为什么相机只使用一次曝光而不是整合许多非常快速的读取？

我从来不明白为什么相机需要具有特定速度的快门，以及为什么无法在后处理中对其进行调节。我认为目前的传感器是一种不可或缺的工作方式：它们可以在百叶窗打开的整个过程中节省到达它们的光量。但是为什么它们不能以差异方式工作？

我的想法是：将快门速度设置为长时间打开，超过所需的速度...例如在日光下将其设置为1秒，按一下按钮，快门打开，传感器启动进行记录，但以一种差分方式进行记录：它将节省每0.001秒到达其的光量1秒。这样，我可以获得更多信息，实际上我在一秒钟内记录了1000帧，并且在后处理中，我可以选择仅集成前十个，以模拟0.01秒的镜头，或者集成前一百个，以模拟0.1秒的镜头。第二次曝光

通过复杂的处理或手动选择区域，我什至可以决定对最终图像的不同部分使用不同的曝光，例如，地面曝光0.1秒，天空曝光0.03，天空100帧， 30帧的天空。

是否有意义？相机为什么不以这种方式工作？

问题是读出速度。在一般情况下，您无法以足够快的速度读取整个传感器。即使可以。一遍又一遍地应用读取噪声，这也会对图像质量产生不利影响。

至少使用CMOS传感器，您可以在任意位置进行读取，但是使用CCD传感器，每一行都移到下一行以执行读取。这就是为什么当光线太亮时，在使用CCD的相机预览中会出现垂直条纹的原因。

这就是摄影师选择快门速度的原因：冻结一小段时间。如果您没有足够快地停止快门，人们几乎总是会变得模糊。

我认为他们可以那样工作，但是有两个大问题：

1. 随着传感器现在工作，读取噪声仅发生一次。对于许多非常短的读取，读取噪声将变得复杂。
2. 数据量超出了我们的处理能力。这既是实际读取传感器的问题（读取的数据太多），而且生成的RAW文件将比今天大几个数量级。

在最初的问题中，您以¼分之一秒为例。实际上，这根本不是一个非常长的快门速度，已经是我们当前相机的10倍。对于这是真正有意义，我们需要的技术到读取传感器比快10到100倍的一点是 -这显著化合物的问题。

第二个问题将在一，两年内由摩尔定律解决，第一个问题也可能会随着电子器件的小型化和精确化而解决。就目前而言，这是不切实际的。

Olympus OM-D E-M5实际上具有在长时间曝光中显示曝光“显影” 的功能，但是通过在两次读取之间花费最少半秒钟的时间来避免上述问题：它仅对长时间曝光有用。

但是，在未来，更好的电子产品，所有摄像机可能会以这种方式工作，并与多更多的可用存储空间，他们还不如连续记录。“快门”按钮仅用于将流的一部分标记为有趣，以供以后开发。当我们在摄影机上时，请抛开镜头并将其制成360º光场相机。也可以根据实际情况来选择取景，光圈和对焦，这将关于相机基础的传统知识完全抛诸脑后

正如很多人提到的那样，这是读取速度方面的问题。成像电路无法简单地即时“获取”传感器像素值，必须逐行读取它们。

然后，您还必须考虑这些像素更新值的去向。即使进行了某种压缩，假设后面的帧相对于前面的帧具有较低的熵，它们也将占用大量空间。而且，发生不可压缩性的数据将减慢整个过程的速度-由于无法保证新帧相对于旧帧的可压缩性，因此系统仍需要有足够的带宽来覆盖最坏的情况而不会降低性能。

最后，（这有点老套），需要考虑海森堡不等式或不确定性原理的影响。在每个样本中，我们对测量都有一定程度的不确定性。通过抽取很多样本（显然每个样本我们都缺乏信心，否则我们只能选择一千个左右的帧），就可以在每个帧中获得不确定性，而不仅仅是一次。当组合多个帧时，这将变得更加复杂，现在最大的不确定性乘以您要组成最终图像的帧数。在最坏的情况下，这可能会大大降低图像质量。

