Глобальный затвор: В чем отличие глобального затвора (global) от бегущего (rolling)

Когда глобальный затвор доберется до фотоаппаратов?




  • Sigma ART
  • Sigma CONTEMPORARY
  • Sigma SPORT
  • Tamron E, Z, M, X, MFT
  • Samyang E, RF, X, EF, F
  • Tokina E/FE, X
  • Voigtlander 1:0.95 MFT
  • IRIX EF, F, K, G
  • ZEISS ZA, A, E
  • ZEISS Batis, E
  • ZEISS Touit, E, X
  • ZEISS Otus (MF), F, EF
  • ZEISS Loxia (MF), E

  • 85mm, Full Frame
  • F/2.8, Standart, APS-C
  • F/2.8, Standart, FF
  • F/2.8, 70-200, FF
  • Super Wide, APS-C
  • Super Wide, FF
  • Super Fast Zoom
  • Super Fast Prime
  • Средний формат

  • Nikon 8, 14, 16, 17, 18, 20
  • Nikon 50, 58 mm
  • Nikon 85, 105, 135, 180, 200 mm
  • Nikon AF F/1. 2-F/1.4
  • Nikon Micro Nikkor
  • Nikon DX (F+Z)
  • Nikon F

  • Canon EF/EF-S
  • Canon 50-55-58 F/1.2


Электронный глобальный затвор позволяет считывать сигнал с каждого пикселя на сенсоре независимо и одновременно со всеми остальными. В первую очередь глобальный затвор позволяет избавиться от эффекта Rolling Shutter.

Про глобальный затвор

Глобальный затвор уже есть у некоторых кинокамер:

  • Sony F55
  • Sony F35
  • Blackmagic URSA 4K, URSA Mini 4K, Production Camera 4K
  • AJA CION
  • Canon  C700 GS (Global Shutter) PL
  • Canon C700 FF (Full Frame) GS (Global Shutter) PL
  • RED Komodo

Самый большой сенсор с электронным глобальным затвором использует кинокамера Canon C700 FF GS PL, у которой физический размер матрицы составляет 38.

1 Х 20.1 мм, что по площади всего чуть меньше классического узкого формата для фотосъемки размером 36 Х 24 мм.

Рано или поздно электронный глобальный затвор доберется и до фотоаппаратов. Пока что его не внедряют в массовый сегмент фотоаппаратов из-за определенных ограничений, связанных с производством. А также, считается, что современные сенсоры с глобальным затвором уступают по динамическому диапазону и диапазону ISO подобным классическим решениям.


Глобальный затвор для беззеркальных камер – одно из последних внедрений будущего, которое еще как-то существенно может улучшить качество, удобство и надежность современных камер с механическим или электронно-механическим затвором.

Комментарии к этой заметке не требуют регистрации. Комментарий может оставить каждый. Много разной фототехники можно найти на AliExpress.com.


Материал подготовил Аркадий Шаповал. Ищите меня на Youtube | Facebook | Instagram | Twitter | Telegram.

Добавить комментарий:

Добавить комментарий

Global shutter vs Rolling shutter: подробный разбор

11 февраля 2020

Rolling shutter (Скользящий затвор) и Global shutter (Глобальный затвор) описывают две различные последовательности, с помощью которых изображение может считываться с датчика CMOS. В режиме скользящего затвора различные линии массива экспонируются в разное время, когда считываемая «волна» проходит через датчик, тогда как в режиме глобального затвора каждый пиксель в датчике начинает и заканчивает экспозицию одновременно (схематично, это можно увидеть на рисунке 1).


Рисунок 1.Принцип действия.

