Migawka elektroniczna na matrycy CMOS /efekt rolling shutter/

[pawel.guraj]

Niestety, niczego mi nie wytłumaczyłeś, a więc odwrócę to pytanie.

Opisy pięknie tłumaczą, dlaczego powstaje efekt "rolling shutter" przy migawce elektronicznej, ale nie tłumaczą, dlaczego nie powstaje przy migawce szczelinowej mechanicznej. W obu przypadkach jest przecież jakaś zwłoka pomiędzy zapisem a odczytem danych.

Bo migawka mechaniczna jest dużo szybsza od elekronicznej.
Przy mechanicznej też powstaje rolling shutter tylko jest, tak w zasadzie, pomijalny.

Dziś migawki mechaniczne mają szybkość około 1/300-1/400s. Elektroniczne (poza Z9, A1, R3) to 1/30, 1/20s.

p,paw

[atsf]

Bo migawka mechaniczna jest dużo szybsza od elekronicznej.
Przy mechanicznej też powstaje rolling shutter tylko jest, tak w zasadzie, pomijalny.

Dziś migawki mechaniczne mają szybkość około 1/300-1/400s. Elektroniczne (poza Z9, A1, R3) to 1/30, 1/20s.

p,paw

No to skąd się biorą takie czary, że przy migawce elektronicznej można uzyskiwać krótsze ekspozycje, np. 1/32.000 s, oraz wyższe prędkości zdjęć seryjnych?

Konkretnie:

1.czas zapisu pojedynczego wiersza w migawce mechanicznej vs elektronicznej np. przy ekspozycji 1/250 s?

2.całkowity czas zapisu danych z matrycy przy mechanicznej vs elektronicznej?

[pawel.guraj]

No to skąd się biorą takie czary, że przy migawce elektronicznej można uzyskiwać krótsze ekspozycje, np. 1/32.000 s, oraz wyższe prędkości zdjęć seryjnych?

Konkretnie:

1.czas zapisu pojedynczego wiersza w migawce mechanicznej vs elektronicznej np. przy ekspozycji 1/250 s?

2.całkowity czas zapisu danych z matrycy przy mechanicznej vs elektronicznej?

Nie rozumiesz jak działa migawka.
Musisz odróżnić szybkość poruszania się lamelki (mechanicznej lub elektronicznej) od odległości pomiędzy lamelkami - to ten drugi parametr definiuje czas naświetlania.

Lamelki elektroniczne poruszają się z prędkością mniej więcej 1/30s, mechaniczne 1/200s.
Odległość między nimi może być bardzo mała i nie zależy od tego czy są elektroniczne czy mechaniczne.

Czas odczytu/zapisu danych z matrycy jest zawsze taki sam, niezależnie od tego jakiej migawki użyto - co więcej nie zależy od od czasu naświetlania.

Bardzo ciekawym przypadkiem jest EFCS (migawka półelektroniczna) - bo tam, mogło by się wydawać że, pierwsza lamelka porusza się z inną prędkością niż druga. Trzeba tylko zwrócić uwagę, że pierwsza, elektroniczną lamelka, nie dokonuje odczytu a jedynie resetuje linie matrycy, co może zrobić znacznie szybciej.

p,paw

[cybulski]

Nie rozumiesz jak działa migawka.
Musisz odróżnić szybkość poruszania się lamelki (mechanicznej lub elektronicznej) od odległości pomiędzy lamelkami - to ten drugi parametr definiuje czas naświetlania.

Lamelki elektroniczne poruszają się z prędkością mniej więcej 1/30s, mechaniczne 1/200s.
Odległość między nimi może być bardzo mała i nie zależy od tego czy są elektroniczne czy mechaniczne.

p,paw

@atsf, w mechanicznej masz zmieniającą się szerokość paska gdy zmieniasz czas (jak zasłona na oknie gdzie dajesz wąski obszar wpadania światła lub szerszy) i tu mechaniczna ma ograniczenie jakieś co daje np 1/8000. W elektronicznej teoretycznie można przymknąć kurtynę do 1 piksela więc będzie np 1/32000 (taki minimlsny czas wtedy ma naświetlany obszar z otwartej kuryny). Ale elektroniczna kurtyna przelatuje ok 10 razy wolniej niż mechaniczna na dzisiejszy stan technologii. Więc obiekty poruszające się szybciej niż 1/20 będą poruszone czy też rozciągnięte. Więc jeśli na 1/20 przy mechanicznej będzie poruszenie widoczne to nawet przy 1/32000 na elektronicznej będzie rolling shutter.

[atsf]

Nie rozumiesz jak działa migawka.
Musisz odróżnić szybkość poruszania się lamelki (mechanicznej lub elektronicznej) od odległości pomiędzy lamelkami - to ten drugi parametr definiuje czas naświetlania.

Lamelki elektroniczne poruszają się z prędkością mniej więcej 1/30s, mechaniczne 1/200s.
Odległość między nimi może być bardzo mała i nie zależy od tego czy są elektroniczne czy mechaniczne.