尽管您的想法很吸引人，但有几个原因使它行不通。

文件大小： 考虑生成的图像文件的大小。我的8mp SLR可以提供大约3mb的文件。如果每次按下快门可拍摄100张图像，则我的卡上将占用300mb。卡将填满得太快。另外，这些只是我的相机的数字，它的分辨率相对较低。对于专业相机，其尺寸可以轻松翻一番或三倍。在Raw中，大小可能会再增加三倍左右。最后，我专业拍摄Raw最终每次拍摄可能会超过3GB。

曝光： 有时候，相机需要曝光超过1/100秒。以获得适量的光。如果您在光线不足的情况下拍摄，则所得的图像可能曝光不足，并且可能无法使用。您不能仅合并图像来弥补这一点，因为您无法找到不存在的数据。

噪声： 随着传感器温度升高，它们会显示出一种称为噪声的现象。这是一些照片中明显出现的随机着色像素的斑点。如果传感器一次连续工作一秒钟，则噪声水平将迅速上升，从而可能导致无法使用的图像。

卡写入速度： 存储卡添加信息的速度受到限制。这就是所谓的写入速度。要处理这种大小的文件，卡将需要快速的写入速度。这些卡可能非常昂贵。

因此，总而言之，这是一个有趣的想法，但是它有很多障碍。

我希望这会有所帮助。

可以注意到，由于已经提出了这个问题，所以这种想法已经在（至少一些）智能手机中得到了实现。

由于技术上的限制并没有太大改善，因此当然仅限于在很弱的光线下进行很长时间的曝光（例如，天文摄影）。如果框架中有移动，则可以看到该软件堆叠多个n秒曝光的事实（它们在读出时会有一些轻微的间断）。

随着“结果”图像变得越来越亮，甚至可以在屏幕上实时查看堆叠。

有些相机基本上可以这样工作。搜索高动态范围（HDR）摄像机。成本最低的方法是将曝光包围起来，基本上是拍摄两次或四个不同的曝光，然后将其在内部软件中组合成一个统一的图像。实际上，您可以使用外部软件在任何相机上执行此操作。

我对高端HDR摄像机如何工作的理解是，它们基本上为每个像素动态地计算出一个单独的自动曝光时间，并以此确定场景的实际亮度。这就解决了每个像素都有大量数据的问题，您基本上只存储曝光时间和颜色值超过某个亮度阈值时的颜色值。显然，这需要复杂得多的硬件和软件才能正常工作。

百叶窗有几种不同的类型，但主要的是机械和电子百叶窗（传感器已打开/关闭）。

大多数数码单反相机使用焦平面快门，而摄像机则使用电子快门。因此，听起来像您要集成它们时要做什么，还有其他方法可以实现。

快门的主要原因是曝光，这是摄影的基本原理。

您可能会为您的示例设置一些内容。您可能想看看包围，如果还不够，请使用网络共享。

0.01 = 1/100，并且是良好的快门速度。大多数相机支持的速度高达1/8000秒。

就在最后一部分：

假设它节省了每0.01秒发出的光量，持续1秒。

您仍然需要考虑该镜头的曝光时间，每0.01秒。

除了其他人提出的观点外，暴露还会发生什么？

例如，使用我的传统相机，给定拍摄需要1秒曝光。从本质上讲，这意味着传感器可以一次性记录1秒的光。

好吧，让我们转到您提出的建议，相机记录0.001秒的光量为1000次。所有这些图像曝光不足，因此无用。如果我将它们叠放，将无法获得与传统相机相同的图像，因为叠放不能解决曝光不足的问题。为了使任何东西都接近正确的曝光，我需要一个非常宽的光圈，该光圈（即使您可以找到合适的镜头）也会存在其他问题-景深等。以0.001秒的速度发光，这样图像就不会曝光不足，因此我们会遇到严重的噪点问题。PP中已经使用曝光滑块处理了要包含/排除帧以获得不同曝光的想法。

您可以尝试使用短快门（如您建议的那样）进行拍摄，然后将其堆叠在HDR软件或startrail软件中，以尝试您的想法。

您提到的有关用不同的曝光量拍摄地面和天空以平衡图像的后处理材料已经可以在PP中使用阴影/高光控件和/或拆分色调进行校正。

另外，考虑一下像赛车运动这样的动作摄影，在平移时我需要一个长的快门才能提供速度和运动感。如果我说200张图像的快门时间非常短，那我将不会捕捉到模糊感，并且拍摄效果不起作用。