Mengapa DSLR dalam mode film memiliki rana bergulir dan bukan rana global?

Koreksi saya jika saya salah:

Ketika saya mengambil gambar, sensor mengumpulkan informasi cahaya "secara keseluruhan" selama waktu pencahayaan dan kemudian menyimpannya dalam kartu. Ketika saya membuat film, sensor memindai baris demi baris dan kemudian menyimpan bingkai di kartu.

Jadi, jika ini benar, mengapa kamera beralih dari rana global (seperti dalam mode foto) ke rana bergulir (mode film) saat pembuatan film?

Tentu saja harus ada alasan teknis, tetapi mengapa repot menggunakan rolling shutter daripada shutter global, yang jauh lebih nyaman?

dslr rolling-shutter

— Andres
sumber

Anda salah. Saat Anda mengambil gambar, sensor CMOS memindai baris demi baris dengan cara yang persis sama seperti saat merekam video.

— Jay Lance Photography

Penjelasannya tidak jelas ... foto lama menjelaskan mengapa film mendaftar tindakan kemudian karena gerakan rana fisik, tetapi tidak mengapa jendela elektronik harus, karena masalahnya adalah urutan akuisisi baris. Tanpa mengetahui kapasitas prosesor dalam model kamera saat ini vs kuantitas data, saya akan menganggap alasan mengapa sensor mendaftar satu baris pada suatu waktu adalah teknologi yang ditentukan oleh prosesor berkapasitas prosesor? Artinya, ketika prosesor menjadi cukup cepat, efek rana bergulir akan hilang, karena kamera dapat mendaftarkan semua saluran secara bersamaan di setiap "bingkai" ??

@Terra: Lihat jawaban Jerry Coffin. Masalahnya bukan kekuatan prosesor, melainkan kabel .

— Silakan Baca Profil

Ya, masalahnya memang masalah tata letak kabel / fisik. Saya pikir ini adalah area yang sedang diperbaiki untuk sensor CMOS. Sekitar waktu ini tahun lalu, Canon menunjukkan sensor APS-H 120mp yang memiliki tingkat pembacaan yang jauh lebih tinggi daripada sensor modern terbesar yang ada di kamera saat ini. Mereka tidak merilis rincian teknis prototipe mereka, namun asumsinya adalah bahwa mereka merestrukturisasi kabel untuk menyediakan pembacaan sensor paralel lebih banyak daripada yang mungkin dilakukan sebelumnya.

— jrista

Jawaban:

Dalam kedua kasus, pembacaan aktual dari sensor dilakukan baris demi baris. Ini dilakukan seperti itu (sebagian besar) karena melakukan sebaliknya akan sangat mahal - untuk membaca semua piksel secara paralel, Anda akan memerlukan koneksi terpisah dari sensor ke memori untuk setiap piksel. 12 juta koneksi (misalnya) dari sensor ke memori akan sangat mahal - dan hampir tidak pernah memberikan manfaat nyata.

Mengenai mengapa tampaknya ada perbedaan antara mode film dan mode diam, ini cukup sederhana: dalam mode diam, Anda menggunakan rana fisik, dan pembacaan dari sensor ke memori terjadi ketika rana ditutup. Seperti yang ditunjukkan oleh @Matt Grum, Anda masih mendapatkan beberapa efek yang sama di atas kecepatan sinkronisasi X, karena keterbatasan fisik pada rana.

Alasan Anda tidak menggunakan rana fisik dalam mode film adalah karena keterbatasan fisik yang sama. Meskipun rana dapat memiliki waktu pencahayaan yang sangat singkat, ada waktu pemulihan di antara aktivasi, sehingga menjadi sulit untuk mencapai lebih dari sekitar 10 frame per detik atau lebih. Mendapatkan ke 24 frame per detik atau lebih dibutuhkan untuk video akan, sekali lagi, menambah banyak biaya dengan sedikit manfaat. Oleh karena itu, dalam mode film rana fisik tetap terbuka, dan kamera menggunakan rana elektronik sebagai gantinya - dan begitu melakukannya, artefak pembacaan baris-demi-baris dari sensor ke memori dapat menjadi terlihat.

— Jerry Coffin
sumber

Jadi, benar untuk mengatakan bahwa dalam mode diam, CMOS bertindak secara parsial sebagai shutter global (Karena semua cahaya mengekspos sensor secara keseluruhan, dan kemudian, ketika tidak ada lagi cahaya yang mengenai itu, setiap baris dibaca) ? Tapi mengapa, jika kamera menggunakan rana elektronik (yang saya kira memerintahkan sensor ketika harus peka cahaya), masih ada artefak miring? Maksud saya, jika sensor menerima cahaya secara keseluruhan, maka rana elektronik mengenai, dan kemudian garis-garis dibaca, mengapa ada artefak rana bergulir?

— Andres

Karena tidak ada perintah untuk "mematikan" sensitivitas cahaya. Hanya ada membaca data dari sel, yang menguras muatan dalam sel itu.