Режим скользящего затвора (Rolling Shutter)

Режим скользящего затвора, по сути, означает, что смежные ряды массива экспонируются в несколько разное время, когда считываемые «волны» проходят через каждую половину датчика. То есть каждая строка будет начинать и заканчивать свою экспозицию, слегка смещенную по времени от соседней строки. При максимальной скорости считывания 560 МГц это смещение между выдержками в соседних рядах составляет 10 мкс. Механизм считывания показан на рисунке 1. С точки зрения показаний датчик разделен пополам по горизонтали, и каждый столбец считывается параллельно, строка за строкой. При съемке серии изображений с помощью Rolling Shutter можно работать в режиме непрерывного «перекрытия», в результате чего, после считывания каждой строки он сразу входит в следующую экспозицию. Это обеспечивает рабочий цикл на 100%, что означает, что между экспозициями не теряется время и, что еще важнее, не теряются фотоны. При максимальной частоте кадров для данной скорости считывания (например, 100 кадров в секунду при 560 МГц) датчик непрерывно считывает данные в режиме перекрытия, т. е. как только полоса считывания достигает верха и низа сенсора, он немедленно возвращается в центр чтобы прочитать следующую экспозицию.

Потенциальным недостатком режима скользящего затвора являются искажения и артефакты на изображении. Артефакты появляются в сценах с быстрыми объектами, или при быстром панорамировании. Очень заметен эффект при съемки транспортных средств типа автобусов или поездов, когда они проезжают мимо камеры наблюдения. В целом, чем быстрее движение в кадре, тем более заметен эффект.

Еще одним недостатком является то, что различные области экспонированного изображения не будут точно соотнесены во времени с другими областями, что может быть важно для некоторых видов использования. Последний и очень важный фактор заключается в том, что синхронизация (например, активация источника света или движение периферийного устройства) с показаниями затвора может быть затруднительной, а также может привести к более медленным циклам и частоте кадров по сравнению с достижимыми в глобальном затворе.

Режим глобального затвора (Global Shutter)

В режиме глобального затвора все пиксели массива экспонируются одновременно, что позволяет захватывать «стоп-кадр» быстро движущихся или быстро меняющихся событий. Глобальный затвор может быть сконфигурирован для работы в режиме непрерывного «перекрытия», при котором экспозиция может продолжаться, пока предыдущая экспозиция считывается из узлов считывания каждого пикселя. В этом режиме датчик имеет полный рабочий цикл 100%, что снова приводит к оптимальному временному разрешению и эффективности сбора фотонов. В течение всего этого цикла не существует периода «кратковременного» считывания, как в скользящем затворе. Важно отметить, что режим Global Shutter очень прост в синхронизации и часто дает более высокую частоту кадров, чем попытки синхронизации с Rolling Shutter с тем же временем экспозиции.

Сравнительная таблица плюсов и минусов
Режим Rolling Shutter Global Shutter
Снимок
экспозиции
нет да
 Порядок считывания Нет — очень разная
«временная»
последовательность воздействия
Да — чрезвычайно
похожая
последовательность воздействия
Временная
задержка
между различными
регионами изображения
области
Нет —
разница до 10 мс (560 МГц)
между центром
и верхом или низом
изображения
Да — все пиксели
представляют
одинаковое время
экспозиции.
Возможность синхронизации Комплекс для синхронизации.
Требуется источник стробоскопического света.
Более длительное время цикла.
Просто синхронизировать.
Любой источник света.
Более короткое время цикла.
Быстрая двойная экспозиция нет да
Максимальная частота кадров Максимально доступно (не синхронизировано). Максимальная частота кадров уменьшается вдвое.
Шум Низкий уровень в районе 1 е   до 1,3 е  Более высокий уровень в районе 2,3 е   до 2,6 е 
Искажения,артефакты Возможны Нет
Эффективность рабочего цикла Уменьшено, например, если требуется отключить подсветку во время «переходных» фаз считывания Как правило, намного больше, так как не требуется переходной фазы считывания.

Рисунок 2. Съемка движущихся и вращающихся предметов (Global Shutter слева,Rolling Shutter справа).

