¿Por qué no hay una persiana enrollable cuando se usa una persiana mecánica?

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Sé que puede que no sea el mejor lugar para hacer esta pregunta, pero tal vez algunos de ustedes estén familiarizados con la mecánica de las cámaras digitales sin espejo y la tecnología de los sensores CMOS.

No entiendo muy bien por qué los sensores de imagen electrónicos, que crean artefactos de obturador rodante, no producen imágenes con este problema, cuando se combinan con un obturador mecánico. Lo que no entiendo es lo siguiente:

La persiana enrollable ocurre debido a la lectura del sensor de un lado a otro (generalmente de arriba a abajo), por lo que la imagen real se une desde las líneas de escaneo de diferentes momentos consecutivos. A mi entender, la lectura de la línea de exploración imita la ventana del obturador mecánico que se desplaza por encima del sensor (?). Ahora, cuando se usa un obturador mecánico delante del sensor, el obturador asume esta tarea, mientras que el sensor se lee globalmente de una vez (?). Por lo tanto, los artefactos de las persianas no están apareciendo en la imagen final. PERO si el sensor se puede leer globalmente al mismo tiempo, ¿por qué no ocurre esto simplemente cuando se usa un obturador electrónico? ¿Por qué no se puede encender y apagar el sensor dentro de, por ejemplo? ¿1/2000 de segundo completamente, evitando la persiana enrollable? ¿Por qué es necesario el "método de línea de escaneo" para tomar una imagen, si el sensor se puede activar y desactivar a nivel mundial?

Cuando tengo una cámara, eso puede tomar imágenes fijas a 10 fps con un obturador mecánico, ¿por qué no significa que el sensor puede tomar imágenes a 10 fps electrónicamente sin producir un obturador rodante?

He encontrado esta publicación que explica la razón general de la persiana enrollable, pero no la pregunta específica que tengo.

Ni siquiera sé si mis suposiciones son correctas, pero me complacería si alguien pudiera arrojar algo de luz sobre esto.

    
pregunta Thomas D.

2 respuestas

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Cuando tengo una cámara, eso puede tomar imágenes fijas a 10 fps con un obturador mecánico, ¿por qué no significa que el sensor puede tomar imágenes a 10 fps electrónicamente sin producir un obturador rodante?

Para entender por qué, tenemos que echar un vistazo a un píxel típico 3T (ransistor):

Estepíxel3Tsepuedeusarconpersianasenrollables,peronoconpersianasglobales(electrónicas).LaseñalRSTrestableceráelvoltajeatravésdelfotodiodoaunvoltajepositivo.Cuandosedetectaluz,esevoltajedisminuiráproporcionalmentealascargasfotogeneradasdetectadas.Lapartemolestadelencofradoglobalesquenopodemosapagarelfotodiodo.Nopodemosleertodoslospíxelessimultáneamenteporrazonesprácticas(demasiadoscables,circuitosdelectura,alimentación,etc.),porloquedurantelalectura,laluzseguirásiendorecogidaenotrospíxeles,loqueprovocaráuncambioensusalida.Añadirunobturadormecánicopermitiráevitarquelaluzlleguealfotodiodo,evitandoelproblema.

ParaimplementarelencofradoglobalenCMOS,almenosnecesitasunpíxel4T:

La señal TG se puede usar para cerrar o abrir la ruta de acceso para los cargos fotogenerados detectados que se recopilarán en la puerta de \ $ M_ {sf} \ $. Esta es una forma electrónica de controlar el obturador.

La principal desventaja de la obturación global sobre la persiana enrollable es que la ventana de tiempo de captura se acorta. Esto se explica en el post que mencionaste. También se demuestra en el siguiente diagrama (que dibujé rápidamente en pintura).

La razón por la que el encofrado global es una opción más viable hoy en día, se debe a los avances tecnológicos (iluminación del lado posterior, ruido reducido \ $ < 1e ^ - \ $, ...), generalmente a expensas del costo.

    
respondido por el Sven B
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Hay dos partes en esto: primero, la persiana enrollable aún puede ocurrir con (algunas, ver nota) persianas mecánicas. Sin embargo, esto es solo en tiempos de exposición cortos. El obturador está construido de dos cortinas. Antes de la exposición, la cortina 1 está delante del sensor. Cuando comienza la exposición, la cortina 1 se mueve hacia abajo (o hacia arriba o lo que sea) y comienza a exponer el sensor. Al final de la exposición, la cortina 2 se mueve y cubre el sensor.

Diga que las cortinas tardan 2 milisegundos en hacer todo el movimiento. Si tiene un tiempo de exposición de, por ejemplo, 100 milisegundos, eso significaría que durante 98 milisegundos, todo el sensor estará expuesto al mismo tiempo. Como resultado, no hay persiana enrollable.

Sin embargo, en algún punto, los obturadores no pueden moverse lo suficientemente rápido, y en ningún momento queda expuesto todo el sensor (este es el punto en el que su cámara no podrá usar una simple sincronización de flash). Por ejemplo, digamos que tenemos un tiempo de exposición de 1/1000. Eso significa que nuestro sensor solo puede estar expuesto por 1 milisegundo. Sin embargo, si la segunda cortina espera a que la primera cortina haya expuesto completamente el sensor, las partes del sensor ya estarán expuestas durante 2 milisegundos. En cambio, la segunda cortina comienza a moverse antes de que finalice la primera, y la exposición se produce como una "línea" del sensor expuesto. Vea este video de Slow Mo Guys en youtube, donde puede ver claramente que esto sucede:

enlace

Entonces, ¿por qué no vemos el mismo efecto de obturador rodante con estas cámaras? ¡Hacemos! Simplemente no nos damos cuenta. Aquí está Los obturadores de una cámara réflex digital se mueven tan rápido que, incluso en un tiempo de exposición de 5 milisegundos, a menudo exponen todo el sensor en algún punto (lo que se traduce en una imagen borrosa si el movimiento es alto y oculta cualquier efecto de "obturador rodante" . A velocidades de obturador más altas, la cantidad de movimiento necesaria para darle el efecto de obturador rodante (por ejemplo, a 1/1000 de una segunda exposición) es muy alta, muy superior a sus exposiciones típicas en video. Pero si alcanzamos esas velocidades, La persiana enrollable es una cosa con contraventanas mecánicas, simplemente eche un vistazo a esta imagen en wikipedia :

No estoy seguro de cómo ocurre la lectura del sensor de un sensor DSLR moderno, pero creo que todavía hacen algún tipo de línea de exploración. Esto simplemente no está relacionado con la iluminación del sensor, que se realiza mediante un obturador mecánico.

Nota: Tal vez se podría decir que las persianas de hojas usadas en cámaras (muy) caras no tienen persianas enrollables.

    
respondido por el Joren Vaes

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