— Jerry Coffin

Mungkin sedikit membantu (atau membingungkan) jika Anda berpikir bahwa cahaya = hujan dan piksel = ember. Dan dalam sensor CMOS, satu-satunya cara untuk memeriksa berapa banyak air yang Anda miliki di setiap ember adalah dengan mengosongkan ember. Anda hanya dapat mengosongkan ember satu per satu, dan hujan turun setiap saat. "Mode film" berarti Anda berlarian dalam hujan, mengosongkan ember. "Mode foto" berbeda: pasang penutup terlebih dahulu di atas bidang ember Anda; lalu Anda berkeliling dan mengosongkan setiap ember; lalu Anda lepaskan penutup untuk sementara waktu dan pasang kembali ("pencahayaan"); lalu Anda mengosongkan setiap ember dan mengukurnya.

— Jukka Suomela

@Jukka Suomela: Analogi yang bagus, kecuali untuk satu hal kecil: itu benar-benar dapat mengosongkan seluruh "deretan ember" sekaligus, bukan hanya satu.

— Jerry Coffin

Membuatnya terdengar melelahkan, berlarian di tengah hujan yang mengosongkan ember.

— Nick Bedford

Saat mengambil foto Anda memiliki rana fisik yang mengontrol cahaya yang mengenai sensor. Gambar masih dibaca baris demi baris saat mengambil foto tetapi karena penutupan rana fisik tidak ada cahaya tambahan yang direkam selama pembacaan.

Pembacaan baris demi baris merupakan konsekuensi dari desain CMOS yang ditemukan pada kamera sensor besar, dan karenanya tidak dapat dihindari (sampai mereka menemukan cara untuk membuat CCD lebih murah / lebih besar).

Perlu dicatat bahwa pada kecepatan rana lebih cepat daripada kecepatan x-sinkronisasi kamera (biasanya 1/250) rana mulai menutup di bagian bawah sebelum sepenuhnya terbuka di bagian atas. Hasil dari ini adalah bahwa untuk kecepatan sangat cepat seperti 1/4000 Anda mendapatkan celah yang melintasi bingkai dan memberi Anda efek rana bergulir yang sama untuk gambar diam. Namun karena waktu untuk melintasi bingkai oleh rana (1/250) adalah sepuluh kali lebih cepat daripada waktu untuk membaca sensor selama video (1/25) Anda memerlukan objek yang bergerak sangat cepat untuk melihatnya.

Ini foto yang sangat lama yang menunjukkan efeknya dengan baik:

Efeknya juga lebih terlihat dalam video jika Anda melakukan bolak-balik, yang tidak terjadi dengan diam.

— Matt Grum
sumber

Uhmmmm, bagaimana dengan eksposur sepanjang 1 detik (atau lebih)? Apakah sensor membutuhkan lebih banyak waktu untuk membaca setiap baris atau membaca ulang garis ketika menyentuh bagian bawah?

— Andres

@Nick Anda baru saja menjelaskan mengapa ada batas kecepatan rana dengan blitz (non-HSS): rana dapat sepenuhnya terbuka untuk eksposur sekitar 1/250 detik atau lebih lama (tergantung pada kamera), tetapi untuk eksposur yang lebih pendek seluruh sensor tidak pernah terbuka pada waktu tertentu.

— whuber

@Nick Ini hanya pada kecepatan lebih cepat dari 1/250 yang rana memindai bingkai, pada 1/200 ada saat seluruh sensor terbuka, sehingga memungkinkan flash pada kecepatan ini

— Matt Grum

@Andres, saat memotret gambar diam bingkai dipindai setelah rana ditutup, jadi dengan eksposur 1 detik, rana terbuka selama 1 detik, kemudian ditutup dan kemudian seluruh bingkai dipindai pada kira-kira 1/25

— Matt Grum

@matt Saya tahu, saya menyadari kesalahan saya dan menghapus komentar! Tapi ini tidak menjelaskan mengapa shutter harus berputar dalam mode video - mengapa kamera tidak dapat menangkap seluruh frame?

— NickM

Anda mungkin menemukan tautan ini berguna:

http://www.dvxuser.com/jason/CMOS-CCD/ (oleh Barry Green / via @ SFGPhoto)

Ini adalah kompromi CMOS: panas, daya, kecepatan refresh lebih lambat, lebih murah daripada CCD. CCD lebih cepat, tetapi membutuhkan lebih banyak energi dan biaya lebih ...

Dari pemahaman dasar saya tentang pembuatan chip, sensor gambar dan prosesor dibuat menggunakan teknologi serupa. Fabrikasi prosesor nikmat menyusut: lebih kecil = lebih murah. Tetapi fotografer menginginkan sensor BESAR. Tidak dapat memiliki keduanya tanpa biaya lebih banyak. Ditambah mengemas dalam banyak piksel ke dalam sensor bisa menjadi hal yang 'baik' (kurang cahaya, dll.)

@mogwailun

Tetapi mengapa dalam mode foto cahaya dibaca secara keseluruhan dan dalam mode video baris demi baris? Artikel ini menjelaskan perbedaan antara bergulir dan global, tetapi saya tidak dapat memahami beralih antara mode foto dan film.

— Andres

@Andres, gambar masih dibaca baris demi baris dalam mode foto, Anda tidak menyadarinya!

— Matt Grum