В данный момент, подавляющее большинство камер используют CMOS-сенсоры со скользящим затвором. Поскольку сенсоры с роллинг-шаттером обеспечивают достаточно хорошие характеристики и позволяют снизить бюджет производителя, они в данный момент доминируют на рынке. Технология отработана и массово используется в самых различных устройствах. Эффект искажения на изображении при использовании камеры с роллинг-шаттером имеет достаточно большой разброс в разных сенсорах и как правило чем выше разрешение датчика изображения,тем более заметен этот эффект. Если сравнивать два идентичных сенсора, которые отличаются только способом считывания, то окажется, что глобальный затвор больше влияет на разогрев сенсора, снижает динамический диапазон и дает более шумное изображение, по сравнению с роллинг-шаттером, но в того же время обладает рядом существенных преимуществ по сравнению со скользящим затвором при съемке быстродвижущихся или вращающихся объектов (рисунок 2).

Важно отметить, что сейчас можно разработать CMOS-сенсор с глобальным затвором таким образом, чтобы компенсировать различные негативные аспекты, однако расходы на разработку и изготовление таких матриц будут значительно выше.

Rolling Shutter и режим камеры sCMOS с глобальным затвором — Oxford Instruments

Камеры Andor Neo и Zyla, использующие датчик CIS 2051, и наша новейшая sCMOS-камера большой площади Balor (с датчиком, уникальным для Andor) были разработаны с 5T (5 транзистор) пиксельной архитектурой, чтобы предложить выбор из режимов Rolling Shutter и Global Shutter (также называемых режимами Rolling и Global Exposure). Это обеспечивает превосходную гибкость применения и синхронизации, а также возможность с помощью глобального затвора точно эмулировать знакомый механизм экспонирования «моментальный снимок» межстрочных ПЗС.

Режимы Rolling Shutter и Global Shutter описывают две различные последовательности , посредством которых изображение может считываться с датчика sCMOS. В режиме скользящего затвора различные строки массива экспонируются в разное время, когда считываемая «волна» проходит через датчик, тогда как в режиме глобального затвора каждый пиксель в датчике начинает и заканчивает экспозицию одновременно, аналогично механизму экспозиции межстрочная ПЗС. Тем не менее, абсолютный низкий уровень шума и самая высокая частота кадров без синхронизации достигаются с режим рольставней .

Рисунок 1 — Упрощенная иллюстрация, показывающая последовательность событий в режимах непрерывного затвора и глобального затвора. Обратите внимание, что хотя представлено одно получение изображения, каждый режим также совместим с считыванием «перекрытия», при котором следующая экспозиция начинается одновременно со считыванием изображения.

Традиционно большинство датчиков CMOS предлагают либо один, либо другой режим, но датчики sCMOS-камер Andor Balor, Neo и Zyla предлагают выбор как режима непрерывного затвора, так и режима глобального затвора. Благодаря этим решениям для камер пользователь может выбирать (путем выбора программного обеспечения) любой режим считывания с одного и того же датчика, так что наиболее подходящий режим может быть выбран в зависимости от конкретных требований приложения.

Режим скользящего затвора

Далее будет объяснен режим скользящего затвора на основе камер Neo и Zyla sCMOS. Режим Rolling Shutter , по сути, означает, что соседние строки массива экспонируются в несколько разное время, когда «волны» считывания проходят через каждую половину датчика. То есть каждая строка будет начинаться и заканчиваться экспонированием с небольшим смещением во времени относительно соседней строки. При максимальной частоте считывания 560 МГц (Zyla 5.5 и Neo 5.5) это смещение между экспозициями соседних строк составляет 10 мкс. Механизм считывания скользящего затвора показан на рис. 1. С точки зрения считывания датчик разделен пополам по горизонтали, и каждый столбец считывается параллельно от центра наружу одновременно, ряд за рядом. В начале экспозиции волна проходит через каждую половину сенсора, переключая каждый ряд по очереди из «чистого состояния», в котором весь заряд сбрасывается с пикселей в структуре, препятствующей расплыванию, в «экспонирование». состояние», в котором индуцированный светом заряд накапливается в каждом пикселе. По окончании экспозиции волна считывания снова проносится через датчик, перенося заряд с каждой строки в узел считывания каждого пикселя. Важным моментом является то, что каждая строка подвергалась воздействию одинакового времени экспозиции, но ряд в верхней или нижней части каждой половины датчика начинал и заканчивал экспозицию через 10 мс (1000 строк x 10 мкс/ряд) после ряды в центре датчика.

