Shutter type что это

Фотоблог 365

29 августа 2016 г.

Глобальный затвор или роллинг-шаттер?

Есть три вещи в жизни видеорежиссера: работа до глубокой ночи, налоги и CMOS-сенсоры.

СMOS, по-русски называется КМОП — комплементарная структура металл-оксид-полупроводник. Все равно понятнее не стало.

Сенсоры сделанные по технологии CMOS являются неотъемлемой частью жизни оператора и режиссера, которые работают с цифровыми камерами. Некоторое время назад фотовидеоиндустрия перешла от массового использования CCD-матриц на CMOS. Основная причина — удешевление производства. Но есть и некоторые улучшения в плане качества, которые появились в результате инженерных изысканий, когда промышленность сосредоточилась на CMOS. Однако один неприятный эффект так и преследует любителей и профессионалов цифровой съемки. Он называется «роллинг-шаттер», что в можно перевести как «скользящий затвор».

Нужно обязательно сказать, то этот эффект есть не во всех CMOS-сенсорах, хотя может показаться, что он везде. В дорогих профессиональных камерах используются CMOS-сенсоры с глобальным затвором. Например Sony PMW-F55, Blackmagic Production Camera 4K, URSA 4K, URSA Mini 4K, AJA CION, все они используют сенсоры выполненные по технологии CMOS, но без роллинг-шаттера.

Что же означает «роллинг-шаттер» на практике? Технический термин «rolling shutter» относится с схеме считывания данных с цифровой фотоматрицы. То есть он не связан с фиксацией изображения, а только с его получением. Система «скользящего» считывания, построчно «сканирует» матрицу, получая кадр по частям, строка за строкой. Обычно процесс происходит сверху-вниз, но в редких случаях можно встретить горизонтальное считывание (просто поверните телефон вертикально. хотя нет, не стоит так снимать). Подавляющее большинство CMOS-сенсоров устроенны именно так, они используют роллинг-шаттер. Но, нужно сказать спасибо инженерам, существую сенсоры, в которых считывание кадра организовано иначе. CMOS-сенсоры с глобальным затворов сканируют всю область изображения за один раз. При этом практически все CCD-сенсоры тоже имеют глобальный затвор, но там есть другие проблемы, из-за которых отчасти и произошел переход на CMOS. В матрицах CCD сразу считываются все «столбцы» изображения. Поэтому, если в одном месте кадра есть яркая точка, то она может дать вертикальную полосу на всю высоту кадра. Один пиксел как бы забивает максимальной яркостью весь столбец изображения. Такие эффекты были хорошо заметны на старых аналоговых видеозаписях.

Но в данный момент подавляющее большинство фото- и видеокамер использует CMOS-сенсоры с роллинг-шаттером, из-за чего очень часто встречается эффект наклонных вертикальных линий. В самых дешевых камерах ситуация настолько плоха, что вертикальные линии превращаются в «желе» — множественные изгибы изображения в одном кадре. То есть скорость построчного считывания в таких матрицах еще ниже.

Считывание изображения происходит построчно сверху вниз

Заметные дефекты изображения в современных камерах не так сильно заметны как раньше. Артефакты появляются в сценах с быстрыми объектами, или при быстром панорамировании. Наиболее заметен роллинг-шаттер в маленьких легких камерах без оптического стабилизатора, т.к. использование штативов с такими камерами явление очень редкое, а съемка производится с рук. Очень заметен эффект при съемки транспортных средств типа автобусов или поездов, когда они проезжают мимо оператора. Интересные эффекты можно обнаружить при съемке вращающихся объектов. Они могут очень причудливо изгибаться и даже прерываться, в зависимости от скорости вращения. В целом, чем быстрее движение в кадре, тем более заметен эффект.

Эффект от роллинг-шаттера имеет достаточно большой разброс в разных сенсорах. По большому счету верно правильно, что чем выше разрешение сенсора, тем более заметен эффект. Но, очевидно, что работа над решением этой проблемы ведется и есть масса камер с серьезными разрешением, но очень незначительным роллинг-шаттером. Например сенсор ALEV III CMOS в камерах ARRI Alexa и Amira, имеет настолько незначительные эффект, что обнаружить его можно только в самых быстрых съемках. Некоторые кинематографисты даже считают, что очень быстрый роллинг-шаттер дает более эстетичную и кинематографичную картинку по сравнению с камерами, в которых используются сенсоры с глобальным затвором. Возможно это как-то связано с традиционными киносъемочными аппаратами, в которых, можно сказать, используется технология экспонирования кадра больше похожая на роллинг-шаттер.

