Migawka elektroniczna na matrycy CMOS /efekt rolling shutter/

[cybulski]

Mam taki stary aparat, pokazałem go w wątku o starych aparatach, i on ma migawkę centralną - helikopter ma proste łopaty.
Czy Hasselblad ma ciągle taką? To by było rozwiązanie.

Chyba mają ciągle tak.
Seria Fuji x100 też ma centralną. Dodatkowo wbudowany filtr ND, który można włączyć a od którejś wersji nawet dwustopniowy.

[pawel.guraj]

Dodam, że w przypadku lampy błyskowej (działa to tylko dla czasów dłuższych niż czas synchronizacji, z wyjątkiem techniki HSS, ale to detal) naświetlana jest cała matryca, bo do czasu synchronizacji migawki mechanicznej szczelina jest równa szerokości całej matrycy. Błysk naświetla całą matrycę a potem odczytujemy sobie ją powoli i nie ma problemu z jej prześwietleniem, bo jest ciemno. Ciemność robi za migawkę, która normalnie przykrywa matrycę aby nie dopuścić do jej prześwietlenia.

Istotą problemu migawki elektronicznej jest niemożliwość "zatrzaśnięcia" piksela w matrycy CMOS oraz fakt, że nie ma jej czym przykryć i uchronić przed prześwietleniem. Dlatego musimy ją resetować (a co za tym idzie zapisywać) z taką samą prędkością z jaką ją odczytujemy.

Zmiejszenie ilości bitów drastycznie wpływa na czas odczytu - ze względu na budowę kaskadowych przetworników A/D. Każdy bit mniej to prawie dwukrotny wzrost szybkości odczytu.

W najnowszych matrycach "stacked" - czyli Z8,Z9,A1,R3 - dzięki zbliżeniu pamięci do matrycy (znajduje się pod matrycą) można było lepiej upakować prztworniki A/D i znacząco zwiększyć szybkość odczytu - matryce te skanują po kilka wierszy w jednym przebiegu.
Natomiast są zdecydowanie trudniejsze w produkcji a co za tym idzie znacznie bardziej kosztowne.

Na niespecjalnie dalekim horyzoncie są matryce "photon counting" - działające na zupełnie innej zasadzie. Nie dość że zapewnią prawie idealny Global shutter to również będą oferować praktycznie nieograniczony DR. Niestety na razie potrafimy produkować takie matryce posiadające tysiące a nie miliony pikseli. Ale droga jest wyznaczona.

p,paw

[Heldbaum]

To ja się zapytam znów, kieby ten prosty chłop ze wsi... Skoro matryca odsłonięta, nie jest w stanie zarejestrować obrazu trwającego powiedzmy 1/8000 sek, tylko rozciąga jego rejestrację na ileś tam dziesiątych sek (nie obchodzi mnie, czy jest to rejestracja, czy tylko "zczytywanie"), to jakim cudem ta sama matryca, zasłonięta mechaniczną migawką i odsłonięta na 1/8000 sek, już ten obraz zapisać potrafi?

Po prostu nie wierzę, że to się nie da obejść. Cyba że... Obserwujemy obraz na wyświetlaczu lcd, matryca cały czas pracuje i to jej uniemożliwia działanie bez rolling shutter effect. W to jestem w stanie uwierzyć. Ale w takim razie wniosek jest prosty. Migawka elektroniczna ma ograniczenia w stosunku do tej samej elektronicznej, ale wyposażonej w migawkę mechaniczną.

[pawel.guraj]

To ja się zapytam znów, kieby ten prosty chłop ze wsi... Skoro matryca odsłonięta, nie jest w stanie zarejestrować obrazu trwającego powiedzmy 1/8000 sek, tylko rozciąga jego rejestrację na ileś tam dziesiątych sek (nie obchodzi mnie, czy jest to rejestracja, czy tylko "zczytywanie"), to jakim cudem ta sama matryca, zasłonięta mechaniczną migawką i odsłonięta na 1/8000 sek, już ten obraz zapisać potrafi?

Po prostu nie wierzę, że to się nie da obejść. Cyba że... Obserwujemy obraz na wyświetlaczu lcd, matryca cały czas pracuje i to jej uniemożliwia działanie bez rolling shutter effect. W to jestem w stanie uwierzyć. Ale w takim razie wniosek jest prosty. Migawka elektroniczna ma ograniczenia w stosunku do tej samej elektronicznej, ale wyposażonej w migawkę mechaniczną.

Pomyliłeś czas zapisu z czasem odczytu a do tego:

1. Pokaż mi proszę aparat, w którym migawka jest w stanie odsłonić cała matryce na 1/8000sek

2. Mam nadzieje, że nie myślisz, ze aparat na potrzeby wyświetlenia obrazu na LCD odczytuje cała matryce i 60 razy na sekundę skaluje 40mpix do tych 3mpix na wyświetlaczu.

Policzmy: na potrzeby LCD odczytujemy 8 a nie 14 bitów i 4 a nie 40mix. Czyli: 14-8=6. 2^6=64. 40/4=10. No to mamy 64*10=640.

Odczyt matrycy na potrzeby LCD jesteśmy w stanie zrobić 640 razy !!! szybciej niż jej całej zawartości.
I właśnie tak to działa. W międzyczasie zmieszczą się jeszcze odczyty AF itp.

