글로벌 셔터 또는 롤링 셔터 선택하기

글로벌 셔터인가, 롤링 셔터인가?

롤링 셔터는 스틸 사진(사진 카메라)이나 비디오(비디오 카메라)의 각 프레임을 촬영할 때, 전체 장면을 한순간에 스냅샷하는 방식이 아니라 장면을 수직 또는 수평으로 빠르게 스캔하면서 촬영하는 방식입니다. 즉, 장면의 모든 부분이 정확히 같은 순간에 기록되는 것은 아닙니다. (단, 재생 시에는 전체 장면이 한 번에 표시되어 마치 한 순간을 촬영한 것처럼 보입니다.) 이로 인해 빠르게 움직이는 물체나 순간적으로 깜빡이는 빛과 같은 피사체를 촬영할 때 왜곡이 발생할 수 있습니다. 이는 전체 프레임을 한순간에 촬영하는 "글로벌 셔터"와는 대조적입니다. 롤링 셔터는 기계식 또는 전자식으로 구현될 수 있습니다. 이 방식의 장점은 이미지 센서가 촬영 과정 중에도 계속해서 광자를 수집할 수 있어 감도를 효과적으로 높일 수 있다는 것입니다. CMOS 센서를 사용하는 많은 디지털 카메라와 비디오 카메라에서 롤링 셔터 방식이 사용됩니다. 롤링 셔터의 효과는 움직임이 심한 상황이나 빠르게 깜빡이는 빛을 촬영할 때 가장 두드러지게 나타납니다..

글로벌 셔터

글로벌 셔터 모드이미지 센서에서 글로벌 셔터는 모든 픽셀이 프로그램된 노출 시간 동안 동시에 노출을 시작하고 멈출 수 있도록 합니다. 노출 시간이 끝나면 픽셀 데이터 판독이 시작되어 모든 픽셀 데이터가 판독될 때까지 행 단위로 진행됩니다. 이러한 방식으로 흔들림이나 기울어짐이 없는 왜곡 없는 이미지를 얻을 수 있습니다. 글로벌 셔터 센서는 일반적으로 고속으로 움직이는 물체를 촬영하는 데 사용됩니다.It 아날로그 필름 카메라의 일반적인 렌즈 셔터와 비교할 수 있습니다. 사람 눈의 홍채처럼 렌즈 조리개와 비슷하며, 아마도 셔터라고 하면 떠올리는 바로 그 모습일 것입니다..

셔터는 놓는 순간 번개처럼 빠르게 열리고 노출 시간이 끝나면 즉시 닫힙니다. 셔터가 열리고 닫히는 동안 이미지를 촬영할 필름 부분이 한 번에 전체적으로 노출됩니다(전체 노출).

다음 그림에서 보는 바와 같이, 글로벌 셔터 모드에서는 센서의 각 픽셀이 동시에 노출을 시작하고 종료하므로 많은 양의 메모리가 필요합니다. 노출이 완료된 후 전체 이미지를 메모리에 저장하고 순차적으로 읽어낼 수 있기 때문입니다. 센서 제조 공정이 비교적 복잡하고 가격이 비싸지만, 고속으로 움직이는 물체를 왜곡 없이 촬영할 수 있어 활용 범위가 넓다는 장점이 있습니다.

글로벌 셔터 카메라는 볼 트래킹, 산업 자동화, 창고 로봇, 드론 등의 분야에 사용됩니다.교통 모니터링, 제스처 인식, AR 및 VR등.

롤링 셔터

롤링 셔터 모드카메라에서 픽셀 행은 시간적 간격을 두고 순차적으로 노출됩니다. 먼저 이미지의 맨 위 행이 빛을 수집하기 시작하여 완료한 후, 다음 행이 빛을 수집하기 시작합니다. 이로 인해 연속적인 행의 빛 수집 시작 및 종료 시간에 지연이 발생합니다. 하지만 각 행의 총 빛 수집 시간은 동일합니다. 롤링 셔터 모드에서는 다음 그림과 같이 판독 '파동'이 센서를 통과하면서 어레이의 각 행이 서로 다른 시간에 노출됩니다. 첫 번째 행이 먼저 노출되고, 일정 판독 시간 후 두 번째 행이 노출되는 식입니다. 따라서 각 행의 판독이 완료된 후에야 다음 행을 판독할 수 있습니다. 롤링 셔터 센서의 각 픽셀 유닛은 전자를 전달하는 데 두 개의 트랜지스터만 필요하므로 발열이 적고 노이즈가 낮습니다. 글로벌 셔터 센서에 비해 구조가 간단하고 비용이 저렴하지만, 각 행이 동시에 노출되지 않기 때문에 고속으로 움직이는 물체를 촬영할 때 왜곡이 발생할 수 있습니다.

롤링 셔터 카메라주로 농업용 트랙터, 저속 컨베이어와 같은 느리게 움직이는 물체를 포착하는 데 사용되며, 키오스크, 바코드 스캐너 등과 같은 독립형 애플리케이션에도 사용됩니다.

어떻게 피할 수 있을까요?

움직이는 속도가 그리 빠르지 않고 밝기 변화가 느린 경우에는 위에서 언급한 문제가 이미지에 미치는 영향이 미미합니다. 일반적으로 고속 촬영 시에는 롤링 셔터 센서 대신 일반 셔터 센서를 사용하는 것이 가장 기본적이고 효과적인 방법입니다. 하지만 비용이나 노이즈에 민감한 경우, 또는 다른 이유로 롤링 셔터 센서를 사용해야 하는 경우에는 플래시를 사용하여 그 영향을 완화할 수 있습니다. 롤링 셔터 센서와 동조 플래시 기능을 함께 사용할 때 주의해야 할 몇 가지 사항이 있습니다.● 모든 노출 시간에서 스트로브 신호가 출력되는 것은 아닙니다. 노출 시간이 너무 짧고 판독 시간이 너무 길면 모든 라인의 노출이 겹치지 않아 스트로브 신호가 출력되지 않고 스트로브가 점멸하지 않습니다.● 스트로보 플래시 지속 시간이 노출 시간보다 짧을 경우● 스트로브 신호 출력 시간이 너무 짧으면(마이크로초 수준) 일부 스트로브는 고속 스위칭 요구 사항을 충족하지 못하여 스트로브 신호를 포착하지 못할 수 있습니다.