этому вопросу: «Этот метод реализуется путем наматывания (перемещения) затвора по видимой области изображения вместо одновременной экспозиции области изображения (затвор может быть механическим или электронный). Преимущество этого метода заключается в том, что датчик изображения может продолжать собирать фотоны в процессе получения, тем самым повышая чувствительность ». Как датчик изображения может продолжать собирать фотоны с помощью механического роллетного затвора?
Мэтт Грум
nb Я не отрицал вас, остальная часть вашего ответа содержит полезную информацию, несмотря на расхождение во мнениях относительно определения прокатки ...
Мэтт Грум
Википедия любит иногда противоречить сама себе. См. Также статью о затворе в фокальной плоскости, который ни в коем случае не называет его «скользящим затвором». En.wikipedia.org/wiki/Focal-plane_shutter - забавно, что они даже включают то же изображение вертолета, что и пример затвора в фокальной плоскости эффект. Я думаю, и это то, что я лично чувствую, это распространенное заблуждение, что это и есть «рольставни».
Томасруттер