Ролиращият затвор е метод за заснемане на изображения, при който се заснема неподвижно изображение (във фотоапарат) или всеки кадър от видеоклип (във видеокамера), не чрез заснемане на цялата сцена в един момент, а чрез бързо сканиране през сцената, вертикално или хоризонтално. С други думи, не всички части от изображението на сцената се записват в един и същи момент. (Въпреки че по време на възпроизвеждане цялото изображение на сцената се показва наведнъж, сякаш представлява един момент.) Това води до предвидими изкривявания на бързо движещи се обекти или бързи светкавици. Това е в контраст с „глобалния затвор“, при който целият кадър се заснема в един и същи момент. „Ролиращият затвор“ може да бъде механичен или електронен. Предимството на този метод е, че сензорът за изображение може да продължи да събира фотони по време на процеса на заснемане, като по този начин ефективно увеличава чувствителността. Той се среща в много цифрови фотоапарати и видеокамери, използващи CMOS сензори. Ефектът е най-забележим при заснемане на екстремни условия на движение или бързо мигане на светлина..
Глобален затвор
Глобален режим на затвораВ сензора за изображения, функцията „глобален затвор“ позволява на всички пиксели на сензора да започнат и да спрат едновременно да експонират за програмирания период на експозиция по време на всяко заснемане на изображението. След края на времето за експозиция, започва четенето на данните от пикселите и продължава ред по ред, докато всички данни от пикселите бъдат прочетени. Това създава изображения без изкривяване, трептене или изкривяване. Сензорите с глобален затвор обикновено се използват за заснемане на високоскоростни движещи се обекти.It могат да се сравнят с конвенционалните затвори на обективи в аналоговите филмови фотоапарати. Подобно на ириса в човешкото око, те наподобяват блендата на обектива и вероятно са това, което имате предвид, когато мислите за затвори..
Затворът трябва да се отваря бързо като светкавица при освобождаване и да се затваря веднага след края на времето за експозиция. Между отварянето и затварянето, сегментът от филма, който ще заснеме изображението, се експонира изцяло наведнъж (глобална експозиция).
Както е показано на следващата фигура: в режим на глобален затвор всеки пиксел в сензора започва и завършва експозицията едновременно, следователно е необходимо голямо количество памет. Цялото изображение може да се съхрани в паметта след края на експозицията и да се чете постепенно. Производственият процес на сензора е сравнително сложен, а цената му е сравнително висока, но предимството е, че може да заснема високоскоростни движещи се обекти без изкривяване, а приложението му е по-обширно.
Камерите с глобален затвор се използват в приложения като проследяване на топка, индустриална автоматизация, складови роботи, дронове, наблюдение на трафика, разпознаване на жестове, AR&VRи т.н.
Ролетна щора
Режим на подвижен затворВ камерата редовете от пиксели се експонират един след друг, с времево отместване от един ред до следващия. Първо, горният ред на изображението започва да събира светлина и го завършва. След това следващият ред започва да събира светлина. Това води до забавяне в края и началото на събирането на светлина за последователните редове. Общото време за събиране на светлина за всеки ред е абсолютно еднакво. В режим на ролинг затвор, различните редове от масива се експонират в различно време, докато „вълната“ на отчитане преминава през сензора, както е показано на следващата фигура: първият ред се експонира първи, след време за отчитане вторият ред започва експозицията и така нататък. Така че, всеки ред се отчита и след това може да се прочете следващият ред. Всеки пикселен блок на сензора с ролинг затвор се нуждае само от два транзистора за транспортиране на електрони, като по този начин се произвежда по-малко топлина и има нисък шум. В сравнение със сензора с глобален затвор, структурата на сензора с ролинг затвор е по-проста и евтина, но тъй като всеки ред не се експонира едновременно, това ще доведе до изкривяване при заснемане на високоскоростни движещи се обекти.
Камера с подвижен затворсе използва предимно за заснемане на бавно движещи се обекти, като селскостопански трактори, бавноскоростни конвейери, и самостоятелни приложения като павилиони, скенери за баркодове и др.
КАК ДА ИЗБЕГНЕМ?
Ако скоростта на движение не е толкова висока и яркостта се променя бавно, проблемът, обсъден по-горе, има малък ефект върху изображението. Обикновено използването на сензор за глобален затвор вместо сензор за подвижен затвор е най-фундаменталният и ефективен метод при високоскоростни приложения. Въпреки това, в някои приложения, чувствителни към разходите или шума, или ако потребителят трябва да използва сензор за подвижен затвор по друга причина, той може да използва светкавицата, за да смекчи ефектите. Има няколко аспекта, които трябва да се имат предвид, когато се използва функцията за синхронизирана светкавица със сензора за подвижен затвор:● Не през цялото време на експозиция, при което има изходен стробоскопичен сигнал, когато времето на експозиция е твърде кратко и времето за отчитане е твърде дълго, всички линии нямат припокриваща се експозиция, няма изходен стробоскопичен сигнал и стробоскопът не мига.● Когато времето на стробоскопичната светкавица е по-кратко от времето на експозиция● Когато времето за изход на стробоскопичния сигнал е твърде кратко (ниво μs), производителността на някои стробоскопични устройства не може да отговори на изискването за високоскоростен превключвател, така че стробоскопичното устройство не може да улови стробоскопичния сигнал.
Време на публикуване: 20 ноември 2022 г.