Rolling Shutter может работать в непрерывном режиме «перекрытия» при захвате кинетической серии изображений, при этом после считывания каждой строки сразу же начинается следующая экспозиция. Это обеспечивает 100-процентный рабочий цикл, а это означает, что время между экспозициями не теряется впустую и, что, возможно, более важно, фотоны не тратятся впустую. При максимальной частоте кадров для данной скорости считывания (например, 100 кадров в секунду при 560 МГц для Zyla 5.5 и Neo 5.5) датчик непрерывно считывает данные в режиме перекрытия, т. е. как только фронты считывания достигают верхней и нижней части датчика, они немедленно возвращаются в центр для считывания следующей экспозиции.

Режим Rolling Shutter – недостатки

Потенциальным недостатком режима Rolling Shutter является пространственное искажение, возникающее в результате описанного выше механизма экспонирования. Искажение будет более очевидным в случаях, когда более крупные объекты движутся со скоростью, не соответствующей считыванию изображения. Однако искажение менее вероятно, когда относительно небольшие объекты движутся со скоростью, которая временно передискретизируется частотой кадров.

Еще одним недостатком является то, что разные области экспонированного изображения не будут точно соотнесены во времени с другими областями, что может быть важно для некоторых применений. Последний и очень важный фактор заключается в том, что синхронизация (например, активация источника света или движение периферийного устройства) с 9Показания скользящего затвора 0003 могут быть сложными, а также могут привести к более медленному времени цикла и частоте кадров по сравнению с теми, которые достижимы при глобальном затворе.

Глобальный затвор — «межстрочный режим ПЗС»

Режим глобального затвора , который также можно рассматривать как режим экспозиции «Моментальный снимок», означает, что все пиксели массива экспонируются одновременно, что позволяет захватывать «стоп-кадр». быстро движущихся или быстро меняющихся событий, и в этом отношении глобальный затвор можно рассматривать как поведение межстрочного ПЗС-датчика. Перед началом экспонирования все пиксели в массиве будут находиться в «чистом состоянии», во время которого заряд сливается в антибликовую структуру каждого пикселя. В начале экспозиции каждый пиксель одновременно начинает накапливать заряд, и это происходит в течение времени экспозиции.

В конце экспозиции каждый пиксель одновременно передает заряд своему узлу считывания.

Глобальный затвор может быть сконфигурирован для работы в режиме непрерывного «перекрытия» (аналогично межстрочному ПЗС), при котором экспозиция может продолжаться, в то время как предыдущая экспозиция считывается из узлов считывания каждого пикселя. В этом режиме датчик имеет рабочий цикл 100%, что опять же приводит к оптимальному временному разрешению и эффективности сбора фотонов. В течение всего этого цикла нет периода «переходного» считывания, как в скользящем затворе.

Важно отметить, что режим глобального затвора очень прост для синхронизации и часто дает более высокую частоту кадров, чем попытки синхронизации с скользящим затвором с тем же временем экспозиции. Глобальный затвор также можно считать необходимым, когда требуется точная временная корреляция между различными областями области сенсора.

Однако механизм режима глобального затвора требует, чтобы эталонное считывание выполнялось «за кулисами» в дополнение к фактическому считыванию заряда каждого пикселя.

Это дополнительное цифровое считывание требуется для устранения шума сброса из изображения глобального затвора . Из-за этого дополнительного эталонного считывания режим глобального затвора несет в себе компромисс, заключающийся в уменьшении вдвое максимальной частоты несинхронизированных кадров, которая в противном случае была бы достигнута в режиме скользящего затвора.

