Migawka elektroniczna na matrycy CMOS /efekt rolling shutter/

[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

[Jacek_Z]

.. Przy migawce mechanicznej przesuwa się jej szczelina i piksele są sczytywane rząd po rządku, i nie ma zniekształceń,

Oczywiście, że są, a jak sczytywane są piksele nie ma tu znaczenia.
Używam wyłącznie migawki mechanicznej.
Trafianie w rzęsy a nie w źrenice to dosyć powszechny problem w różnych body wielu firm. FF i 1.2 to obnaża.

[atsf]

Oczywiście, że są, a jak sczytywane są piksele nie ma tu znaczenia.

Tak, są, ale nie tego rzędu.

--- Kolejny post ---

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

Prędkość odczytu jest kompletnie nieistotna w kontekście zniekształceń obrazu, albowiem one powstają w procesie zapisu, dlatego dalej usiłuję się dowiedzieć, co przeszkadza matrycy przy migawce elektronicznej zapisywać z tą samą prędkością, co przy migawce mechanicznej. Skoro jest zdolna do zapisywania szybciej, to dlaczego robi to wolniej? Elektronika działająca prawie z prędkością światła potrzebuje więcej czasu dla przeskoczenia z rządka na rządek, niż sprężynka od długopisu, a gdy migawka jest mechaniczna, to tego czasu nie potrzebuje? Ponadto w bezlustrze matryca nieustannie jest naświetlana, obraz jest sczytywany, konwertowany i odświeżany nawet z częstotliwością 120 Hz aby go wyświetlić na LCD, a tu nagle migawka się nie wyrabia? Bez podparcia wywodu modelem fizycznym i konkretnymi liczbami to jest dalej nawijanie makaronu na uszy.

[pawel.guraj]

Tak, są, ale nie tego rzędu.

--- Kolejny post ---



Prędkość odczytu jest kompletnie nieistotna w kontekście zniekształceń obrazu, albowiem one powstają w procesie zapisu, dlatego dalej usiłuję się dowiedzieć, co przeszkadza matrycy przy migawce elektronicznej zapisywać z tą samą prędkością, co przy migawce mechanicznej. Skoro jest zdolna do zapisywania szybciej, to dlaczego robi to wolniej? Elektronika działająca prawie z prędkością światła potrzebuje więcej czasu dla przeskoczenia z rządka na rządek, niż sprężynka od długopisu, a gdy migawka jest mechaniczna, to tego czasu nie potrzebuje? Ponadto w bezlustrze matryca nieustannie jest naświetlana, obraz jest sczytywany, konwertowany i odświeżany nawet z częstotliwością 120 Hz aby go wyświetlić na LCD, a tu nagle migawka się nie wyrabia? Bez podparcia wywodu modelem fizycznym i konkretnymi liczbami to jest dalej nawijanie makaronu na uszy.

Kompletnie nic nie rozumiesz.
Napisałem dokładnie dlaczego tak się dzieje w wypadku elektronicznej migawki i nie da się tego już bardzie łopatologicznie wytłumaczyć.
Czego konkretnie nie rozumiesz w tym przypadku:

W wypadku full electronic: Tak samo jak w EFCS pierwsza lamelka resetuje rzędy (tym razem jednak wolniej z prędkością równą prędkości lamelki odczytu) a za nią podąża lamelka odczytu (z taką samą prędkością). Nie ma w ogóle lamelek mechanicznych.

To chyba jest oczywiste, że w tym wypadku zapis jest wolniejszy - bo musi być zsynchronizowany z odczytem, choć są to oddzielne procesy.
Pierwsza lamelka elektroniczna niczego nie zapisuje. Ona jedynie resetuje rząd i powoduje, ze piksele zbierają elektrony od zera. Zapis polega na odpowiednio długim naświetleniu pikseli. Gdyby ta pierwsza poruszała się szybciej niż ta druga, ekspozycja wzrastała by wraz z przesuwaniem się po kolejnych rzędach.

Wyświetlanie na LCD wykonywane jest w znacznie płytszej głębi bitowej (dużo szybszy odczyt) oraz ze stanowczo mniejszej ilości rzędów.

