«Ролл-шаттер» — это метод захвата изображения, при котором неподвижное изображение (в фотокамере) или каждый кадр видео (в видеокамере) захватываются не путем моментального снимка всей сцены в один момент времени, а путем быстрого сканирования сцены по вертикали или горизонтали. Другими словами, не все части изображения сцены записываются одновременно. (Хотя при воспроизведении отображается все изображение сцены сразу, как если бы оно представляло один момент времени.) Это приводит к предсказуемым искажениям быстро движущихся объектов или быстрых вспышек света. Это отличается от «глобального затвора», при котором весь кадр захватывается в один момент времени. «Ролл-шаттер» может быть механическим или электронным. Преимущество этого метода заключается в том, что датчик изображения может продолжать собирать фотоны в процессе захвата, тем самым эффективно повышая чувствительность. Он используется во многих цифровых фото- и видеокамерах с CMOS-сенсорами. Эффект наиболее заметен при съемке экстремальных условий движения или быстрых вспышек света..
Глобальный затвор
Глобальный режим затвораВ датчике изображения все пиксели начинают и прекращают экспозицию одновременно в течение запрограммированного периода экспозиции при каждом получении изображения. После окончания времени экспозиции начинается считывание данных пикселей, которое продолжается построчно, пока не будут считаны все данные пикселей. Это позволяет получать неискаженные изображения без дрожания или искажений. Датчики с глобальным затвором обычно используются для съемки высокоскоростных движущихся объектов.It Их можно сравнить с обычными затворами объективов в аналоговых пленочных камерах. Подобно радужной оболочке человеческого глаза, они напоминают диафрагму объектива и, вероятно, именно их вы представляете, когда думаете о затворах..
Затвор должен открываться молниеносно при нажатии и закрываться немедленно по истечении времени экспозиции. В промежутке между открытием и закрытием весь участок пленки, используемый для съемки, экспонируется одновременно (глобальная экспозиция).
Как показано на следующем рисунке: в режиме глобального затвора каждый пиксель сенсора начинает и заканчивает экспозицию одновременно, поэтому требуется большой объем памяти; все изображение может быть сохранено в памяти после окончания экспозиции и считано постепенно. Процесс изготовления сенсора относительно сложен, а цена относительно высока, но преимущество заключается в том, что он может фиксировать высокоскоростные движущиеся объекты без искажений, и его применение более широкое.
Камеры с глобальным затвором используются в таких областях, как отслеживание мячей, промышленная автоматизация, складские роботы, дроны.мониторинг дорожного движения, распознавание жестов, дополненная и виртуальная реальность.и т. д.
Роллетные ворота
Режим «скользящего затвора»В камере пиксельные ряды экспонируются один за другим с временным смещением от одного ряда к другому. Сначала верхний ряд изображения начинает и заканчивает сбор света. Затем начинает сбор света следующий ряд. Это вызывает задержку во времени окончания и начала сбора света для последовательных рядов. Общее время сбора света для каждого ряда абсолютно одинаково. В режиме скользящего затвора разные строки массива экспонируются в разное время, поскольку считывающая «волна» проходит через сенсор, как показано на следующем рисунке: сначала экспонируется первая строка, затем после времени считывания начинает экспонироваться вторая строка и так далее. Таким образом, каждая строка считывается, а затем может быть считана следующая строка. В сенсоре со скользящим затвором для каждого пикселя требуется всего два транзистора для переноса электронов, что приводит к меньшему выделению тепла и низкому уровню шума. По сравнению с сенсором с глобальным затвором, структура сенсора со скользящим затвором проще и дешевле, но поскольку каждая строка экспонируется не одновременно, это может привести к искажениям при съемке высокоскоростных движущихся объектов.
Фотоаппарат с скользящим затворомпреимущественно используется для захвата медленно движущихся объектов, таких как сельскохозяйственные тракторы, конвейеры с низкой скоростью, а также в автономных приложениях, таких как киоски, сканеры штрих-кодов и т. д.
КАК ЭТОГО ИЗБЕЖАТЬ?
Если скорость движения не слишком высока, а яркость изменяется медленно, описанная выше проблема мало влияет на изображение. Обычно использование датчика с глобальным затвором вместо датчика с скользящим затвором является наиболее фундаментальным и эффективным методом в высокоскоростных приложениях. Однако в некоторых приложениях, чувствительных к стоимости или шуму, или если пользователю необходимо использовать датчик с скользящим затвором по другим причинам, он может использовать вспышку для смягчения последствий. При использовании функции синхронной вспышки с датчиком с скользящим затвором необходимо учитывать несколько аспектов:● Не во всех случаях, когда время экспозиции слишком короткое, а время считывания слишком большое, все строки не перекрываются, сигнал стробоскопа отсутствует, и стробоскоп не вспыхивает.● Когда время вспышки короче времени экспозиции● Когда время выходного сигнала стробоскопа слишком короткое (уровень в микросекундах), характеристики некоторых стробоскопов не соответствуют требованиям высокоскоростного переключения, поэтому стробоскоп не может принять сигнал.
Дата публикации: 20 ноября 2022 г.
