Che cos'è una tapparella? Quando devo esserne consapevole?


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In risposta a un'altra domanda , Adam Davis scrive:

La tua fotocamera complica questo usando una tapparella sopra una data velocità (di solito intorno al 1/200. Ciò significa che solo una parte del sensore di immagine è esposta alla scena in un dato momento, quindi se la luce cambia durante l'esposizione, il il cambio di colore influirà solo su una parte del sensore di immagine.

Le tapparelle sono spesso menzionate anche nel contesto della videografia DSLR . Tuttavia, devo ancora vedere una discussione su cos'è una tapparella, come funziona e quando è importante.

Che cos'è una tapparella?

Quali sono le implicazioni nell'usarne uno per le mie foto?


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Ciò di cui Adam sta parlando non è in realtà una tapparella, è solo una tapparella sul piano focale. Inoltre non fa nulla di speciale al di sopra di 1/200.
thomasrutter,

Risposte:


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A cosa si riferisce Adam

Ciò di cui Adam sta parlando non è in realtà una tapparella, è solo una tapparella sul piano focale. Inoltre non fa nulla di speciale al di sopra di 1/200, tranne per il fatto che l'effetto della tendina dell'otturatore ha alcune proprietà interessanti che possono diventare più pronunciate a velocità più elevata.

I diagrammi sulla pagina di Wikipedia (riprodotti di seguito) lo illustrano meglio. Essenzialmente l'otturatore è costituito da due tende che si spostano dall'alto verso il basso (o in alcune fotocamere a pellicola, da sinistra a destra) in rapida successione. Il divario tra loro è ciò che espone l'immagine.

Otturatore sul piano focale, bassa velocità

Otturatore sul piano focale, bassa velocità. Il quadrato nero è il sensore, i quadrati rosso e verde sono la prima e la seconda tenda .

Otturatore sul piano focale, alta velocità

Otturatore sul piano focale, alta velocità. Il quadrato nero è il sensore, i quadrati rosso e verde sono la prima e la seconda tenda .

Se la velocità dell'otturatore è abbastanza veloce, la seconda inizierà a chiudersi prima che la prima abbia terminato completamente l'apertura, quindi l'intero fotogramma non sarà tutto esposto contemporaneamente. Pertanto, si verifica una situazione in cui tutto ciò che accade molto velocemente, come il flash di una fotocamera o l'oscillazione di una luce fluorescente, può far sì che la luce non copra l'intero fotogramma ma crei invece bande o gradienti dall'alto verso il basso dove si trova la luce diverso.

I diagrammi mostrano che le persiane si muovono orizzontalmente come nella maggior parte delle fotocamere a pellicola meccanica da 35 mm, mentre le moderne fotocamere con persiane a controllo elettronico (film o digitale) hanno quasi universalmente persiane verticali. È lo stesso effetto ma in una direzione diversa di novanta gradi.

Che cos'è un effetto tapparella

L' effetto della tapparella come si applica al video digitale è un effetto abbastanza diverso e non correlato a quello sopra descritto. In realtà, un effetto tapparella non coinvolge in realtà un otturatore fisico, ma è chiamato come una convenzione perché è analogo al modo in cui una cinepresa ha un otturatore che si muove attraverso il fotogramma. Nel video digitale, l'effetto della tapparella è il risultato del modo in cui viene letto un sensore CMOS.

I sensori CMOS mostrano un effetto tapparella quando sono in modalità live view o video, in cui vengono letti per ogni fotogramma video. Invece di catturare l'intero frame contemporaneamente, le informazioni vengono lette da ciascuna riga del frame una dopo l'altra, dall'alto verso il basso. L'intero processo richiede fino a 1/30 di secondo sulla maggior parte delle fotocamere. Questo crea un effetto oscillante simile a una gelatina nel video registrato quando la fotocamera è in mano o si muove molto.

In un dato sensore, questa tapparella si verifica in modo uguale indipendentemente dalla velocità dell'otturatore, sebbene con velocità dell'otturatore più basse potrebbe essere meno evidente nel movimento del soggetto a causa del mosso extra. L'effetto non è di solito evidente quando la fotocamera è fissata su un treppiede o è costantemente panoramica, ma è più evidente quando la fotocamera è tenuta in mano o durante i movimenti rapidi della fotocamera.