P,paw


Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk Pro

[atsf]

Policzmy: na potrzeby LCD odczytujemy 8 a nie 14 bitów i 4 a nie 40mix. Czyli: 14-8=6. 2^6=64. 40/4=10. No to mamy 64*10=640.

Odczyt matrycy na potrzeby LCD jesteśmy w stanie zrobić 640 razy !!! szybciej niż jej całej zawartości.
I właśnie tak to działa. W międzyczasie zmieszczą się jeszcze odczyty AF itp.

No i takich odczytów z prędkością odświeżania 120 Hz matryca wykonuje 120/s, czyli jeden trwa krócej, niż 1/120 s, a w międzyczasie coś-tam, coś-tam.
A ja dalej pytam o to samo: dlaczego matryca zdolna do całościowego przechwycenia obrazu naświetlonego błyskiem nie jest w stanie całościowo przechwycić obrazu naświetlonego światłem zastanym? Jakieś opóźnienie momentu początku zapisu można by było uzasadnić, ale nie niemożliwość dokonania tego

[pawel.guraj]

No i takich odczytów z prędkością odświeżania 120 Hz matryca wykonuje 120/s, czyli jeden trwa krócej, niż 1/120 s, a w międzyczasie coś-tam, coś-tam.
A ja dalej pytam o to samo: dlaczego matryca zdolna do całościowego przechwycenia obrazu naświetlonego błyskiem nie jest w stanie całościowo przechwycić obrazu naświetlonego światłem zastanym? Jakieś opóźnienie momentu początku zapisu można by było uzasadnić, ale nie niemożliwość dokonania tego

Dokładnie ci już odpowiedziałem na to pytanie ale proszę bardzo masz jeszcze raz. Błysk od światła zastanego różni się tym że Błysk jest chwilowy a światło zastanę jest ciągle.

I w związku z tym nie musimy się martwić wypadku błysku że matryca nam się prześwietli w trakcie jej odczytu.

Paw


Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk Pro

[atsf]

Dokładnie ci już odpowiedziałem na to pytanie ale proszę bardzo masz jeszcze raz. Błysk od światła zastanego różni się tym że Błysk jest chwilowy a światło zastanę jest ciągle.

I w związku z tym nie musimy się martwić wypadku błysku że matryca nam się prześwietli w trakcie jej odczytu.

Paw


Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk Pro

Czas ekspozycji błyskiem jest ustalany na podstawie pomiaru przedbłysku, a czas ekspozycji światłem zastanym jest określany na podstawie wskazania światłomierza, i na taki czas jest potrzeba aktywacji całej matrycy w celu rejestracji całego zdjęcia. O jakich prześwietleniach więc tu mowa?

Zakres czasów, w których lampa jest w stanie naświetlić całościowo obraz, a matryca go zapisać, jest bardzo szeroki, i wynosi tyle, co zakres pracy lampy, a więc np. od 1/50.000 s do 1/200 s. Dlaczego więc migawka elektroniczna nie zapisuje całościowo obrazów w świetle zastanym w tym zakresie czasów, a nawet ma ograniczenia co do czasu synchronizacji lampy błyskowej? Krótko mówiąc, przy zapisie obrazu z ekspozycją błyskiem mamy migawkę globalną, a przy zapisie w świetle ciągłym jej nie mamy, co jest niezrozumiałe ze względu na zakres czasów, przy których można eksponować błyskiem i rejestrować te obrazy.

[zdebik]

Panowie mylicie czas naświetlania z szybkościa odczytu. Czas moze być nawet 1/100000 co z tego skoro matryca zapisze obraz w czasie 50ms.

Musicie zrozumiec że czas naświetlania nie wpływa na szybkość odczytu (znaczy wplywa jesli naświetlamy dłużej, ale to się wie samo przez sie).

[pawel.guraj]

To może opowiem bajkę dla dzieci o matrycach - proste ale bardzo miarodajne.

Matryca CMOS to betonowy placyk na którym stoi kilka rzędów wiaderek. Każde wiaderko ma miarkę napełnienia i otwierane denko.
W jazdym rzędzie mamy sznurek, pociągnięcie którego spowoduje, że denka się otworzą i wiaderka się opróżnią. Za sznurki w kolejnych rzędach jesteśmy w stanie pociągnąć dość szybko. W jazdym rzędzie mamy tez lupę, przez która możemy podejrzeć jaki jest stan wody w każdym wiaderku w rzędzie. Odczytanie całego rzędu zajmuje sporo czasu. Nie mamy żadnych innych narzędzi do operowania na wiaderkach.
Z góry na wiaderka pada deszcz fotonów, którymi wiaderka się wypełniają.
W wypadku migawki mechanicznej możemy wiaderka od góry zasłaniać dwoma płachtami ze szczelina w środku - bo jak mocno pada i cały placyk byłby odsłonięty to wiaderka za szybko by się przepełniły.
W wypadku migawki elekronicznej możemy posługiwać się tylko sznurkami do opróżniania oraz lupkami do odczytu poziomu.

Powinno się ułożyć w poprawny obrazek.

P,paw


Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk Pro

[Leon007]

Musi być tam jakaś sekwencja odświeżania, wyświetlania i rejestrowania. Ale tego nie umiem dokładnie wyjaśnić, bo aż tak nie zgłębiałem tego procesu - to co napisałem wyżej mnie wystarcza.