Weź sobie kartkę i po prostu narysuj sobie te 3 przypadki.

Może któryś z kolegów wytłumaczy Ci to jakoś prościej, ale ja do prawdy czaję jak można nie rozumieć takiego prostego procesu.

p,paw

[atsf]

Kompletnie nic nie rozumiesz.
Napisałem dokładnie dlaczego tak się dzieje w wypadku elektronicznej migawki i nie da się tego już bardzie łopatologicznie wytłumaczyć.
Czego konkretnie nie rozumiesz w tym przypadku:

To chyba jest oczywiste, że w tym wypadku zapis jest wolniejszy - bo musi być zsynchronizowany z odczytem, choć są to oddzielne procesy.
Pierwsza lamelka elektroniczna niczego nie zapisuje. Ona jedynie resetuje rząd i powoduje, ze piksele zbierają elektrony od zera. Zapis polega na odpowiednio długim naświetleniu pikseli.

Wyświetlanie na LCD wykonywane jest w znacznie płytszej głębi bitowej (dużo szybszy odczyt) oraz ze stanowczo mniejszej ilości rzędów.

p,paw

Chłopie, powtarzasz jakieś mantry, a rzeczywistość jest zupełnie inna i przeczy Twoim wywodom, ponieważ zaimplementowano już w aparatach migawki elektroniczne nie dające efektu rolowania (albo ten efekt jest znikomy), czyli DAŁO SIĘ TO ZROBIĆ.
Tutaj mi chodziło wyłącznie o to, że w aparatach, w których się tego niby nie dało zrobić, występuje efekt rolowania tylko ze względu na pozycjonowanie produktu i cenę. Eliminacja rolety w nowszej generacji sprzętu napędza jego sprzedaż, a można to było zrobić już 25 lat temu, które poświecono na wciskanie kitu i wyciąganie pieniędzy, a teraz zaczynają wciskać następne kity, żeby wyciągać następne pieniądze. Migawki elektroniczne bez odczuwalnego efektu rolety są faktem materialnym, czyli nie ma tak, że się nie da tego zrobić, i zawsze takie powinny były być, bo elektroniki 25 lat temu nie robiono na bukowych diodach.

[pawel.guraj]

Chłopie, powtarzasz jakieś mantry, a rzeczywistość jest zupełnie inna i przeczy Twoim wywodom, ponieważ zaimplementowano już w aparatach migawki elektroniczne nie dające efektu rolowania (albo ten efekt jest znikomy), czyli DAŁO SIĘ TO ZROBIĆ.
Tutaj mi chodziło wyłącznie o to, że w aparatach, w których się tego niby nie dało zrobić, występuje efekt rolowania tylko ze względu na pozycjonowanie produktu i cenę. Eliminacja rolety w nowszej generacji sprzętu napędza jego sprzedaż, a można to było zrobić już 25 lat temu, które poświecono na wciskanie kitu i wyciąganie pieniędzy, a teraz zaczynają wciskać następne kity, żeby wyciągać następne pieniądze. Migawki elektroniczne bez odczuwalnego efektu rolety są faktem materialnym, czyli nie ma tak, że się nie da tego zrobić, i zawsze takie powinny były być, bo elektroniki 25 lat temu nie robiono na bukowych diodach.

I właśnie tyle warte są te wszystkie Twoje opinie. Świetnie tutaj to podsumowałeś.
W jakich to aparatach mianowicie zaimplementowano matryce nie dające efektu rolowania?

p,paw

[zdebik]

co przeszkadza matrycy przy migawce elektronicznej zapisywać z tą samą prędkością, co przy migawce mechanicznej. Skoro jest zdolna do zapisywania szybciej, to dlaczego robi to wolniej?

Przy migawce mechanicznej matryca naświetlana jest bardzo szybko jeśli chodzi o całość. Zczytywana może byc później nawet godzine ponieważ już nic nie rejestruje. Dlatego nie mamy widocznego efektu rolling shutter.