I sensori CMOS in grado di frame rate superiori a 30 fotogrammi al secondo (e non solo attraverso i fotogrammi ripetuti) mostreranno meno effetto tapparella poiché i loro sensori saranno stati progettati per essere letti più velocemente.

Il CCD non soffre dell'effetto tapparella.


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Sì, va bene, grazie. Nel caso in cui le persone si chiedano, i diagrammi mostrano che le persiane si muovono orizzontalmente mentre le moderne telecamere sembrano avere persiane verticali. Stesso effetto però.
Thomas Rutter

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Vale la pena notare che se un video che viene girato con una telecamera con tapparella viene mostrato su un CRT il cui modello di scansione corrisponde a quello della telecamera, i manufatti creati dalla tapparella verranno invertiti dall'azione di scansione del CRT. Ad esempio, un video di linee quasi verticali che si spostano da destra a sinistra le inclinerebbe in modo che il fondo fosse spostato a sinistra, ma un CRT che mostra un video di linee quasi verticali le inclinerebbe in modo che il fondo appaia spostato a destra. Tuttavia, non conosco alcun display moderno che provi a emulare accuratamente tale comportamento.
supercat

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L' articolo di Wikipedia sulla tapparella non è d'accordo con le frasi di apertura della sezione " Che effetto della tapparella è " sopra. Da WP: "La tapparella ... non viene catturata scattando un'istantanea dell'intera scena in un solo istante nel tempo, ma piuttosto scansionando rapidamente la scena"; e "la" tapparella "può essere meccanica o elettronica".
scottbb,

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In effetti, la classica immagine di una macchina da corsa degli anni '20 "inclinata" è esattamente un effetto della tapparella provocato da una tapparella che espone progressivamente la scena dal basso verso l'alto.
scottbb,

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La mia risposta è coerente con ciò che hai indicato su Wikipedia. Dove pensi sia la contraddizione?
thomasrutter,

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La tapparella è un metodo di acquisizione delle immagini che non consiste nello scattare un'istantanea dell'intera scena in un singolo istante nel tempo, ma piuttosto nella scansione rapida della scena (in verticale o in orizzontale).

Le implicazioni dell'uso di una tapparella possono produrre prevedibili distorsioni di oggetti in rapido movimento o rapidi lampi di luce come oscillazioni (effetti di gelatina), inclinazione, sbavatura ed esposizione parziale.

Alcuni esempi:

Una foto di un Eurocopter EC-120

Le pale del rotore sembrano essere spostate indietro più del solito a causa dell'effetto tapparella.

illuminazione

Una foto che mostra un'esposizione parziale. Le condizioni di illuminazione sono cambiate tra l'esposizione delle parti superiore e inferiore della foto.

foto di The Slow Mo Guys

Shadow of champagne sughero mostra che ha già colpito il viso, tuttavia il sughero è ancora sospeso in aria.

Questo fenomeno di back-in-time può essere spiegato dalla seguente animazione (dove cambiare colore indica un otturatore che ruota verticalmente dall'alto verso il basso):

il tappo di champagne che esplode in faccia da The Slow Mo Guys

Ecco la dimostrazione di The Slow Mo Guys su come funziona una tapparella basata su Canon EOS 7D:

una tapparella al rallentatore

Relazionato:

Vedi altro:


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Tranne che la sequenza del tappo di champagne è stata girata usando il video con l'otturatore meccanico aperto tutto il tempo - e poiché l'immagine è invertita sul sensore, il sensore esegue la scansione dalla parte inferiore alla parte superiore del sensore (dall'alto verso il basso dell'immagine invertita). Se fosse stato utilizzato usando l'otturatore meccanico in modalità "immagini fisse", il tappo sarebbe molto più avanti dell'ombra perché la parte inferiore del telaio (parte superiore del sensore) sarebbe stata esposta per prima. Vedi qui per maggiori dettagli su questo test specifico.
Michael C,

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La terminologia di Adam è leggermente fuori: non si ottiene una tapparella sopra 1 / 200s o giù di lì, ma una la cui dove il bordo inferiore inizia a chiudersi prima che il bordo superiore si sia completamente aperto, ma l'effetto è lo stesso (una tapparella implica la scena viene costantemente letta dall'alto verso il basso).

