Perché c'è un otturatore meccanico in una fotocamera digitale?

Capisco che in una fotocamera il diametro dell'apertura dell'otturatore - l'apertura - controlla quanta luce arriva e questo influisce sull'esposizione risultante.

Ma non capisco perché, in una fotocamera digitale, l'otturatore debba chiudersi e aprirsi quando si scatta una foto o si scatta in sequenza. Le limitazioni sul framerate (fotogrammi al secondo) o sulla velocità dell'otturatore più elevata (ad esempio, ¹ / ₃₂₀₀) non possono essere solo una proprietà del sensore elettronico?

Lo chiedo perché la mia nuova nuova fotocamera non può effettuare più di uno scatto al secondo in modalità continua. 1 FPS è ridicolo in una fotocamera del 2011, non credi? (Può fare 30 fps per video HD.)

body shutter camera-design

— William C.
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La tua proprietà di 1 fps è più una limitazione della potenza di elaborazione che mettono nel tuo modello particolare e meno una limitazione dell'otturatore lì - ci sono fotocamere ottiche meccaniche che fanno molto, molto più di 1 fps.

— rfusca,

suona più come un punto e scatta di una DSLR, e per quanto ne so tutte le fotocamere P&S non hanno un otturatore meccanico e in effetti descrivono le foto "come proprietà del sensore elettronico". Questa è una supposizione senza conoscere il modello della tua fotocamera

— Dreamager,

Sembra anche che tu sia confuso nel vedere l'anello di apertura nel tuo punto e scattare con la fotocamera che ha un otturatore

— Dreamager

Non riesco a trovare dettagli sull'otturatore dell'SX30 in una rapida navigazione, ma dato che per tutto il tempo in cui stai visualizzando l'immagine per allineare lo scatto sull'LCD o sul mirino elettronico, stai usando il sensore per visualizzarlo, non sarebbe Non ha senso per me avere un otturatore che poi si è chiuso e riaperto per scattare la foto. Immagino che il rumore che senti sia la chiusura delle lamelle del diaframma o il rumore incorporato per l'otturatore che potresti essere in grado di disattivare nei menu

— Dreamager,

William, non mi sorprenderebbe se c'è un piccolo altoparlante che emette quel "clic". So che esiste in altre fotocamere.

— jwenting

Risposte:

Probabilmente la ragione per usare le persiane meccaniche è che i loro svantaggi sono più facili da vivere; le tecnologie concorrenti non sono (ancora) chiaramente superiori.

Il problema principale è che l'otturatore elettronico che colpisce l'intero sensore in una volta è piuttosto semplice da implementare sul sensore CCD, mentre per CMOS (preferito sui nuovi DSLR) richiede circuiti aggiuntivi in ciascun sensore . Questo può essere fatto, ma la spesa è alta - gamma dinamica, risoluzione e / o costo. Ad esempio, la Sony F55 è una fotocamera orientata al video con sensore CMOS full-frame da 8.9 MP con circuiti ottici globali e costa ben $ 29.000 nel 2015 - circa 4 volte di più rispetto ai corpi di fascia alta di Canon / Nikon con risoluzione più alta ma senza quel circuito dell'otturatore.

Normalmente, i sensori CMOS vengono ripristinati e letti riga per riga, il che richiede più tempo di quello che impiega un moderno otturatore meccanico per viaggiare, quindi l' effetto dell'otturatore è peggiore e la massima velocità di sincronizzazione è più lenta.

Molte fotocamere recenti offrono l'opzione della prima tendina elettronica dell'otturatore, in cui l'esposizione inizia da file di sensori abilitati in sequenza e termina con una tendina meccanica dell'otturatore che segue alla stessa velocità. I sensori di corrente possono raggiungere da un bordo all'altro un po 'più lentamente di 1/100 di secondo, alla pari con gli otturatori meccanici degli anni '70. Sebbene siano possibili velocità più elevate esponendo solo una fessura alla volta, questa velocità determina la quantità di effetto di rotolamento e la velocità massima di sincronizzazione.

Per l'otturatore completamente elettronico, anche la tendina posteriore deve essere elettronica. Questo si spegne e cancella la riga, quindi i dati devono essere letti per primi. La lettura dei dati è persino più lenta rispetto all'accensione delle file, paralizzando la velocità massima di sincronizzazione e intensificando gli effetti dell'otturatore ancora qualche volta in più.

In modalità video / live view, l'otturatore elettronico può essere "accelerato" saltando la maggior parte delle file, con una risoluzione inferiore. I dati trasferiti possono essere ulteriormente ridotti diminuendo la profondità di bit - questo si manifesta in un intervallo dinamico ridotto.

Il CCD è un luogo comune nei compatti e spesso usano persiane elettroniche. Ci sono stati CCD otturatore elettronico utilizzati per velocità più elevate su alcune vecchie reflex digitali Nikon, come D1 o D70. Su queste fotocamere, a volte venivano segnalati motivi a griglia su semplici aree tonali con velocità dell'otturatore che utilizzavano l'otturatore elettronico.

Sospetto che avessi in mente solo l' otturatore sul piano focale comunemente usato ; l'otturatore a foglia è un altro design meccanico per un otturatore. I suoi principali vantaggi sono la silenziosità e la capacità di sincronizzare il flash a qualsiasi velocità, poiché l'otturatore si apre sempre completamente. Ma l'otturatore a foglia deve essere posizionato esattamente dove si trova il diaframma di apertura (cioè in ogni obiettivo), oppure ha bisogno di obiettivi appositamente progettati che hanno un punto nodale a una certa distanza tra l'obiettivo e il piano dell'immagine. La prima opzione è costosa, utilizzata in molti sistemi di medio formato; l'altro è restrittivo per il design dell'obiettivo, ma è stato utilizzato in alcuni vecchi modelli SLR (ad esempio Topcon Auto 100).

