Perché le reflex digitali in modalità filmato hanno una tapparella anziché una tapparella globale?

Correggimi se sbaglio:

Quando scatto una foto, il sensore raccoglie le informazioni sulla luce "nel suo insieme" durante il tempo di esposizione e quindi le salva nella scheda. Quando realizzo un film, il sensore esegue la scansione riga per riga e quindi salva la cornice nella scheda.

Quindi, se questo è corretto, perché la fotocamera passa dall'otturatore globale (come nella modalità foto) alla tapparella (modalità filmato) durante le riprese?

Naturalmente ci deve essere un motivo tecnico, ma perché preoccuparsi di usare una tapparella anziché una tapparella globale, che è molto più conveniente?

dslr rolling-shutter

— Andres
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Hai torto. Quando si scatta una foto, un sensore CMOS esegue la scansione riga per riga esattamente come quando si riprende un video.

— Jay Lance Photography,

Le spiegazioni non sono chiare ... la vecchia fotografia spiega perché il film registra l'azione in seguito a causa del movimento fisico dell'otturatore, ma non perché gli otturatori elettronici dovrebbero, poiché il problema è la sequenza dell'acquisizione della linea. Senza conoscere la capacità del processore negli attuali modelli di telecamera rispetto alla quantità di dati, presumo il motivo per cui il sensore sta registrando una riga alla volta è una tecnologia dettata dalla capacità del processore? Cioè, quando i processori diventano abbastanza veloci, l'effetto della tapparella scompare, perché la telecamera può registrare tutte le linee contemporaneamente in ogni "frame" ??

@Terra: vedi la risposta di Jerry Coffin. Il problema non è la potenza del processore, è il cablaggio .

— Leggi il profilo il

Sì, il problema è davvero un problema di cablaggio / layout fisico. Penso che questa sia un'area che viene migliorata per i sensori CMOS, tuttavia. In questo periodo dell'anno scorso, Canon ha dimostrato un sensore APS-H da 120 mp che aveva una velocità di lettura significativamente più alta rispetto ai più grandi sensori moderni esistenti oggi nelle fotocamere. Non hanno rilasciato i dettagli tecnici del loro prototipo, tuttavia si presume che abbiano ristrutturato il cablaggio per fornire una lettura del sensore più parallela di quanto fosse possibile prima.

— jrista

Risposte:

In entrambi i casi, la lettura effettiva dal sensore viene eseguita riga per riga. È fatto in questo modo (in gran parte) perché fare altrimenti sarebbe eccessivamente costoso: per leggere tutti i pixel in parallelo, sarebbe necessario un collegamento separato dal sensore alla memoria per ciascun pixel. 12 milioni di connessioni (ad esempio) dal sensore alla memoria sarebbero terribilmente costose e non offrirebbero quasi mai alcun vantaggio reale.

Per quanto riguarda il motivo per cui sembra esserci una differenza tra la modalità filmato e la modalità statica, è piuttosto semplice: in modalità statica, stai usando un otturatore fisico e la lettura dal sensore alla memoria avviene quando l'otturatore è chiuso. Come ha sottolineato @Matt Grum, si ottiene ancora lo stesso effetto sopra la velocità di sincronizzazione X, a causa delle limitazioni fisiche sull'otturatore.

Il motivo per cui non si utilizza l'otturatore fisico in modalità filmato è più di quegli stessi limiti fisici. Mentre l'otturatore può avere un tempo di esposizione molto breve, c'è un tempo di recupero tra le attivazioni, quindi diventa difficile ottenere più di circa 10 fotogrammi al secondo circa. Raggiungere i 24 fotogrammi al secondo o giù di lì necessari per il video, aggiungerebbe ancora molte spese con pochi benefici. Pertanto, in modalità filmato l'otturatore fisico rimane aperto e la fotocamera utilizza invece un otturatore elettronico - e una volta fatto ciò, possono diventare visibili artefatti della lettura riga per riga dal sensore alla memoria.

— Jerry Coffin
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Quindi, è corretto affermare che in modalità immagini fisse, il CMOS agisce PARZIALMENTE come un otturatore globale (poiché tutta la luce espone il sensore nel suo insieme, e quindi, quando non c'è più luce che lo colpisce, ogni riga viene letta) ? Ma perché, se la fotocamera utilizza un otturatore elettronico (che immagino comanda al sensore quando deve essere sensibile alla luce), ci sono ancora artefatti obliqui? Voglio dire, se il sensore riceve la luce nel suo insieme, allora l'otturatore elettronico colpisce e quindi le linee vengono lette, perché ci sono artefatti dell'otturatore?

— Andres,

Perché non c'è un comando per "disattivare" la sensibilità alla luce. C'è solo la lettura dei dati da una cella, che scarica la carica in quella cella.