Режим Рулонные ворота Общий затвор
Снимок
экспозиция
Да
Межстрочное сходство Нет — сильно отличается
«кратковременное» воздействие
последовательность
Да — исключительно
аналогичная экспозиция
последовательность
Височная
корреляция
между различными
областями изображения
областями
Нет — до 10 мс (@
560 МГц) разница
между центром
и верхним или нижним
изображения для Zyla 5. 5 и Neo 5.5
Да — все пиксели
представляют точно
одинаковое время экспозиции
.
Синхронизация
возможность
Комплекс для синхронизации.
Требуется стробоскопический источник света.
Более длительное время цикла.
Простая синхронизация.
Любой источник света.
Сокращение времени цикла.
Возможность быстрой двойной экспозиции Да
Максимальная частота кадров Максимально доступный (не синхронизированный). Максимальная частота кадров уменьшена вдвое.
Шум чтения Самый низкий из возможных (от 1 e  – до 1,3 e  – для Zyla 5.5 и Neo 5.5 и 2.9e для Балора) Немного выше (от 2,3 e до 2,6 e для Zyla 5.5 и Neo 5.5 и 4.3 для Balor)
Пространственное искажение Возможно, если нет
временно
передискретизация
динамика объекта
Нет
Эффективность рабочего цикла Уменьшенный, т. е. если требуется отключить подсветку шторки во время «переходных» фаз считывания Обычно намного больше, так как нет «переходной» фазы считывания, которую следует избегать.

Таблица 1. Сравнение плюсов и минусов режима Rolling Shutter и Global Shutter

Режим Rolling Shutter или Global Shutter?

Подойдет ли вам режим скользящего затвора или режим глобального затвора , во многом будет зависеть от эксперимента. Глобальный затвор имеет «непереходный» механизм экспонирования, который полностью аналогичен механизму межстрочных ПЗС-матриц, и для многих обеспечит «стоп-кадр» захвата движущихся объектов или переходных событий во время серии кинетических снимков с нулевым пространственным искажения, а также предлагает более простую и быструю синхронизацию. Для конкретных приложений, например, когда требуется, чтобы разные области изображения сохраняли временную корреляцию или где требуется точная синхронизация с относительно короткоживущими событиями, глобальный затвор будет рассматриваться как необходимость.

Рис. 2 — Изображения движущегося вентилятора, полученные с помощью камеры Neo sCMOS с режимами экспонирования с подвижным и глобальным затвором, одинаковое время экспозиции. Пространственное искажение, связанное с «эффектом скользящего затвора», заметно на левом изображении. Глобальный затвор — это режим съемки «моментального снимка», позволяющий избежать пространственных искажений.

На рис. 2 показаны изображения движущегося вентилятора, полученные в режимах экспонирования с вращающимся и глобальным затвором камеры Neo sCMOS , одинаковое время экспозиции. Значительные пространственные искажения (кроме размытия в движении) лопастей вентилятора очевидны на изображении, снятом с помощью скользящего затвора. Причина этого заключается в том, что лопасти движутся быстро по сравнению со временем, которое требуется для «переходного» фронта активации/считывания экспозиции рольставни, чтобы пройти по ширине лопасти. Это пространственное искажение часто называют «эффектом скользящего затвора».

Тем не менее, Режим Rolling Shutter , с расширенным несинхронизированный  возможность максимальной частоты кадров и низкий уровень шума при чтении, по-прежнему может подходить для многих научных приложений, например. где просто нужно отслеживать относительно небольшие объекты в 2D как функцию времени. Пока частота кадров такова, что камера выполняет временную передискретизацию динамики объекта в области изображения, в режиме скользящего затвора будут наблюдаться незначительные пространственные искажения. Такая избыточная выборка является хорошей практикой визуализации, поскольку обычно нежелательно, чтобы объект перемещался на значительное расстояние за одну экспозицию. Однако следует всегда помнить, что, даже если искажение не проявляется, объект в верхней или нижней части изображения будет захвачен с интервалом до 10 мс от объекта в центре изображения: если это фактор для вашего эксперимента, то не следует использовать рольставни.