In effetti ciò che si ottiene ad alta velocità è una fessura che si sposta verso l'alto del sensore esponendo una parte alla volta. Ciò ha implicazioni per grandi cambiamenti nell'illuminazione durante l'esposizione, come il flash, o nel contesto originale luci fluorescenti che variano durante il ciclo CA.

Molte domande correlate per ulteriori letture:


No, una tapparella non implica che l'immagine venga letta ripetutamente.
Guffa,

No? vedi il mio commento sulla tua risposta!
Matt Grum

Il nome dell'otturatore sul piano focale interno di Ottomar Anschutz inventato nel 1883 era "l'otturatore avvolgibile interno". Questo era per macchine fotografiche fisse, non per videocamere. Prima di ciò, le tapparelle erano posizionate davanti all'obiettivo. Il termine è in circolazione da molto tempo.
Michael C,


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L'otturatore è in realtà due persiane, una che scorre verso l'alto e una che scorre verso il basso. Uno viene utilizzato per iniziare l'esposizione e l'altro viene utilizzato per terminare l'esposizione.

Ci vuole un po 'di tempo per aprire un otturatore, quindi se ci fosse un solo otturatore ci sarebbe una differenza nel tempo di esposizione tra la parte superiore e la parte inferiore dell'immagine. Se ad esempio l'otturatore richiede 1/1000 s. aprire, ciò significherebbe una differenza del 20% nel tempo di esposizione tra la parte superiore e quella inferiore se esposto a 1/100 s.

Il termine tapparella viene utilizzato quando la seconda tapparella inizia a chiudersi prima che la prima tapparella abbia terminato l'apertura. In casi estremi ciò significa che c'è solo un'apertura sottile che rotola attraverso il film / sensore. Potresti ottenere la stessa funzione da un singolo otturatore sotto forma di una tenda con un'apertura che rotola attraverso il supporto, ma quella costruzione ti darebbe meno flessibilità quando si tratta di tempi di esposizione.


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Non sarei in disaccordo sulla terminologia, il rotolamento implica che qualcosa sta accadendo costantemente in un ciclo, come un elenco a rotazione o sostituti del rotolamento nello sport, e come tale si applica solo alla lettura ripetuta dell'immagine riga per riga elettronicamente come nella vista dal vivo, non al funzionamento di un otturatore meccanico.
Matt Grum

@Matt Grum: questo, ad esempio, non è d'accordo con te: en.wikipedia.org/wiki/Rolling_shutter
Guffa

Questa è Wikipedia per te, l'articolo sembra contraddire se stesso sull'argomento: "Questo metodo è implementato facendo rotolare (spostando) l'otturatore attraverso l'area dell'immagine esposta invece di esporre l'area dell'immagine allo stesso tempo (l'otturatore potrebbe essere meccanico o elettronico). Il vantaggio di questo metodo è che il sensore di immagine può continuare a raccogliere fotoni durante il processo di acquisizione, aumentando così la sensibilità ". Come può il sensore di immagine continuare a raccogliere i fotoni usando una tapparella meccanica?
Matt Grum

nb non ti ho votato a fondo, il resto della tua risposta contiene informazioni utili, nonostante una differenza di opinione sulla definizione di rolling ...
Matt Grum

A Wikipedia piace contraddirsi a volte. Vedi anche l'articolo sull'otturatore del piano focale che in nessun momento si riferisce ad esso come una "tapparella" en.wikipedia.org/wiki/Focal-plane_shutter - in modo divertente includono persino la stessa immagine di elicottero come esempio di un otturatore sul piano focale effetto. Penso, e questo è quello che sento personalmente, che è un malinteso comune che si tratti di una "tapparella".
thomasrutter
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