Obturatorul rulant este o metodă de captare a imaginilor în care se captează o imagine statică (într-un aparat foto) sau fiecare cadru dintr-un videoclip (într-o cameră video), nu prin realizarea unei instantanee a întregii scene la un singur moment, ci mai degrabă prin scanarea rapidă a scenei, fie pe verticală, fie pe orizontală. Cu alte cuvinte, nu toate părțile imaginii scenei sunt înregistrate exact în același moment. (Deși, în timpul redării, întreaga imagine a scenei este afișată simultan, ca și cum ar reprezenta un singur moment în timp.) Acest lucru produce distorsiuni previzibile ale obiectelor în mișcare rapidă sau blițuri rapide de lumină. Acest lucru este în contrast cu „obturatorul global” în care întregul cadru este captat în același moment. „Obturatorul rulant” poate fi fie mecanic, fie electronic. Avantajul acestei metode este că senzorul de imagine poate continua să colecteze fotoni în timpul procesului de achiziție, crescând astfel eficient sensibilitatea. Se găsește pe multe camere digitale și video care utilizează senzori CMOS. Efectul este cel mai vizibil atunci când se fotografiază condiții extreme de mișcare sau blițuri rapide de lumină..
Obturator global
Mod global declanșatorîntr-un senzor de imagine, permite tuturor pixelilor senzorului să înceapă expunerea și să oprească expunerea simultan pentru perioada de expunere programată în timpul fiecărei achiziții de imagine. După sfârșitul timpului de expunere, citirea datelor pixelilor începe și continuă rând cu rând până când toate datele pixelilor au fost citite. Acest lucru produce imagini nedistorsionate, fără oscilații sau înclinări. Senzorii cu obturator global sunt de obicei utilizați pentru a captura obiecte în mișcare de mare viteză.It pot fi comparate cu obturatoarele convenționale ale obiectivelor din camerele analogice cu film. La fel ca irisul din ochiul uman, acestea seamănă cu diafragma obiectivului și sunt probabil ceea ce vă gândiți când vă gândiți la obturatoare..
Obturatorul trebuie să se deschidă rapid ca fulgerul atunci când este eliberat și să se închidă imediat la sfârșitul timpului de expunere. Între deschidere și închidere, segmentul de film care servește la realizarea imaginii este expus în întregime dintr-o dată (expunere globală).
După cum se arată în figura următoare: în modul declanșator global, fiecare pixel din senzor începe și termină expunerea simultan, prin urmare este necesară o cantitate mare de memorie, întreaga imagine poate fi stocată în memorie după terminarea expunerii și poate fi citită treptat. Procesul de fabricație al senzorului este relativ complex, iar prețul este relativ ridicat, dar avantajul este că poate captura obiecte în mișcare de mare viteză fără distorsiuni, iar aplicația este mai extinsă.
Camerele cu obturator global sunt utilizate în aplicații precum urmărirea mingilor, automatizare industrială, roboți de depozitare, dronemonitorizare a traficului, recunoaștere gesturi, AR&VRetc.
Obturator rulant
Mod obturator rulantÎntr-o cameră, rândurile de pixeli sunt expuse unul după altul, cu o decalare temporală de la un rând la altul. Inițial, rândul de sus al imaginii începe să colecteze lumina și o termină. Apoi, următorul rând începe să colecteze lumina. Aceasta provoacă o întârziere în momentul începerii și încheierii colectării luminii pentru rândurile consecutive. Timpul total de colectare a luminii pentru fiecare rând este exact același. În modul rolling shutter, diferite linii ale matricei sunt expuse la momente diferite pe măsură ce „unda” citită trece prin senzor, așa cum se arată în figura următoare: prima linie expune prima, iar după un timp de citire, a doua linie începe expunerea și așa mai departe. Deci, fiecare linie este citită și apoi următoarea linie poate fi citită. Senzorul rolling shutter are nevoie doar de doi tranzistori pentru fiecare unitate de pixel pentru a transporta electroni, deci produce mai puțină căldură și zgomot redus. Comparativ cu senzorul global shutter, structura senzorului rolling shutter este mai simplă și mai ieftină, dar deoarece fiecare linie nu este expusă în același timp, va produce distorsiuni la capturarea obiectelor în mișcare de mare viteză.
Camera cu obturator rotativeste utilizat predominant pentru capturarea obiectelor care se mișcă lent, cum ar fi tractoarele agricole, benzile transportoare cu viteză mică, și aplicații independente, cum ar fi chioșcurile, scanerele de coduri de bare etc.
CUM SĂ EVIT?
Dacă viteza de mișcare nu este atât de mare, iar luminozitatea variază lent, problema discutată mai sus are un efect redus asupra imaginii. De obicei, utilizarea unui senzor global de declanșare în locul unui senzor de declanșare rotativă este cea mai fundamentală și eficientă metodă în aplicațiile de mare viteză. Cu toate acestea, în unele aplicații sensibile la costuri sau la zgomot sau dacă utilizatorul trebuie să utilizeze un senzor de declanșare rotativă din alte motive, acesta poate utiliza blițul pentru a atenua efectele. Există câteva aspecte de care trebuie să se țină cont atunci când se utilizează funcția de sincronizare a blițului cu senzorul de declanșare rotativă:● Nu în toate timpii de expunere care au ieșire de semnal stroboscopic, când timpul de expunere este prea scurt și timpul de citire este prea lung, toate liniile nu au expunere suprapusă, nu există ieșire de semnal stroboscopic și stroboscopul nu clipește.● Când durata blițului stroboscopic este mai scurtă decât timpul de expunere● Când timpul de ieșire al semnalului stroboscopic este prea scurt (nivel μs), performanța unor stroboscoape nu poate îndeplini cerința de comutare de mare viteză, astfel încât stroboscopul nu poate capta semnalul stroboscopic.
Data publicării: 20 noiembrie 2022
