Mengapa ada rana mekanis di kamera digital?

Saya mengerti bahwa dalam kamera, diameter bukaan rana - apertur - mengontrol berapa banyak cahaya yang masuk, dan ini memengaruhi paparan yang dihasilkan.

Tapi saya tidak mengerti mengapa, dalam kamera digital, rana harus ditutup dan dibuka saat mengambil gambar atau membuat bidikan yang berkelanjutan. Tidak bisakah batasan framerate (bingkai per detik) atau kecepatan rana tercepat (misalnya, ¹ / ₃₂₀₀) hanya menjadi properti dari sensor elektronik?

Saya menanyakan ini karena kamera baru saya tidak dapat menghasilkan lebih dari satu bidikan per detik dalam mode kontinu. 1 FPS konyol dalam kamera 2011, bukan begitu? (Dapat melakukan 30fps untuk video HD.)

body shutter camera-design

— William C
sumber

Properti Anda dari 1 fps lebih merupakan pembatasan kekuatan pemrosesan mereka dimasukkan ke dalam model khusus Anda dan kurang dari pembatasan shutter ada - ada yang mekanik kamera shutter yang melakukan jauh, jauh lebih besar dari 1 fps.

— rfusca

terdengar lebih seperti titik dan menembak daripada DSLR, dan sejauh yang saya tahu semua kamera P&S tidak memiliki rana mekanis, dan memang mengambil gambar 'sebagai properti sensor elektronik' seperti yang Anda gambarkan. Ini semua dugaan tanpa mengetahui model kamera Anda tangguh

— Dreamager

Juga sepertinya Anda bingung bisa melihat cincin aperture di titik Anda dan memotret dengan kamera Anda memiliki shutter

— Dreamager

Saya tidak dapat menemukan spesifik pada rana SX30 pada penelusuran cepat tetapi mengingat bahwa sepanjang waktu Anda melihat gambar untuk meluruskan pemotretan pada lcd atau jendela bidik elektronik yang Anda gunakan sensor untuk melihatnya, itu tidak akan Masuk akal bagi saya untuk memiliki rana yang kemudian ditutup dan dibuka kembali untuk mengambil bidikan. Saya menduga suara yang Anda dengar adalah bilah apertur yang menutup, atau bunyi inbuilt untuk rana yang mungkin dapat Anda matikan dalam menu

— Dreamager

William, itu tidak akan mengejutkan saya jika ada speaker kecil yang membuat suara "klik" itu. Saya tahu itu ada di kamera lain.

— jwenting

Jawaban:

Mungkin alasan untuk menggunakan penutup mekanis adalah karena kerugiannya paling mudah untuk dijalani; teknologi yang bersaing tidak (belum) jelas lebih unggul.

Masalah utama adalah bahwa rana elektronik yang mempengaruhi seluruh sensor sekaligus agak mudah diimplementasikan pada sensor CCD, sedangkan untuk CMOS (lebih disukai pada DSLR baru) itu memerlukan sirkuit tambahan di setiap sensor . Ini bisa dilakukan, tetapi biayanya kisaran dinamis tinggi, resolusi dan / atau biaya. Sebagai contoh, Sony F55 adalah badan kamera berorientasi video dengan sensor CMOS 8,9MP full-frame yang memiliki sirkuit rana global, dan harganya $ 29k pada tahun 2015 - sekitar 4 kali lebih banyak daripada badan papan atas dari Canon / Nikon dengan banyak resolusi lebih tinggi tetapi tanpa sirkuit rana itu.

Biasanya, sensor CMOS diatur ulang dan dibaca baris demi baris, yang membutuhkan waktu lebih lama daripada rana mekanis modern untuk melakukan perjalanan, oleh karena itu efek rana bergulir lebih buruk dan kecepatan sinkronisasi maks lebih lambat.