Короткое время переноса заряда между 2 последовательными экспозициями с глобальным затвором

Режим глобального затвора Neo sCMOS можно использовать для осуществления электронного стробирования, аналогичного тому, который возможен с межстрочными ПЗС. Перед экспонированием все пиксели в матрице будут находиться в «чистом состоянии», во время которого заряд сливается в антибликовую структуру каждого пикселя, таким образом действуя как «электронный затвор». «Включение» экспозиции является электронным и чрезвычайно быстрым (менее микросекунд). В конце экспозиции каждый пиксель одновременно передает заряд своему узлу считывания, снова действуя как электронный механизм закрытия затвора. Спецификация времени передачи для этого шага составляет всего 2 мкс, а по оптическим измерениям оно составляет менее 1 мкс.

Короткое время передачи между двумя последовательными изображениями в режиме глобального затвора позволяет использовать Neo sCMOS для быстрых приложений с двойной экспозицией, таких как велосиметрия с визуализацией частиц (PIV).

Синхронизация со скользящим и глобальным затвором

Гибкость предложения как скользящего затвора, так и настоящего глобального затвора можно считать очень выгодным. Роллинг-шаттер обеспечивает абсолютно низкий уровень шума при чтении и лучше всего подходит для очень быстрой потоковой передачи данных (> 50 кадров в секунду для полного кадра) без синхронизации с источником света или периферийным устройством. Однако это сопряжено с риском пространственного искажения, особенно при отображении относительно больших и быстро движущихся объектов. При использовании настоящего глобального затвора нет риска пространственного искажения. Чтобы избежать пространственных искажений в скользящем затворе, необходимо использовать подход с имитацией глобальной синхронизации экспозиции, для которого требуется импульсный источник света, а также значительно сокращается рабочий цикл сбора фотонов (т. е. уменьшается количество фотонов, собираемых за цикл). Напротив, в глобальном затворе может поддерживаться 100% рабочий цикл.

При синхронизации с быстро переключающимися периферийными устройствами true  Режим глобального затвора относительно прост и может привести к более высокой частоте кадров. В то время как шум считывания в режиме глобального затвора (~ 2,5 e ) примерно вдвое больше, чем у скользящего затвора (~ 1,2 e ), его часто можно компенсировать более высокими рабочими циклами (поэтому увеличивается сбор фотонов за цикл). и более высокая синхронизированная частота кадров возможна в режиме глобального затвора true .

sCMOS «Поколение I» или «Поколение II»?

С интересом было отмечено, что другой видный игрок в области sCMOS решил применить термин «Gen II» к варианту 4T (4 транзистора) малошумящей пиксельной архитектуры, используемой в камерах Zyla и Neo sCMOS . Хотя дизайн 4T можно считать выгодным, так как он обеспечивает несколько улучшенный отклик Quantum Efficiency, он делает это за счет возможности глобального затвора , что ограничивает гибкость приложений и производительность синхронизации.

По мнению автора, использование агрессивного маркетингового ярлыка «Поколение II» для такого варианта сенсора является значительным преувеличением, когда концепции CMOS 4T (скользящие затворы) и 5T (глобальные затворы) существуют уже некоторое время и очень хорошо документированы.

На самом деле именно архитектура sCMOS-сенсора CIS2051, во всяком случае, может считаться более инновационной, поскольку она была уникально разработана для обеспечения глобального затвора при сохранении возможности скользящего затвора . Когда на этапах проектирования у Andor и партнеров был выбор между рулонными воротами 4T или дизайном, который мы выбрали, решение было принято на основе обоснованных соображений применения.

Узнайте больше о sCMOS-камерах Andor Balor, Neo и Zyla ниже…

Что такое глобальный затвор и почему он так важен?

(Изображение предоставлено: Будущее)

Если вы не совсем уверены, что такое глобальный затвор, не беспокойтесь — вы не одиноки. К счастью, мы точно выяснили, что такое глобальный затвор и почему он так важен для будущего фотоиндустрии.