Остается открытым вопрос, по какой причине массовые сенсоры не перевели на глобальный затвор? Как и везде в мире, такое положение вещей стало результатом компромисса. Если сравнивать два идентичных сенсора, которые отличаются только способом считывания, то окажется, что глобальный затвор больше влияет на разогрев сенсора, снижает динамический диапазон и дает более шумное изображение, по сравнению с роллинг-шаттером. Сейчас можно разработать CMOS-сенсор с глобальным затвором таким образом, чтобы компенсировать различные негативные аспекты, однако расходы на разработку и изготовление таких матриц будут значительно выше. Поскольку сенсоры с роллинг-шаттером обеспечивают хорошие характеристики и позволяют снизить бюджет производителя, они в данный момент доминируют на рынке. Технология отработана и массово используется в самых различных устройствах.

Каким способом можно бороться с артефактами современных массовых CMOS-сенсоров? Если вы понимаете проблему и знаете ограничения вашей техники, то можно попробовать избежать некоторых видов съемок, с которыми могут быть проблемы. Либо проводить их используя дополнительные приспособления и правильную пост-обработку. Например попробовать решить проблему с вращающимися объектами можно с помощью увеличения выдержки, чтобы объект оказался размытым. Использование стабилизаторов типа Steadicam или MōVI, в некоторых случаях поможет избавиться от эффекта «желе» либо значительно его уменьшить.

Источник

Rolling Shutter (роллинг шаттер) в видеосъемке

Появление роллинг шаттера совпадает с моментом, когда в фото/видеосъемочной технике стали применяться матрицы CMOS (КМОП-сенсор). В отличие от матриц CCD (ПЗС-сенсор), CMOS обычно фиксирует изображение построчно, сверху-вниз. Таким образом, при движении в кадре матрица не успевает зафиксировать информацию со всего кадра, и на обработку подается лишь информация с нескольких строк. Тем временем объект в кадре уже изменил свое положение, соответственно, изменилось и его положение на матрице. Такое нескончаемое запаздывание матрицы за движением в кадре приводит к появлению роллинг шаттера.

Скорость снятия информации в разных сенсорах может различаться. Более того — разные CMOS-матрицы имеют разное же количество пикселей, и, соответственно, строк, с которых требуется снять информацию. Неизбежный вывод: чем медленнее матрица, тем медленней происходит снятие информации с ее строк. Аналогично и с количеством пикселей — чем бо́льшим количеством пикселей обладает матрица, тем медленней происходит снятие с нее информации, строк-то ведь больше.

Как проявляется роллинг шаттер?

Следующие ролики покажут оба типа дефекта во всей красе:

2. Желе. Зрительно проявляется в виде нестабильной картинки, так, словно перед камерой колышется абсолютно прозрачная желеобразная масса, хаотично искажая весь кадр. Этот дефект возникает при неупорядоченном перемещении камеры во все стороны, или, иначе говоря, когда при съемке оператор машет камерой, словно метлой. Степень желейности зависит как от быстродействия матрицы, так и от скорости «подметания». В некоторых, особо запущенных случаях, когда матрица откровенно медленная и/или имеет слишком большое количество пикселей, желе может проявляться даже при почти, казалось бы, статичной съемке с рук. Дело в том, что мелкая дрожь, идущая от руки, преобразуется встроенным стабилизатором в более плавное перемещение, которого оказывается достаточно для появления роллинг шаттера.

3. Горизонтальные пересвеченные полосы в кадре. Возникают при срабатывании фотовспышки (молнии и пр.). Это абсолютно неизбежный дефект, который возникает всегда при резком изменении освещенности, и если камера оснащена CMOS-матрицей с построчным снятием информации. Появление этих полос гарантируется независимо от скорости считывания с матрицы. Медленная ли она, быстрая ли — неважно. Полосы обязательно будут, только длительность их присутствия в кадре окажется разной.

Резюмируем: чем бо́льшим количеством пикселей обладает матрица видеокамеры или фотоаппарата, и чем ниже скорость передачи данных с этой матрицы, тем сильнее выражен роллинг шаттер. Касаемо видеокамер хотелось бы отметить: для видеосъемки с разрешением Full HD вполне достаточно двух-мегапиксельной матрицы. Если же такая матрица окажется еще и быстрой, то роллинг шаттер проявится только в случае с фотовспышкой. А бороться с фотовспышками несложно: достаточно выгнать всех назойливых фотографов из помещения, где производится видеосъемка, это самый надежный способ борьбы с фотовспышечным роллинг шаттером.

