什么是卷帘门?我什么时候必须知道?


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在回答另一个问题时,亚当·戴维斯写道:

您的相机通过使用高于给定速度(通常为1/200左右)的卷帘快门使此操作复杂化。这意味着在任何给定时间,只有一部分图像传感器会暴露于场景,因此,如果在曝光期间光线发生变化,则颜色变化只会影响图像传感器的一部分。

数码单反相机摄影背景下,通常还会提到卷帘门。但是,我尚未看到有关卷帘门,它如何工作以及何时重要的讨论。

什么是卷帘门?

对我的照片使用一个有什么含义?


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亚当所说的实际上并不是滚动快门,而只是焦平面快门。在1/200以上也没有什么特别的。
thomasrutter 2011年

Answers:


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亚当指的是什么

亚当所说的实际上并不是滚动快门,而只是焦平面快门。在1/200以上,它也没有任何特殊之处,只是快门帘幕的效果具有一些有趣的特性,这些特性在较高速度下会变得更加明显。

维基百科页面上图(转载如下)最能说明它。本质上,快门由两个帘幕组成,两个帘幕从上到下(或在某些胶卷相机中从左到右)快速连续移动。它们之间的差距就是曝光图像的原因。

焦平面快门,低速

焦平面快门,低速。黑色正方形是传感器,红色和绿色正方形是第一帘和第二帘

焦平面快门,高速

焦平面快门,高速。黑色正方形是传感器,红色和绿色正方形是第一帘和第二帘

如果快门速度足够快,则第二个快门将在第一个快门完全打开之前开始关闭,因此不会一次曝光整个框架。因此,您会遇到这样一种情况,即任何真正快速发生的事情(例如照相机的闪光灯或荧光灯的振动)都可能导致光线无法覆盖整个画面,而是在光线所处的顶部到底部之间创建条带或渐变。不同。

该图显示了快门在大多数35mm机械胶片相机中的水平移动,而带有电子控制快门(胶片或数字)的现代相机几乎都具有垂直快门。它具有相同的效果,但方向不同,相差90度。

卷帘效果是什么

应用于数字视频的卷帘快门效果与上述效果完全不同且完全无关。实际上,滚动快门效果实际上并没有涉及物理快门,因此之所以称为常规快门快门是因为它类似于电影摄影机的快门在画面上移动的方式。在数字视频中,卷帘效应是CMOS传感器读取方式的结果。

当处于实时取景或视频模式时,CMOS传感器在每个视频帧均被读取时表现出卷帘快门效果。而不是一次捕获整个帧,而是从帧的每一行开始,从上到下依次读取信息。在大多数相机上,整个过程最多需要1/30秒。当手持或移动照相机时,会在录制的视频中产生类似果冻般的摆动效果。

在给定的传感器中,无论快门速度如何,该滚动快门都会同样发生,尽管快门速度较慢,由于额外的运动模糊,在主体运动中可能不太明显。当将相机固定在三脚架上或稳固摇摄时,效果通常并不明显,但在手持或快速移动相机时效果更明显。

具有高于每秒30帧(而不仅仅是通过重复帧)的帧速率的CMOS传感器将显示出较少的卷帘快门效果,因为它们的传感器被设计为可以更快地读取。

CCD不会受到卷帘快门的影响。


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是的,很好,谢谢。如果人们感到疑惑,这些图显示的是快门水平移动,而现代相机似乎有垂直快门。虽然效果一样。
thomasrutter 2011年

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可能值得注意的是,如果在其扫描模式与摄像机相匹配的CRT上显示用卷帘式摄像机拍摄的视频,则CRT的扫描动作将逆转卷帘式快门所产生的伪像。例如,一条近垂直线从右到左移动的视频将使它们偏斜,因此底部向左移动,但是CRT显示一条近垂直线的视频将使它们偏斜,从而底部向右移动。但是,我不知道有任何尝试准确模拟这种行为的现代显示器。
超级猫2014年

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卷帘维基百科的文章不同意“的开幕句子滚动快门的效果是什么上面”一节。在WP中:“卷帘快门……不是通过在单个瞬间拍摄整个场景的快照而是通过快速扫描整个场景来捕获的” 并且,““卷帘”可以是机械的或电子的。”
scottbb '16

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确实,经典的“倾斜” 1920赛车图像恰好是卷帘效应,其原因是擦拭百叶窗从底部到顶部逐渐暴露场景。
scottbb '16

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我的回答与您在Wikipedia上指出的一致。您认为矛盾在哪里?
thomasrutter '16