• См. «Мир цифровых камер» A-Z Словарь фотографического жаргона (открывается в новой вкладке)

По сути, глобальные затворы — это усовершенствованный способ считывания данных с сенсора. В настоящее время большинство датчиков камер используют систему, называемую скользящим затвором. Здесь данные с датчика считываются построчно, сверху вниз. Однако глобальные затворы работают, считывая сразу весь датчик.

• Подробнее: Лучшие беззеркальные камеры (открывается в новой вкладке)

Одна из проблем с рольставнями заключается в том, что существует задержка между считыванием верхней и нижней частей сенсора. При съемке быстро движущихся объектов эта задержка может создавать такие артефакты, как искажение или дрожание изображения или видеоклипа.

Такие производители, как Canon и Sony, усердно работают над созданием датчиков, которые быстрее считывают данные. По мере увеличения разрешения и частоты кадров в камере требуется более быстрое время считывания, чтобы не отставать.

Что такое механический затвор?

(Изображение предоставлено Future)

Подавляющее большинство камер работают с механическим затвором. Это физические лезвия, которые находятся перед датчиком и открываются и закрываются в зависимости от скорости затвора. Эти лепестки затвора не играют никакой роли в считывании данных с датчика и используются исключительно для экспонирования сцены.

Например, если установить скорость затвора на одну секунду на такой камере, как Canon EOS 5D Mark IV (открывается в новой вкладке), створки затвора откроются, останутся открытыми на одну секунду, а затем закроются. По мере увеличения скорости затвора физические лепестки будут открываться и закрываться быстрее.

Интересно, что выше определенной скорости (которая отличается от камеры к камере, но будет около 1/200 с), лепестки затвора больше не будут открываться полностью. Это отверстие становится меньше по мере увеличения скорости затвора. Вот почему фотографы сталкиваются с полосами на изображении при съемке с короткой выдержкой при использовании вспышки.

Это явление возникает из-за того, что была экспонирована только часть сцены, а лепестки затвора заблокировали часть сенсора.

Изображение 1 из 2

Это изображение было снято со вспышкой при выдержке 1/500 с, что привело к появлению полос в верхней части (Изображение предоставлено: Future).

Что такое электронный затвор?

Электронный затвор — еще одна система, которую можно использовать для раскрытия сенсора. Электронные затворы не требуют никаких физических движущихся частей и вместо этого активируются датчиком камеры. По сути, датчик включает пиксели, а затем выключает их, когда проходит правильное время экспозиции.

Например, если скорость затвора установлена ​​на одну секунду, пиксели на датчике будут оставаться включенными в течение этого времени, чтобы завершить экспозицию. Более короткие скорости затвора означают, что пиксели будут появляться и исчезать с большей скоростью.

В отличие от механических затворов, электронные затворы действительно влияют на то, как данные считываются с датчика. Именно здесь становится важной разница между скользящим затвором и глобальным затвором.

Что такое рольставни?

Когда датчик камеры экспонируется с помощью электронного затвора, скользящий затвор будет считывать датчик сверху вниз. Пиксели в верхней части сенсора сначала включаются для экспозиции, а затем сенсор работает вниз. По сути, датчик будет записывать сцену сверху вниз аналогично сканеру.

Преимущество этого метода в том, что каналы данных не переполняются слишком большим количеством информации одновременно. При использовании этого метода для считывания данных с датчика проще создать датчик с высоким разрешением и высокой частотой кадров.

Недостатком этого метода является то, что быстро движущиеся объекты или панорамирование камеры могут привести к искажению отснятого материала или изображения. По сути, это эффект скользящего затвора, когда прямые линии кажутся изогнутыми. Для видео это может придать клипам шаткий или желеобразный вид, что может отвлекать зрителя.

Что такое глобальный затвор?

В отличие от этого, глобальные затворы работают, экспонируя всю сцену сверху донизу одновременно. Вместо того, чтобы пиксели в верхней части сенсора включались и двигались вниз, как при сканировании, сенсор делает снимок сцены, используя все пиксели одновременно.

Недостатком этого метода является то, что датчики с высоким разрешением могут перегружать каналы данных. По сути, от датчика одновременно поступает слишком много данных. Это может затруднить производство датчиков высокого разрешения с высокой частотой кадров, потому что в конечном итоге камера получает слишком много данных.