Banyak kamera baru-baru ini menyediakan opsi tirai rana pertama elektronik, di mana pencahayaan dimulai dengan baris sensor yang diaktifkan secara berurutan dan diakhiri dengan tirai rana mekanis yang mengikuti pada kecepatan yang sama. Sensor saat ini dapat mencapai dari satu sisi ke sisi lain sedikit lebih lambat dari 1/100 detik, setara dengan penutup mekanis dari tahun 1970-an. Meskipun kecepatan yang lebih cepat dimungkinkan dengan hanya memperlihatkan celah pada satu waktu, kecepatan ini menentukan jumlah efek bergulir dan kecepatan sinkronisasi maks.

Untuk rana sepenuhnya elektronik, tirai belakang juga harus elektronik. Ini akan mematikan dan menghapus baris, sehingga data harus dibaca terlebih dahulu. Membaca data bahkan lebih lambat daripada menyalakan baris, melumpuhkan kecepatan sinkronisasi maks dan mengintensifkan efek rana bergulir beberapa kali lebih banyak.

Dalam mode video / live-view, rana elektronik dapat "dipercepat" dengan melompati sebagian besar baris, menghasilkan resolusi yang lebih rendah. Data yang ditransfer dapat dikurangi lebih jauh dengan mengurangi kedalaman bit - ini memanifestasikan dalam rentang dinamis yang berkurang.

CCD adalah hal biasa dalam compacts, dan mereka sering menggunakan daun jendela elektronik. Ada CCD rana elektronik yang digunakan untuk kecepatan lebih tinggi pada beberapa DSLR Nikon yang lebih tua, seperti D1 atau D70. Pada kamera ini, pola seperti kisi dilaporkan kadang-kadang muncul pada area nada biasa dengan kecepatan rana yang menggunakan rana elektronik.

Saya menduga Anda hanya memiliki shutter bidang fokus yang biasa digunakan dalam pikiran; daun rana adalah desain mekanis lain untuk rana. Manfaat utamanya adalah ketenangan dan kemampuan untuk menyinkronkan flash dengan kecepatan apa pun, karena shutter selalu terbuka penuh. Tetapi leaf shutter perlu ditempatkan tepat di mana diafragma aperture (yaitu di setiap lensa), atau membutuhkan lensa yang dirancang khusus yang memiliki titik nodal pada jarak tertentu antara lensa dan bidang gambar. Opsi pertama mahal, digunakan dalam banyak sistem format medium; yang lain terbatas untuk desain lensa, tetapi telah digunakan dalam beberapa model SLR lama (misalnya Topcon Auto 100).

Pada Canon SX30IS, shutter (yang bisa mencapai 1/3200) kemungkinan besar bukan faktor pembatas untuk kecepatan burst. Kecepatan lebih mungkin terhambat oleh bandwidth data - bahkan ketika Anda memotret dengan resolusi rendah, kamera masih membaca semua 14MP dari sensor untuk memberikan kualitas gambar maksimum. Dalam video, kualitas gambar kurang penting daripada kecepatan bingkai, sehingga kamera hanya membaca baris dan kolom yang dipilih dari sensor.

Menurut spesifikasi, mematikan LCD akan membantu Anda mencapai 1,3 fps. Atau jika Anda ingin memperdagangkan kualitas gambar dengan kecepatan burst, cukup rekam video dan ekstrak bingkai nanti.

— Imre
sumber

Selain itu, kecepatan memori dapat memengaruhi laju bingkai. Kartu yang lebih lambat akan membutuhkan waktu lebih lama untuk menulis data.

— chris

@ Chris secara umum ya, tetapi dengan kecepatan burst yang rendah menurut spesifikasi , saya ragu orang dapat menemukan kartu memori yang bahkan lebih lambat - teknologi memori yang sama dapat dengan mudah menyimpan gambar beberapa kali lebih cepat di kamera lain

— Imre

Nah, premis Anda bahwa "rana elektronik yang memengaruhi seluruh sensor sekaligus hanya dapat diimplementasikan pada sensor CCD" tidak benar. Ada cairan kristal daun jendela, dan saya tahu mereka digunakan pada beberapa juta dolar sistem sejak setidaknya 10 tahun yang lalu (tidak dapat mengungkapkan detailnya). Pertanyaannya adalah mengapa teknologi ini belum diimplementasikan di kamera kelas atas? Dan jika memang demikian, lalu apa perlunya shutter mekanik?

