为什么数码相机中有机械快门?


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我知道在相机中,快门开口的直径(光圈)控制着多少光进入,这会影响最终的曝光。

但是我不明白为什么在数码相机中拍照或连续拍摄时需要关闭和打开快门。帧速率(每秒帧数)或最快快门速度(例如1/12)的限制不是电子传感器的特性吗?

我之所以这样问,是因为我的新相机在连续模式下每秒不能拍摄多张照片。1 FPS在2011年的相机中可笑,您不觉得吗?(对于高清视频,它可以达到30fps。)


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你的1个FPS属性越多,他们把你的特定型号少快门存在的限制的处理能力的限制-有机械快门的相机是做远远超过1个FPS更大。
rfusca 2011年

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听起来比单反相机更像是傻瓜相机,据我所知,所有P&S相机都没有机械快门,确实确实像您所描述的那样将照片作为“电子传感器的特性”来拍摄。这一切都是在不知道您的相机型号强悍的情况下
做出

同样,这听起来也让人
迷惑不解

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我无法通过快速浏览找到SX30快门上的任何细节,但是鉴于您一直在观看图片以将其对准液晶屏或电子取景器中的镜头,而您正在使用传感器进行查看,所以它不会对我来说,没有一个快门然后关闭然后重新打开拍摄是没有意义的。我猜想您听到的噪音是光圈叶片关闭,或者是内置的快门噪音,您可能可以在菜单中关闭
Dreamager 2011年

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威廉,如果有一个小的扬声器发出“喀哒”声,我不会感到惊讶。我知道它存在于其他相机中。
jwenting 2011年

Answers:


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使用机械百叶窗的原因可能是它们的缺点最容易忍受。竞争技术还没有明显优势。

主要问题是,在整个CCD传感器上实现电子快门同时影响整个传感器非常容易,而对于CMOS(在新的DSLR上为首选),它在每个传感器中都需要附加电路。可以这样做,但代价是很高的-动态范围,分辨率和/或成本。例如,索尼F55是一款具有全帧8.9MP CMOS传感器且具有全球快门电路的面向视频的相机机身,2015年的成本高达2.9万美元,是佳能/尼康高端机身的4倍之多。更高的分辨率,但没有快门电路。

通常,CMOS传感器会被重置并逐行读取,这比现代机械快门要花费更多的时间,因此滚动快门效果更差,最大同步速度也更慢。

最近的许多照相机都提供了电子第一快门帘的选项,其中曝光从顺序启用的传感器行开始,并由机械快门帘以相同的速度跟随结束。电流传感器从一个边缘到达另一边缘的速度可能比1/100秒慢一点,与1970年代的机械百叶窗相当。尽管一次仅暴露一条缝隙可以实现更快的速度,但是该速度决定了滚动效果的量和最大同步速度。

对于全电子快门,后帘也必须是电子的。这将关闭并擦除该行,因此必须先读取数据。读取数据甚至比打开行还要慢,这会削弱最大同步速度并加剧卷帘快门效果几倍。

在视频/实时取景模式下,可以通过跳过大多数行来“加速”电子快门,从而降低分辨率。通过减小位深度,可以进一步减少传输的数据-这体现在动态范围的减小。

CCD在紧凑型产品中很常见,它们经常使用电子快门。在某些较旧的尼康数码单反相机(例如D1或D70)上,已经使用了电子快门CCD来提高速度。据报道,在这些相机上,使用电子快门的快门速度有时会在普通色调区域出现网格状图案。

我怀疑您只想到了常用的焦平面快门;叶片百叶窗百叶窗的另一种机械设计。它的主要优点是安静并且可以以任何速度同步闪光,因为快门始终会完全打开。但是叶片式百叶窗要么需要位于孔径光阑的位置(即,在每个镜头中),要么需要专门设计的镜头,其节点在镜头和像平面之间的一定距离处。第一种选择是昂贵的,用在许多中等格式的系统中。另一个对镜头设计有限制,但已在某些旧的SLR型号(例如Topcon Auto 100)中使用。

在佳能SX30IS上,快门(可以达到1 / 3200s)很可能不是爆速的限制因素。数据带宽很可能会限制速度-即使当您拍摄低分辨率图像时,相机仍会从传感器读取所有14MP图像,以提供最佳图像质量。在视频中,图像质量不如帧速率重要,因此相机仅读取传感器上选定的行和列。

根据规格,关闭LCD可以帮助您达到1.3 fps。或者,如果您希望将图像质量换成连拍速度,则只需拍摄视频并稍后提取帧。


同样,内存的速度会影响帧速率。速度较慢的卡将需要更长的时间来写入数据。
克里斯

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@chris通常是的,但是按规格来说爆破率这么低,我怀疑有人会发现存储卡会更慢-同一存储技术可以很容易地将图像存储在其他相机上几倍的速度
Imre

好吧,您的前提是“一次影响整个传感器的电子快门只能在CCD传感器上实现”是不正确的。有液晶百叶窗,我知道至少从十年前开始就在数百万美元的系统上使用它们(无法透露细节)。问题是,为什么尚未在高端相机中实现该技术?如果是的话,那么机械快门的需求是什么?
ybungalobill

@ybungalobill感谢您指出,进行编辑以澄清这一点。这项技术似乎在高端相机中实现的,但大多数人不会认为百万美元的系统(甚至3万美元的系统)是摄影的可行选择:)
Imre 2015年

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视频不使用机械快门。百叶窗保持打开状态。称为卷帘的东西用于扫描传感器。这会花费时间,并且不会像机械快门那样1/4000曝光的瞬间发生,因为传感器上的所有位置均在同一时刻记录。以30 fps的速度拍摄时,每帧实际上是1/30秒,因此,这种类型的捕获实际上与使用机械快门单击单个帧时不同。由于相机只能处理这么多像素并将它们写入媒体,因此分辨率也会降低。

因此,如果您不使用机械快门,则会得到较低的分辨率和更多的模糊效果,更不用说卷帘快门中的翘曲和其他影响了。


而且您最终也会得到慢得多的快门。除了最高质量的相机外,最快的快门速度可能是最好的1 / 30、1 / 60。
jwenting 2011年

几年前我使用的佳能XL-1允许我选择一个快门速度,该速度当然快于或等于帧速率,但并没有强制要求相同。此外,CHDK还可以使佳能P&S相机在没有机械快门的情况下下降至1/60000秒。
乔伊

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这个答案描述了CMOS传感器;使用CCD,电子快速快门是可行的,并且在紧凑型相机中非常普遍。
伊姆雷(Imre)

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rfusca说了什么。D3和1D4使用机械式全画幅快门可拍摄9-10fps。全画幅快门可以轻松地在1/125秒内循环,因此帧率不是问题。

将传感器的10 mp以上转储处理为jpeg,然后将其写入卡中并不是一件容易的事。

拍摄视频与高速摄影完全不同,因为可以传输数据,并且硬件和编解码器与当前的任务相匹配。

1080p约为2百万像素,压缩方案(除了已经高度优化之外,在消费类相机上的低速率)甚至可以部分在硬件中完成。

您所描述的更像是一台RED相机,它更倾向于具有10+百万像素cmos传感器的高速相机,该传感器可捕获压缩的“原始”图像,本质上仍是有损X> 1:1比率jpeg方案。

这说明存在两个问题,一个是设备间/设备到存储之间的带宽,第二个是后期处理的可行性,Red在存储到媒体上以供以后编辑之前通过处理原始硬件解决了这种问题。

红色是巨大的,并具有带散热器和风扇的主动冷却系统。这不是您一个人可以用两只手携带的典型毫瓦嵌入式芯片。

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