Может ли глобальный затвор появиться на легендарной Canon EOS R1?

Почему глобальные затворы могут быть полезны

Одновременное считывание всех данных сенсора дает несколько преимуществ. Во-первых, вероятность деформации или искажения при съемке быстро движущихся объектов или при быстром перемещении камеры практически отсутствует. Это также приносит пользу видео, так как у вас не будет эффекта качания при съемке на высокой скорости.

Еще одним преимуществом этого является то, что камерам больше не требуются лепестки затвора. Одним из ключевых моментов отказа камеры является механизм затвора. Наличие глобального затвора полностью отменяет требование их наличия. Это означает меньшее количество движущихся частей и меньшую вероятность поломки камеры.

Синхронизация вспышки также будет проще с глобальным затвором. Если сенсор считывается сразу, то синхронизация со вспышкой может быть достигнута при любой выдержке. Не было бы необходимости в высокоскоростных функциях синхронизации, и независимо от того, насколько быстро вы снимали, вы могли бы в полной мере использовать возможности выхода стробоскопов.

Заключительные мысли

Реализация глобальных шторок в камерах может занять некоторое время. Это связано с тем, что большинство потребителей привыкли к камерам с более высоким разрешением и высокой частотой кадров.

Однако мы можем увидеть такие камеры, как потенциально готовящаяся к выпуску Canon EOS R1 (открывается в новой вкладке) с глобальными затворами. Это связано с тем, что флагманские камеры для спорта и дикой природы, как правило, имеют датчики с более низким разрешением, что делает данные более управляемыми.

В конечном счете, глобальные шторки могут предложить широкий спектр преимуществ как для фотографов, так и для видеооператоров. К сожалению, это, вероятно, окажется более дорогим вариантом, чем камеры с скользящим затвором.

Лучшие на сегодня предложения Canon EOS 5D Mark IV

825 Отзывы клиентов Amazon (открывается в новой вкладке)

☆☆☆☆☆

Цена со скидкой

2 789,92 $

(откроется в новой вкладке)

1 789,95 $

(откроется в новой вкладке)

Просмотр (откроется в новой вкладке)

Цена со скидкой

(откроется в новой вкладке 5) 90 in0 in new tab5) 90 in0 new tab5) 90 in0 new tab5)

2699 долларов США

(откроется в новой вкладке)

Посмотреть (откроется в новой вкладке)

Цена со скидкой

(откроется в новой вкладке)

(откроется в новой вкладке)

(откроется в новой вкладке)

2 699 долл. США

(откроется в новой вкладке) 90 5 (откроется в новой вкладке) $2,499

(откроется в новой вкладке)

Посмотреть (откроется в новой вкладке)

Показать больше предложений

Подробнее

Лучшая камера Canon (откроется в новой вкладке)
Лучшая камера Nikon (откроется в новой вкладке)
Лучшая камера Fujifilm (открывается в новой вкладке)
Лучшая полнокадровая зеркальная фотокамера (открывается в новой вкладке)

Спасибо, что прочитали 5 статей в этом месяце* Присоединяйтесь сейчас, чтобы получить неограниченный доступ

Наслаждайтесь первым месяцем всего за 1 фунт стерлингов / 1 доллар США / 1 евро

У вас уже есть аккаунт? Войдите здесь

*Читайте 5 бесплатных статей в месяц без подписки

Присоединяйтесь и получите неограниченный доступ

Попробуйте первый месяц всего за 1 фунт стерлингов / 1 доллар США / 1 евро

У вас уже есть аккаунт? Войдите здесь

Получите лучшие предложения по камерам, обзоры, советы по продуктам, конкурсы, новости о фотографии, которые нельзя пропустить, и многое другое!

Свяжитесь со мной, чтобы сообщить о новостях и предложениях от других брендов Future.
Глобальный затвор: В чем отличие глобального затвора (global) от бегущего (rolling)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пролистать наверх