Rolovací závěrka je metoda snímání obrazu, při které se zachycuje statický snímek (ve fotoaparátu) nebo každý snímek videa (ve videokameře) nikoli pořízením snímku celé scény v jednom okamžiku, ale spíše rychlým skenováním scény, ať už vertikálně nebo horizontálně. Jinými slovy, ne všechny části obrazu scény se zaznamenávají přesně ve stejném okamžiku. (Během přehrávání se však zobrazuje celý obraz scény najednou, jako by představoval jeden okamžik.) To vede k předvídatelným zkreslením rychle se pohybujících objektů nebo rychlým zábleskům světla. To je v kontrastu s „globální závěrkou“, u které je celý snímek zachycen ve stejném okamžiku. „Rolovací závěrka“ může být mechanická nebo elektronická. Výhodou této metody je, že obrazový snímač může během procesu snímání pokračovat ve sběru fotonů, čímž se efektivně zvyšuje citlivost. Nachází se u mnoha digitálních fotoaparátů a videokamer používajících CMOS snímače. Efekt je nejpatrnější při snímání extrémních podmínek pohybu nebo rychlého záblesku světla..
Globální závěrka
Globální režim závěrkyV obrazovém snímači umožňuje, aby všechny pixely snímače zahájily a ukončily expozici současně po naprogramovanou dobu expozice během každého pořízení snímku. Po uplynutí doby expozice se spustí čtení dat pixelů, které pokračuje řádek po řádku, dokud nebudou přečtena všechna data pixelů. Tím se dosáhne nezkresleného obrazu bez chvění nebo zkosení. Globální senzory závěrky se obvykle používají k zachycení objektů pohybujících se vysokou rychlostí.It lze přirovnat k běžným závěrkám objektivů v analogových filmových fotoaparátech. Stejně jako duhovka v lidském oku se podobají cloně objektivu a pravděpodobně jsou to právě to, co máte na mysli, když se řekne závěrka..
Závěrka se má po uvolnění otevřít bleskově a na konci expozičního času se okamžitě zavřít. Mezi otevřením a zavřením je segment filmu, který má být pořízen, exponován najednou (globální expozice).
Jak je znázorněno na následujícím obrázku: v režimu globální závěrky každý pixel v senzoru zahajuje a ukončuje expozici současně, proto je potřeba velké množství paměti. Celý snímek lze po ukončení expozice uložit do paměti a postupně jej načítat. Výrobní proces senzoru je relativně složitý a cena je relativně vysoká, ale výhodou je, že dokáže zachytit objekty pohybující se vysokou rychlostí bez zkreslení a jeho použití je rozsáhlejší.
Globální kamery s závěrkou se používají v aplikacích, jako je sledování míčků, průmyslová automatizace, skladové roboty a drony.,monitorování provozu, rozpoznávání gest, AR&VRatd.
Rolovací závěrka
Režim rolovací závěrkyVe fotoaparátu se exponují řádky pixelů jeden po druhém s časovým posunem od jednoho řádku k druhému. Nejprve horní řádek obrazu začne sbírat světlo a dokončí ho. Poté začne sbírat světlo další řádek. To způsobuje zpoždění v době ukončení a začátku sběru světla pro po sobě jdoucí řádky. Celková doba sběru světla pro každý řádek je přesně stejná. V režimu rolovací závěrky jsou různé řádky pole exponovány v různých časech, jak čtecí „vlna“ prochází senzorem, jak je znázorněno na následujícím obrázku: první řádek se exponuje jako první, po uplynutí doby čtení se spustí expozice druhého řádku atd. Takže každý řádek se načte a poté lze načíst další řádek. Každý pixel senzoru rolovací závěrky potřebuje k transportu elektronů pouze dva tranzistory, čímž se snižuje produkce tepla a snižuje šum. Ve srovnání s globálním senzorem závěrky je struktura senzoru rolovací závěrky jednodušší a levnější, ale protože každý řádek není exponován současně, dochází při snímání rychle se pohybujících objektů k zkreslení.
Rolovací závěrková kamerase používá převážně pro snímání pomalu se pohybujících objektů, jako jsou zemědělské traktory, pomalu se pohybující dopravníky, a samostatné aplikace, jako jsou kiosky, skenery čárových kódů atd.
JAK SE TOMU VYHNOUT?
Pokud rychlost pohybu není tak vysoká a jas se mění pomalu, má výše popsaný problém malý vliv na obraz. Obvykle je použití globálního senzoru závěrky namísto senzoru s postupnou závěrkou nejzákladnější a nejúčinnější metodou ve vysokorychlostních aplikacích. V některých aplikacích citlivých na cenu nebo šum, nebo pokud uživatel musí z jiného důvodu použít senzor s postupnou závěrkou, může k zmírnění těchto účinků použít blesk. Při použití funkce synchronizace blesku se senzorem s postupnou závěrkou je třeba si uvědomit několik aspektů:● Není to možné u všech expozičních časů, které mají výstupní signál stroboskopu. Pokud je expoziční čas příliš krátký a doba odečtu příliš dlouhá, všechny řádky nemají překrytou expozici, není výstupní signál stroboskopu a stroboskop nebliká.● Pokud je doba záblesku kratší než doba expozice● Pokud je výstupní doba zábleskového signálu příliš krátká (úroveň μs), výkon některých zábleskových světel nedokáže splnit požadavek na vysokorychlostní spínač, takže zábleskové světlo nedokáže zachytit zábleskový signál.
Čas zveřejnění: 20. listopadu 2022