Способы борьбы с роллинг шаттером

Обратите внимание на разницу углов в исходном и обработанном видео. Если в первом случае, когда весь кадр имеет наклон, программа сумела чуть исправить положение, то во втором случае с проезжающим автобусом фильтр оказался бессилен. Что и требовалось доказать.

Сделаем вывод: избежать роллинг шаттера в ваших съемках поможет только отсутствие тряски, фотовспышек, и быстродвижущихся объектов. Звучит смешно, однако факт. Где-то глубоко в душе — очень глубоко — теплится надежда, что разработчик наконец-то одумается, и перестанет встраивать медленные многомегапиксельные матрицы в видеосъемочные гаджеты. Но, поразмыслив, понимаешь, что это из области фантастики. Так как маркетологи, у которых задача продавать, немедленно вмешаются в ситуацию с быстрыми матрицами, и заставят инженеров довести количество пикселей в датчиках до очередных космических величин. Продажи таких камер, конечно же, вырастут:

— Ого, гляди-ка, 100 мегапикселей! Дайте две!

Но что станет результатом подобного увеличения количества пикселей в быстрых матрицах? Правильно!

Источник

Global shutter vs Rolling shutter: подробный разбор

Rolling shutter (Скользящий затвор) и Global shutter (Глобальный затвор) описывают две различные последовательности, с помощью которых изображение может считываться с датчика CMOS. В режиме скользящего затвора различные линии массива экспонируются в разное время, когда считываемая «волна» проходит через датчик, тогда как в режиме глобального затвора каждый пиксель в датчике начинает и заканчивает экспозицию одновременно (схематично, это можно увидеть на рисунке 1).

Рисунок 1.Принцип действия.

Режим скользящего затвора (Rolling Shutter)

Режим скользящего затвора, по сути, означает, что смежные ряды массива экспонируются в несколько разное время, когда считываемые «волны» проходят через каждую половину датчика. То есть каждая строка будет начинать и заканчивать свою экспозицию, слегка смещенную по времени от соседней строки. При максимальной скорости считывания 560 МГц это смещение между выдержками в соседних рядах составляет 10 мкс. Механизм считывания показан на рисунке 1. С точки зрения показаний датчик разделен пополам по горизонтали, и каждый столбец считывается параллельно, строка за строкой. При съемке серии изображений с помощью Rolling Shutter можно работать в режиме непрерывного «перекрытия», в результате чего, после считывания каждой строки он сразу входит в следующую экспозицию. Это обеспечивает рабочий цикл на 100%, что означает, что между экспозициями не теряется время и, что еще важнее, не теряются фотоны. При максимальной частоте кадров для данной скорости считывания (например, 100 кадров в секунду при 560 МГц) датчик непрерывно считывает данные в режиме перекрытия, т. е. как только полоса считывания достигает верха и низа сенсора, он немедленно возвращается в центр чтобы прочитать следующую экспозицию.

Потенциальным недостатком режима скользящего затвора являются искажения и артефакты на изображении. Артефакты появляются в сценах с быстрыми объектами, или при быстром панорамировании. Очень заметен эффект при съемки транспортных средств типа автобусов или поездов, когда они проезжают мимо камеры наблюдения. В целом, чем быстрее движение в кадре, тем более заметен эффект.

Еще одним недостатком является то, что различные области экспонированного изображения не будут точно соотнесены во времени с другими областями, что может быть важно для некоторых видов использования. Последний и очень важный фактор заключается в том, что синхронизация (например, активация источника света или движение периферийного устройства) с показаниями затвора может быть затруднительной, а также может привести к более медленным циклам и частоте кадров по сравнению с достижимыми в глобальном затворе.

Режим глобального затвора (Global Shutter)

В режиме глобального затвора все пиксели массива экспонируются одновременно, что позволяет захватывать «стоп-кадр» быстро движущихся или быстро меняющихся событий. Глобальный затвор может быть сконфигурирован для работы в режиме непрерывного «перекрытия», при котором экспозиция может продолжаться, пока предыдущая экспозиция считывается из узлов считывания каждого пикселя. В этом режиме датчик имеет полный рабочий цикл 100%, что снова приводит к оптимальному временному разрешению и эффективности сбора фотонов. В течение всего этого цикла не существует периода «кратковременного» считывания, как в скользящем затворе. Важно отметить, что режим Global Shutter очень прост в синхронизации и часто дает более высокую частоту кадров, чем попытки синхронизации с Rolling Shutter с тем же временем экспозиции.