Czas odczytu/zapisu danych z matrycy jest zawsze taki sam, niezależnie od tego jakiej migawki użyto - co więcej nie zależy od od czasu naświetlania.

Bardzo ciekawym przypadkiem jest EFCS (migawka półelektroniczna) - bo tam, mogło by się wydawać że, pierwsza lamelka porusza się z inną prędkością niż druga. Trzeba tylko zwrócić uwagę, że pierwsza, elektroniczną lamelka, nie dokonuje odczytu a jedynie resetuje linie matrycy, co może zrobić znacznie szybciej.

p,paw

Niestety, rozumiem jak działa migawka mechaniczna, albowiem jej działanie niczym się nie różni od działania tejże migawki na filmie- czas ekspozycji każdego wiersza matrycy jest równy wielkości opóźnienia drugiej lamelki migawki względem pierwszej. Ale równocześnie z zapisem trwa też odczyt danych z matrycy, więc ponawiam pytanie w takiej formie: co przeszkadza migawce elektronicznej, aby tempo zapisu i tempo odczytu były takie same, jak w migawce mechanicznej?

Dajcie jakiś wykres, rysunek, tabelkę, tylko mi nie nawijajcie makaronu na uszy

[pawel.guraj]

Niestety, rozumiem jak działa migawka mechaniczna, albowiem jej działanie niczym się nie różni od działania tejże migawki na filmie- czas ekspozycji każdego wiersza matrycy jest równy wielkości opóźnienia drugiej lamelki migawki względem pierwszej. Ale równocześnie z zapisem trwa też odczyt danych z matrycy, więc ponawiam pytanie w takiej formie: co przeszkadza migawce elektronicznej, aby tempo zapisu i tempo odczytu były takie same, jak w migawce mechanicznej?

Dajcie jakiś wykres, rysunek, tabelkę, tylko mi nie nawijajcie makaronu na uszy

Czego nie rozumiesz w zdaniu - „dziś nie potrafimy odczytywać matrycy z prędkościami porównywalnymi do prędkości z jaką porusza się migawka mechaniczna”

hint: w wypadku migawki mechanicznej, odczyt matrycy wcale nie odbywa się z prędkością z jaką porusza się lamelka.
Dlaczego tak można - punkt 1 + punkt 5 w poście #2060.

P,paw

[atsf]

Czego nie rozumiesz w zdaniu - „dziś nie potrafimy odczytywać matrycy z prędkościami porównywalnymi do prędkości z jaką porusza się migawka mechaniczna”

hint: w wypadku migawki mechanicznej, odczyt matrycy wcale nie odbywa się z prędkością z jaką porusza się lamelka.
Dlaczego tak można - punkt 1 + punkt 5 w poście #2060.

P,paw

Czyli, że co? W migawce elektronicznej następuje większe opóźnienie pomiędzy zapisem w kolejnych wierszach matrycy, niż przy migawce mechanicznej, i całkowity czas zapisu jest dłuższy?

[pawel.guraj]

Czyli, że co? W migawce elektronicznej następuje większe opóźnienie pomiędzy zapisem w kolejnych wierszach matrycy, niż przy migawce mechanicznej, i całkowity czas zapisu jest dłuższy?

Zapis matrycy i jej odczyt to dwa oddzielne procesy.
W wypadku migawki mechanicznej matryca jest zapisywana szybciej - w tym sensie, że szczelina mechaniczna przesuwa się po niej szybciej.

Odczyt matrycy odbywa się zawsze (niezależnie od czasu naświetlenia, ISO itp) zawsze z taką samą prędkością - z prędkością równą szybkości poruszania się drugiej lamelki migawki elektronicznej - w istocie rzeczy, nie ma żadnej lamelki po prostu odczytujemy matrycę rząd po rzędzie i pozwalamy się jej prześwietlić, aż do następnego "resetu".

No i jeszcze taka zupełna podstawa budowy matryc CMOS - piskesle to nie diody tylko kondensatory - wytwarzają potencjał elektryczny niezależnie od tego czy coś na nie w danym momencie świeci czy nie - podlegają "naświetleniu", zupełnie tak samo jak film.

Reasumując:
W wypadku migawki mechanicznej: za naświetlenie matrycy odpowiada wyłącznie migawka mechaniczna, 1 i 2 lamelka. Za nimi znaczne wolniej podąża lamelka odczytu.
W wypadku EFCS: pierwsza lamelka jest elektroniczna (reset pikseli) i porusza się tak szybo jak porusza się lamelka mechaniczna. Potem ekspozycję zamyka lamelka mechaniczna, a za nią (wolniej) podąża lamelka odczytu.
W wypadku full electronic: Tak samo jak w EFCS pierwsza lamelka resetuje rzędy (tym razem jednak wolnie z prędkością równą prędkości lamelki odczytu) a za nią podąża lamelka odczytu (z taką samą prędkością). Nie ma w ogóle lamelek mechanicznych.

Szybkość odczytu związana jest prawie wyłącznie z szybkością pracy przetworników A/D - nie umiemy dziś robić pracujących szybciej i nie dających dużego szumu odczytu. Jak ktoś chce, to mogę to wyjaśnić głębiej.




p,paw