Роллінг-штор — це метод захоплення зображень, за якого фотографія (у фотокамері) або кожен кадр відео (у відеокамері) захоплюється не шляхом створення знімка всієї сцени в один момент часу, а шляхом швидкого сканування сцени, вертикально або горизонтально. Іншими словами, не всі частини зображення сцени записуються в один і той самий момент. (Хоча під час відтворення все зображення сцени відображається одночасно, ніби воно представляє собою один момент часу.) Це призводить до передбачуваних спотворень швидкорухомих об'єктів або швидких спалахів світла. Це відрізняється від «глобального затвора», в якому весь кадр захоплюється в один і той же момент. «Роллінг-штор» може бути механічним або електронним. Перевагою цього методу є те, що датчик зображення може продовжувати збирати фотони під час процесу отримання зображення, тим самим ефективно підвищуючи чутливість. Він зустрічається в багатьох цифрових фото- та відеокамерах, що використовують CMOS-датчики. Ефект найбільш помітний під час зйомки екстремальних умов руху або швидкого спалаху світла..
Глобальний затвор
Глобальний режим затвораУ датчику зображення функція «закриття» дозволяє всім пікселям датчика одночасно починати та зупиняти експозицію протягом запрограмованого періоду експозиції під час кожного отримання зображення. Після закінчення часу експозиції починається зчитування даних пікселів, яке продовжується рядок за рядком, доки не будуть зчитані всі дані пікселів. Це створює неспотворені зображення без коливань або перекосів. Датчики глобального затвора зазвичай використовуються для зйомки об'єктів, що рухаються з високою швидкістю.It можна порівняти зі звичайними затворами об'єктивів в аналогових плівкових камерах. Як і райдужна оболонка людського ока, вони нагадують діафрагму об'єктива і, ймовірно, саме їх ви маєте на увазі, коли думаєте про затвори..
Затвор має відкриватися швидко, як блискавка, при спуску та миттєво закриватися після закінчення часу експозиції. Між відкриттям та закриттям сегмент плівки, на який потрібно зробити знімок, повністю експонується одночасно (глобальна експозиція).
Як показано на наступному рисунку: у режимі глобального затвора кожен піксель датчика починає та завершує експозицію одночасно, тому потрібен великий обсяг пам'яті, все зображення може зберігатися в пам'яті після завершення експозиції та зчитуватися поступово. Процес виготовлення датчика є відносно складним, а ціна відносно високою, але перевагою є те, що він може захоплювати об'єкти, що рухаються з високою швидкістю, без спотворень, а застосування є більш широким.
Камери з глобальним затвором використовуються в таких сферах, як відстеження кульок, промислова автоматизація, складські роботи, дрони,моніторинг дорожнього руху,розпізнавання жестів,AR&VRтощо
Ролетний затвор
Режим рухомого затвораУ камері рядки пікселів експонуються один за одним, з часовим зміщенням від одного рядка до наступного. Спочатку верхній рядок зображення починає збирати світло та завершує його. Потім наступний рядок починає збирати світло. Це призводить до затримки в часі закінчення та початку збору світла для послідовних рядків. Загальний час збору світла для кожного рядка абсолютно однаковий. У режимі рухомого затвора різні лінії масиву експонуються в різний час, коли «хвиля» зчитування проходить через датчик, як показано на наступному рисунку: перший рядок експонується першим, а після часу зчитування починається експозиція другого рядка і так далі. Отже, кожен рядок зчитується, а потім можна зчитати наступний. Кожному піксельному блоку датчика рухомого затвора потрібно лише два транзистори для транспортування електронів, отже, менше тепловиділення та низький рівень шуму. Порівняно з датчиком глобального затвора, структура датчика рухомого затвора є більш простою та дешевою, але оскільки кожен рядок експонується не одночасно, це призведе до спотворень під час зйомки об'єктів, що рухаються на високій швидкості.
Камера з рухомим затворомпереважно використовується для захоплення повільно рухомих об'єктів, таких як сільськогосподарські трактори, низькошвидкісні конвеєри, та автономних застосувань, таких як кіоски, сканери штрих-кодів тощо.
ЯК УНИКНУТИ?
Якщо швидкість руху не така висока, а яскравість змінюється повільно, проблема, про яку йшлося вище, мало впливає на зображення. Зазвичай використання датчика глобального затвора замість датчика рухомого затвора є найфундаментальнішим та найефективнішим методом у високошвидкісних застосуваннях. Однак у деяких застосуваннях, чутливих до вартості або шуму, або якщо користувачеві доводиться використовувати датчик рухомого затвора з інших причин, він може використовувати спалах для зменшення ефектів. Існує кілька аспектів, які необхідно враховувати під час використання функції синхронізації спалаху з датчиком рухомого затвора:● Не для всіх часів експозиції, коли є вихідний сигнал стробоскопа, коли час експозиції занадто короткий, а час зчитування занадто довгий, усі лінії не мають перекриття експозиції, вихідний сигнал стробоскопа відсутній, і стробоскоп не блимає.● Коли час спалаху стробоскопа коротший за час експозиції● Коли час виведення стробоскопічного сигналу занадто короткий (рівень мкс), деякі стробоскопи не можуть задовольнити вимоги високошвидкісного перемикача, тому стробоскоп не може вловлювати стробоскопічний сигнал.
Час публікації: 20 листопада 2022 р.