Сравнительная таблица плюсов и минусов

Рисунок 2.Съемка движущихся и вращающихся предметов (Global Shutter слева,Rolling Shutter справа).

В данный момент, подавляющее большинство камер используют CMOS-сенсоры со скользящим затвором. Поскольку сенсоры с роллинг-шаттером обеспечивают достаточно хорошие характеристики и позволяют снизить бюджет производителя, они в данный момент доминируют на рынке. Технология отработана и массово используется в самых различных устройствах. Эффект искажения на изображении при использовании камеры с роллинг-шаттером имеет достаточно большой разброс в разных сенсорах и как правило чем выше разрешение датчика изображения,тем более заметен этот эффект. Если сравнивать два идентичных сенсора, которые отличаются только способом считывания, то окажется, что глобальный затвор больше влияет на разогрев сенсора, снижает динамический диапазон и дает более шумное изображение, по сравнению с роллинг-шаттером, но в того же время обладает рядом существенных преимуществ по сравнению со скользящим затвором при съемке быстродвижущихся или вращающихся объектов (рисунок 2). Важно отметить, что сейчас можно разработать CMOS-сенсор с глобальным затвором таким образом, чтобы компенсировать различные негативные аспекты, однако расходы на разработку и изготовление таких матриц будут значительно выше.

Источник

Когда глобальный затвор доберется до фотоаппаратов?

Электронный глобальный затвор позволяет считывать сигнал с каждого пикселя на сенсоре независимо и одновременно со всеми остальными. В первую очередь глобальный затвор позволяет избавиться от эффекта Rolling Shutter.

Про глобальный затвор

Глобальный затвор уже есть у некоторых кинокамер:

Самый большой сенсор с электронным глобальным затвором использует кинокамера Canon C700 FF GS PL, у которой физический размер матрицы составляет 38.1 Х 20.1 мм, что по площади всего чуть меньше классического узкого формата для фотосъемки размером 36 Х 24 мм.

Рано или поздно электронный глобальный затвор доберется и до фотоаппаратов. Пока что его не внедряют в массовый сегмент фотоаппаратов из-за определенных ограничений, связанных с производством. А также, считается, что современные сенсоры с глобальным затвором уступают по динамическому диапазону и диапазону ISO подобным классическим решениям.

Глобальный затвор для беззеркальных камер – одно из последних внедрений будущего, которое еще как-то существенно может улучшить качество, удобство и надежность современных камер с механическим или электронно-механическим затвором.

Комментарии к этой заметке не требуют регистрации. Комментарий может оставить каждый. Для подбора разнообразной фототехники я рекомендую E-Katalog и Aliexpress.

Источник

вот вам кадр из видео на выдержке 1/4000

вот только по легенде этого плохого эффекта, он обязан быть даже на фото режиме камеры оборудованной затвором со шторками. вот вам пруфы этой легенды:
https://en.wikipedia.org/wiki/Focal-plane_shutter#Disadvanta.

смешная картинка, правда? как в мультике) это все потому, что ваше фото во всех ваших домашних камерах имеют вот такую штуку называемую «затвор со шторками»

вот вам ФОТО кадр того же вентилятора на ту же фото камера в ФОТО режиме со шторками:

и как вам? сильно испорчен? то что немного смазано, так это он крутится на огромной скорости. по информации из ссылки на википедию выше, этот вентилятор должен быть таким же испорченным как и на видеокадре из начала текста.

ПА БАААМ! миф разрушен! кто-то нам всем врал все это время

зы. это еще одно интересное видео без перевода, можно смотреть с субтитрами
https://www.youtube.com/watch?v=iCErs_7csf4

Видеомонтаж

608 постов 4.7K подписчика

Правила сообщества

Критикуй, мамкин оператор.

Эффект вызван построчным считыванием ПЗC матрицы.

Не понимаю, с чем спорит автор.

В видео-режиме копирование с матрицы во внутреннюю память идёт поблочно/построчно, поэтому появляется эффект разного времени экспозиции.

А в фото-режиме матрицу экспонируют и «фиксируют» один раз, поэтому получается одно время экспозиции по всему кадру.

Я доходчиво объяснил?

О, щас будет интересно в комментах )

Осталось автору понять, что Global Shutter на видеокамере и на фотоаппарате это реально другое(сам так же попадался).