— Jerry Coffin,

Potrebbe aiutare un po '(o confondere) se pensi che luce = pioggia e un pixel = secchio. E in un sensore CMOS, l'unico modo per verificare quanta acqua hai in ogni secchio è svuotare il secchio. Puoi svuotare i secchi solo uno per uno e piove continuamente. La "modalità film" significa semplicemente che stai correndo sotto la pioggia, svuotando i secchi. La "modalità foto" è diversa: prima installa una copertina in cima al tuo campo di secchi; poi vai in giro e svuoti ogni secchio; quindi rimuovi il coperchio per un po 'e lo rimetti ("esposizione"); quindi svuoti ogni secchio e li misuri.

— Jukka Suomela,

@Jukka Suomela: bella analogia, fatta eccezione per un punto minore: può effettivamente svuotare un'intera "fila di secchi" contemporaneamente, non solo uno.

— Jerry Coffin,

Fa sembrare stancante, correndo sotto la pioggia svuotando i secchi.

— Nick Bedford,

Quando scatti una foto hai un otturatore fisico che controlla la luce che colpisce il sensore. L'immagine viene comunque letta riga per riga quando si scattano foto ma a causa della chiusura dell'otturatore fisico non viene registrata luce extra durante la lettura.

La lettura riga per riga è una conseguenza del design CMOS che si trova nelle fotocamere con sensori di grandi dimensioni e quindi è inevitabile (fino a quando non trovano un modo per rendere CCD più economici / più grandi).

Vale la pena notare che alle velocità dell'otturatore più elevate della velocità di sincronizzazione x delle fotocamere (solitamente 1 / 250s) l'otturatore inizia a chiudersi nella parte inferiore prima di essere completamente aperto nella parte superiore. Il risultato di ciò è che per velocità molto elevate come 1/4000 si ottiene una fessura che attraversa il telaio e ti dà un effetto di avvolgimento simile per gli alambicchi. Tuttavia, poiché il tempo di attraversare il fotogramma dall'otturatore (1 / 250s) è dieci volte più veloce del tempo di lettura del sensore durante il video (1 / 25s), è necessario un oggetto in movimento molto veloce per notarlo.

Ecco una fotografia molto antica che dimostra bene l'effetto:

L'effetto è anche più evidente nei video se esegui il pan avanti e indietro, il che non accade con le foto.

— Matt Grum
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Uhmmmm, che dire di circa 1 secondo di esposizioni (o più)? Il sensore impiega più tempo a leggere ogni riga o rilegge le righe quando tocca il fondo?

— Andres,

@Nick Hai appena sottolineato perché esiste un limite alla velocità dell'otturatore con il flash (non HSS): l'otturatore può essere completamente aperto per esposizioni di circa 1/250 sec. O più (a seconda della fotocamera), ma per esposizioni più brevi l'intero sensore non viene mai esposto in nessun momento.

— whuber

@Nick è solo a velocità superiori a 1 / 250s che l'otturatore scansiona il fotogramma, a 1 / 200s c'è un momento in cui l'intero sensore è esposto, consentendo così il flash a questa velocità

— Matt Grum,

@Andres, quando si riprendono immagini fisse, la cornice viene scansionata dopo la chiusura dell'otturatore, quindi con un'esposizione di 1 secondo, l'otturatore viene aperto per 1 secondo, quindi si chiude e quindi l'intera cornice viene scansionata in circa 1/25

— Matt Grum

@matt Lo so, ho capito il mio errore ed ho eliminato il commento! Ma questo non spiega perché l'otturatore debba ruotare in modalità video - perché la fotocamera non può catturare l'intero fotogramma allora?

— NickM,

Questo link potrebbe essere utile:

http://www.dvxuser.com/jason/CMOS-CCD/ (di Barry Green / via @ SFGPhoto)

È un compromesso CMOS: calore, potenza, frequenza di aggiornamento più lenta, più economica del CCD. I CCD sono più veloci, ma richiedono più energia e costano di più ...

Dalla mia conoscenza di base della produzione di chip, i sensori di immagine e i processori vengono creati utilizzando tecnologie simili. La fabbricazione del processore favorisce il restringimento: più piccolo = più economico. Ma i fotografi vogliono sensori GRANDI. Non si può avere in entrambi i modi senza costare molto di più. Inoltre, l'imballaggio di molti pixel in un sensore può essere troppo "buono" (meno luce, ecc.)

@mogwailun

Ma perché in modalità foto la luce viene letta nel suo insieme e in modalità video riga per riga? L'articolo spiega le differenze tra rolling e global, ma non riesco a capire il passaggio tra modalità foto e film.

— Andres,

@Andres, l'immagine viene ancora letta riga per riga in modalità foto, non te ne accorgi!

— Matt Grum,