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滚动快门是一种图像捕获方法,它不是通过在单个时刻即时拍摄整个场景的快照,而是通过快速(垂直或水平)扫描整个场景来拍摄的。

使用卷帘百叶窗的含义可能会导致快速移动的物体产生可预见的变形,或者产生快速的闪光,例如晃动(果冻效应),歪斜,拖影和部分曝光。

几个例子:

欧洲直升机公司EC-120的照片

由于卷帘百叶窗的作用,转子叶片似乎比平时后掠更多。

灯光

表现出部分曝光的照片。光照条件在照片顶部和底部的曝光之间改变。

图片由The Slow Mo Guys摄

香槟软木塞的阴影表明它已经击中了脸部,但软木塞仍悬在空中。

可以通过以下动画来解释这种返时现象(颜色变化表示快门从上到下垂直滚动):

The Slow Mo Guys将香槟软木塞吹到脸上

这是The Slow Mo Guys的演示,说明基于佳能EOS 7D的卷帘如何工作:

慢动作卷帘

有关:

看更多:


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除了使用机械快门一直打开的视频来拍摄香槟软木塞序列外-且由于图像在传感器上反转,因此传感器从传感器的底部到顶部(反转图像的顶部到底部)进行扫描。如果是在“静止”模式下使用机械快门拍摄的,则软木塞将在阴影之前,因为框架的底部(传感器的顶部)将先被暴露。有关此特定测试的更多详细信息,请参见此处
Michael C

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亚当的术语有点过头了-您不会在1 / 200s左右获得卷帘门,但是卷帘门的底边在顶部边缘完全打开之前就开始关闭了,但是效果是一样的(卷帘门意味着场景不断从上到下读出)。

实际上,高速获得的是一条狭缝,该狭缝使传感器向上移动,一次露出一个零件。这对曝光期间照明的大量变化(例如闪光灯)或在交流环境中变化的原始环境的荧光灯有很大影响。

很多相关问题供进一步阅读:


不,卷帘式快门并不意味着重复读取图像。
Guffa 2011年

是不是 查看我对您答案的评论!
Matt Grum

奥托马尔·安舒兹(Ottomar Anschutz)于1883年发明的内部焦平面快门是“内部卷帘百叶窗”。这是用于照相机,而不是电影摄影机。在此之前,将卷帘门放在镜头前。这个词已经存在了很长时间。
Michael C


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快门实际上是两个快门,一个向上滑动,另一个向下滑动。一个用于开始曝光,另一个用于结束曝光。

打开快门需要一点时间,因此,如果只有一个快门,则图像顶部和底部之间的曝光时间会有所不同。例如,如果快门需要1/1000 s。打开时,这意味着当以1/100 s曝光时,顶部和底部之间的曝光时间相差20%。

术语滚动百叶窗是在第二百叶窗在第一百叶窗完成打开之前开始关闭时使用的。在极端情况下,这意味着只有薄薄的开口横穿薄膜/传感器。您可以从单个百叶窗以窗帘的形式获得相同的功能,该百叶窗具有在介质上滚动的开口,但是这种结构在曝光时间方面将给您带来更少的灵活性。


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我不同意该术语,滚动表示某个周期中不断发生某些事情,例如滚动名册或运动中的滚动替代品,因此仅适用于像实时取景一样以电子方式逐行重复读取图像,而不适用于机械快门的操作。
Matt Grum

@Matt Grum:例如,这与您不同意:en.wikipedia.org/wiki/Rolling_shutter
Guffa 2011年

那是Wikipedia,您的文章似乎在这个主题上自相矛盾:“此方法是通过在可曝光的图像区域上滚动(移动)快门而不是同时曝光所有图像区域来实现的(快门可以是机械快门这种方法的优点是图像传感器可以在采集过程中继续收集光子,从而提高了灵敏度。” 图像传感器如何使用机械卷帘快门继续收集光子?
Matt Grum

nb我没有拒绝您的投票,尽管对滚动的定义存在意见分歧,但您的答案其余部分仍包含有用的信息……
Matt Grum11年

维基百科有时喜欢自相矛盾。另请参阅有关焦平面快门的文章,该文章在任何时候都没有将其称为“滚动快门”,en.wikipedia.org / wiki / Focal -plane_shutter-有趣的是,它们甚至包括与焦平面快门示例相同的直升机图像影响。我认为,这就是我个人的感觉,这是一个普遍的误解,那就是“滚动百叶窗”是什么。
thomasrutter 2011年
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