— ybungalobill

@ybungalobill Terima kasih telah menunjukkan, diedit untuk memperjelas ini. Tampaknya teknologi ini diterapkan pada kamera kelas atas, tetapi kebanyakan orang tidak akan menganggap sistem bernilai jutaan dolar (atau bahkan sistem 30 ribu dolar) sebagai pilihan yang layak untuk fotografi :)

— Imre

Video tidak menggunakan rana mekanis. Rana tetap terbuka. Sesuatu yang disebut rolling shutter digunakan untuk memindai sensor. Ini membutuhkan waktu, dan tidak seketika seperti eksposur 1/4000 dengan rana mekanis tempat semua situs pada sensor merekam pada saat yang bersamaan. Pada 30 fps, setiap frame secara efektif 1/30 detik, jadi jenis tangkapan ini benar-benar tidak sama dengan ketika Anda mengklik satu frame menggunakan rana mekanis. Anda juga mendapatkan resolusi yang lebih rendah, karena kamera hanya dapat memproses begitu banyak piksel dan menuliskannya ke media.

Jadi jika Anda menghilangkan shutter mekanik Anda, Anda akan berakhir dengan resolusi yang lebih rendah dan lebih buram, belum lagi melengkung dan efek lain yang dijelaskan dalam referensi pada rolling shutter.

— MikeW
sumber

Dan Anda akan berakhir dengan rana yang jauh lebih lambat juga. Anda mungkin memiliki 1/30, 1/60 di terbaik sebagai kecepatan rana tercepat Anda kecuali pada kamera kualitas tertinggi.

— jwenting

Canon XL-1 yang saya gunakan bertahun-tahun lalu memungkinkan saya untuk memilih kecepatan rana yang tentu saja lebih cepat dari atau sama dengan frame rate, tetapi tidak dipaksa untuk menjadi sama. Juga CHDK memungkinkan kamera Canon P&S untuk turun ke 1/6000 detik tanpa rana mekanis.

— Joey

Jawaban ini menjelaskan sensor CMOS; dengan CCD, shutter cepat elektronik layak dan cukup umum di kamera saku.

— Imre

Apa yang dikatakan rfusca. A D3 dan 1D4 memotret 9-10fps dengan rana bingkai penuh mekanis. Rana bingkai penuh dapat dengan mudah berputar dalam 1/125 detik sehingga bukan masalah untuk framerate.

Memproses dump 10+ mp dari sensor menjadi jpeg dan kemudian menuliskannya ke kartu bukanlah tugas kasar untuk diselesaikan.

Mengambil video adalah cerita yang sepenuhnya berbeda dari fotografi kecepatan tinggi karena data dialirkan dan perangkat keras dan codec disesuaikan dengan tugas yang ada.

1080p sekitar 2 megapiksel, dan skema kompresi (selain sudah sangat dioptimalkan, tingkat lowish pada kamera konsumen) bahkan dapat dilakukan sebagian dalam perangkat keras.

Apa yang Anda jelaskan lebih seperti kamera MERAH, yang lebih condong ke kamera kecepatan tinggi dengan sensor 10+ megapiksel yang menangkap "mentah" terkompresi yang pada dasarnya masih merupakan skema X> 1: 1 rasio seperti jpeg seperti lossy.

Apa yang dikatakan ini adalah bahwa ada dua masalah, satu adalah antarperangkat / perangkat untuk bandwidth penyimpanan, dan yang kedua adalah kelayakan pasca pemrosesan, yang Red ditangani dengan memproses bahan mentah dalam perangkat keras sebelum disimpan pada media yang akan diedit nanti.

A Red adalah raksasa dan memiliki sistem pendingin aktif dengan heatsink & kipas. Ini bukan chip yang tertanam dalam milliwatt pada sesuatu yang dapat dilakukan oleh satu orang dengan dua tangan.

— sauceboat
sumber