Sulla Canon SX30IS, l'otturatore (che può andare a 1/3200s) molto probabilmente non è il fattore limitante per la velocità di scoppio. È più probabile che la velocità sia inibita dalla larghezza di banda dei dati - anche quando si scatta a bassa risoluzione, la fotocamera legge ancora tutti i 14MP dal sensore per offrire la massima qualità dell'immagine. Nel video, la qualità dell'immagine è meno importante della frequenza dei fotogrammi, quindi la fotocamera legge solo le righe e le colonne selezionate dal sensore.

Secondo le specifiche, lo spegnimento dell'LCD dovrebbe aiutarti a raggiungere 1,3 fps. Oppure, se desideri scambiare la qualità dell'immagine con la velocità di scatto, basta girare video ed estrarre fotogrammi in un secondo momento.

— Imre
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Inoltre, la velocità della memoria può influire sulla frequenza dei fotogrammi. Una scheda più lenta impiegherà più tempo a scrivere i dati.

— chris,

@chris generalmente sì, ma con una velocità di scoppio così bassa secondo le specifiche , dubito che si possa trovare una scheda di memoria che sarebbe ancora più lenta - la stessa tecnologia di memoria può facilmente memorizzare le immagini più volte più velocemente su altre fotocamere

— Imre

Bene, la tua premessa che "l'otturatore elettronico che colpisce l'intero sensore contemporaneamente può essere implementato solo sul sensore CCD" è errata. Ci sono persiane a cristalli liquidi e so che sono utilizzate su alcuni sistemi da un milione di dollari da almeno 10 anni (non è possibile rivelare i dettagli). La domanda è: perché questa tecnologia non è stata ancora implementata nelle fotocamere di fascia alta? E se lo fosse, allora qual è la necessità dell'otturatore meccanico?

— ybungalobill,

@ybungalobill Grazie per aver sottolineato, modificato per chiarire questo. Sembra che la tecnologia sia implementata nelle fotocamere di fascia alta, ma la maggior parte delle persone non considererebbe i sistemi da un milione di dollari (o persino i sistemi da $ 30k) un'opzione praticabile per la fotografia :)

— Imre,

Il video non utilizza l'otturatore meccanico. L'otturatore rimane aperto. Qualcosa chiamato tapparella viene utilizzato per scansionare il sensore. Ciò richiede tempo e non è istantaneo come un'esposizione di 1/4000 con l'otturatore meccanico in cui tutti i siti sul sensore registrano nello stesso istante. A 30 fps, ogni fotogramma è effettivamente 1/30 di secondo, quindi questo tipo di acquisizione non è realmente lo stesso di quando si fa clic su un singolo fotogramma usando l'otturatore meccanico. Inoltre, ottieni una risoluzione ridotta, poiché la fotocamera può elaborare solo così tanti pixel e scriverli sul supporto.

Quindi, se eliminassi l'otturatore meccanico, finiresti con una risoluzione più bassa e più sfocatura, per non parlare della deformazione e di altri effetti spiegati nel riferimento sulla tapparella.

— MikeW
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E finiresti anche con un otturatore molto più lento. Probabilmente avresti 1/30, 1/60 al massimo come velocità dell'otturatore più alta, tranne sulle fotocamere di altissima qualità.

— jwenting

La Canon XL-1 che ho usato anni fa mi ha permesso di selezionare una velocità dell'otturatore che era ovviamente più veloce o uguale alla frequenza dei fotogrammi, ma non forzata a essere la stessa. Inoltre, CHDK consente alle fotocamere Canon P&S di scendere a 1 / 60000th di secondo senza otturatore meccanico.

— Joey,

Questa risposta descrive i sensori CMOS; con CCD, l'otturatore rapido elettronico è fattibile e abbastanza comune nelle fotocamere compatte.

— Imre,

Cosa ha detto rfusca. Una D3 e 1D4 scatta 9-10 fps con un otturatore meccanico a pieno formato. L'otturatore fullframe può facilmente scorrere in 1/12 di secondo, quindi non è questo il problema del framerate.

Elaborare un dump da 10+ mp da un sensore in un jpeg e poi scriverlo su una carta non è un compito arduo da realizzare.

Scattare video è una storia completamente diversa rispetto alla fotografia ad alta velocità perché i dati vengono trasmessi in streaming e l'hardware e il codec sono abbinati al compito da svolgere.

1080p è di circa 2 megapixel e lo schema di compressione (oltre a essere già altamente ottimizzato, con una bassa frequenza su una fotocamera consumer) può anche essere fatto parzialmente in hardware.

Quello che descrivi è più simile a una fotocamera ROSSA, che si inclina di più verso una fotocamera ad alta velocità con il suo sensore cmos da 10+ megapixel che cattura compressi "grezzi" che è ancora essenzialmente un jpeg con perdita di rapporto X> 1: 1.

Ciò che dice è che ci sono due problemi, uno è l'interdice / dispositivo per la larghezza di banda di archiviazione, e il secondo è la fattibilità post elaborazione, che Red ha affrontato elaborando il raw nell'hardware prima di archiviare su un supporto per essere modificato in seguito.

Un rosso è gigantesco e ha un sistema di raffreddamento attivo con dissipatore di calore e ventole. Questo non è il tipico chip integrato milliwatt in qualcosa che una persona può portare con due mani.

— sauceboat
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