Cyfrowa zapisuje pixel po pixelu. Czas naświetlania pixela wynosi np 1/4000 i tyle pixele są naświetlane niestety zczytanie całości wynosi np 50 msek gdzie dla mechanicznej może to byc 10msek. Dlatego powstaje efekt rolling shutter.

Oczywiście czasy podaje przykładowe nie chce mi się teraz szukać dokładnych danych.
Dodam jeszczcze, że aby przyśpieszyć odczyt pewne aparaty zmniejszaja bitrate z 14 do 12bit na pixel (R5), bądz zmniejszają powierzchnie sensora do apsc i tylko to odczytują.

[atsf]

Przy migawce mechanicznej matryca naświetlana jest bardzo szybko jeśli chodzi o całość. Zczytywana może byc później nawet godzine ponieważ już nic nie rejestruje. Dlatego nie mamy widocznego efektu rolling shutter.

Cyfrowa zapisuje pixel po pixelu. Czas naświetlania pixela wynosi np 1/4000 i tyle pixele są naświetlane niestety zczytanie całości wynosi np 50 msek gdzie dla mechanicznej może to byc 10msek. Dlatego powstaje efekt rolling shutter.

Oczywiście czasy podaje przykładowe nie chce mi się teraz szukać dokładnych danych.
Dodam jeszczcze, że aby przyśpieszyć odczyt pewne aparaty zmniejszaja bitrate z 14 do 12bit na pixel (R5), bądz zmniejszają powierzchnie sensora do apsc i tylko to odczytują.

Nie jestem wcale przekonany, czy to jest odpowiedź na moje pytanie.

O prędkość przesuwania się lamelek migawki mechanicznej decyduje mechanika, a elektronika nadąża z zapisem danych pojawiających się w oknie migawki, a czas ich odczytu nie ma tu nic do rzeczy.

Ponoć prędkość zapisu danych przy migawce elektronicznej nie dorównuje prędkości zapisu przy migawce mechanicznej z powodu większej ilości operacji konicznych do wykonania, czyli jakiegoś tam wygaszania matrycy i jej ponownej aktywacji, jednakże ja się tu dopytuję o przypadek szczególny, taki, w którym ekspozycja następuje przy całkowicie odsłoniętej matrycy i w szerokim zakresie czasów ekspozycji realizowanych błyskiem jednocześnie na całej powierzchni matrycy, a nie rząd po rządku. Przecież matryca jest zdolna zarejestrować i zapisać obraz pojawiający się na niej w jednym momencie, a nie wczytywany po kawałku w trakcie przesuwania się okna migawki.

Na logikę migawka elektroniczna powinna działać poprzez aktywację pod zapis całej matrycy na czas określony przez wymagany parametr ekspozycji, a nie z pomocą jakiś czarodziejskich, elektronicznych, lamelek symulować sekwencyjne sczytywanie matrycy rząd po rządku, jak przy migawce mechanicznej na czasach krótszych od czasu synchronizacji z lampą.

[pawel.guraj]

Na logikę migawka elektroniczna powinna działać poprzez aktywację pod zapis całej matrycy na czas określony przez wymagany parametr ekspozycji, a nie z pomocą jakiś czarodziejskich, elektronicznych, lamelek symulować sekwencyjne sczytywanie matrycy rząd po rządku, jak przy migawce mechanicznej na czasach krótszych od czasu synchronizacji z lampą.

Po raz kolejny - matrycy CMOS nie da się aktywować na jakiś czas. Matryca CMOS działa dokładnie tak samo jak klisza, dopóki jest wystawiona na światło dopóty się naświetla. Nie można tego procesu w żaden sposób zatrzymać. Można ją jedynie czymś zasłonić. Koniec. Jedyne co można (i to też nie natychmiastowo) to zresetować piksele i spowodować, że zaczną naświetlać się od nowa. Można również w każdej chwili odczytać wartość wszystkich pikseli w jednym rzędzie - ale to wymaga czasu bo przetworniki A/D pracują z określoną prędkością.
Wynika to z istoty budowy matrycy CMOS - każdy piksel składa się z elementu światłoczułego, kondensatora i dwóch tranzystorów.

p,paw