Да и про особенности CMOS матриц почитать стоит.

и как вам? сильно испорчен? то что немного смазано, так это он крутится на огромной скорости.

Хахаха. бустер хренов. Чувак, читай про global shutter и его отличие от rolling shutter. А еще, в видеокамере вообще никакой шторки нет. Но если камера подороже и с global shutter этого эффекта не будет.

Всё гораздо проще: ТЕХНОЛОГИИ изменились с того момента, как эффект был открыт. Память стала существенно быстрее, а полевики матрицы компактнее.

Но тем не менее, последовательное считывание всё ещё имеет место в большинстве случаев, потому, повторите тест сами, и узнаете много нового (и бесполезного) о конкретно своей камере или телефоне.

Если кратко, вам спиздели про фейк ради накрутки просмотров. Не удивлюсь, если у него камера на TTL сенсоре.

Интересная статья. Не поленился, загуглил, почитал на других ресурсах. О чем автор писал не знаю.

Человек, это ты некое время назад по fps бред нес?

Сказка

Ответ на пост «Уборщицы важны!»

История из 90х со слов моей мамы-педагога.

Идет педсовет, распахивается дверь, залетает уборщица и начинает кричать и требовать что-то у директора.

Он: «Выйдите! Иначе уволю. «

Первый раз все видели, чтобы директор растерялся))

Просьба к публикациям с косплеерами

Обращаюсь к любителям к косплея и публикантам:
Не могли бы вы в начале поста прикладывать изображение косплеируемого персонажа, даже если он вам кажется известным? Здесь далеко не все в теме игр, аниме и мультсериалов. Это позволило бы оценить сходство и авторский подход к персонажу, а не только лишь формы моделей.

Предложение

Ответ на пост «Открой банку»

О, у меня похожая история!

Желаю всем понимающих партнеров 🙂

Учителя, рассказавшего о зарплате, обвиняют в экстремизме

🇷🇺Сельского учителя, опубликовавшего посты о жизни на 14 тысяч рублей, обвиняют в экстремизме

Уволили с работы

Продолжение поста «Бородатый шашечник»

Бойца ММА Чоршанбе «все русские — нацисты» Чоршанбиева отпустили из полиции, выписав два штрафа. Боец стал на 10 тысяч рублей беднее.

Чоршанбиева задержали утром в Москве. При нём были таджикские права (в России недействительны), а полиса ОСАГО, наоборот, не было. Кроме того, борец записывал в Инсте видео, где демонстрировал опасную езду. А про то, как он не любит Россию и все русские — нацисты, он рассказывал на стриме ещё в августе 2020-го.

Итог: «Тойота Камри» Чоршанбиева отправлена на штрафстоянку. Чтобы забрать её, надо будет заплатить 9к за езду без прав и 1к за то, что не было страховки.

Вот и всё, можешь продолжать бесоебить.
Он потенциальный убийца, почему не в тюрьму или миллион штрафа. Почему так?

Блокировка TOR в России

Ну что народ, соберёмся против дилеров?

Устал пока прикреплял эту картинку

Глаза боятся. а руки из ж»пы

Хроники Амбера. Пересказ простым языком, часть 1

В таком случае у вас два варианта: либо вы герой серии книг Роджера Желязны «Хроники Амбера», либо:

Попутно герой вспомнил, что попал в аварию на автомобиле, но больше ничего. Медбрату с помощью силы своего убеждения и железного прута из кровати герой пояснил, что принимать очередную дозу он не хочет, позаимствовал белый халат и пошел искать доктора, не иначе как с целью победить того и занять его место. Найдя доктора он опять же силой своего убеждения и отобранного у доктора пистолета герой узнал, что его зовут Кори и что в клинику его привезла сестра Эвелин. Угрожая судом за несанкционированные бэд-трипы, Кори выбил у доктора адрес, отступные в виде пачки долларов, чистой одежды и такси. Последнее было важным, ибо поциент всё ещё не знал где находится, и только когда доктор звонил, узнал, что находится в клинике Гринвуд на севере штата Нью-Йорк.

Флора, узнав, что Рандом едет сюда под покровительство Корвина, одним взглядом дала понять, что он гений тактики и стратегии. Ничего не понимающий Корвин кивал с важным видом до самого прибытия брата.

Ребята, если вам пересказ Хроник Амбера всё таки интересен (дальше пойдёт бодрее, ибо надо сначала читателей ввести в курс дела), дайте знать комментами да оценками, я всё равно всё читаю, даже бред)

Источник