為什麼以更快的快門速度使用“從傳感器的頂部到底部移動的縫隙”而不是立即曝光整個傳感器會更有效?狹縫只會以快快門速度出現,對嗎?
為什麼以更快的快門速度使用“從傳感器的頂部到底部移動的縫隙”而不是立即曝光整個傳感器會更有效?狹縫只會以快快門速度出現,對嗎?
現代快速窗簾每秒可能會移動約7米,但是,覆蓋16或24毫米幀高的時間仍然是快速快門的一個因素。
以每秒7000毫米的速度橫過24毫米的框架高度大約需要1/300秒才能完全打開。並且如果再關閉1/300秒,則最快的快門曝光可能在框架的底部邊緣接近於零,但在頂部邊緣的曝光可能是2/300或1/150秒。在任何快門速度下,快門時間都更長,當然,快門速度也不能比打開快門速度的1/300秒更快。這是非常差的攝影性能。
葉式百葉窗確實嘗試提高此速度(使用多個虹膜葉片),但是它們仍必須打開和關閉,並且不能以最快的百葉窗速度做得很好。我們可能會在其上看到1/500秒,但在百葉窗上看不到1/8000秒。但是焦平面也可以做到,而且準確。
但是想像一下有一個狹縫...相反,如果(如焦平面百葉窗所做的那樣),如果一個簾子在打開框架時移動,然後第二簾子在關閉該框架時移動,那麼我們就擁有了要測量的是啟動每個窗簾之間的時間。框架的兩個邊緣都獲得完全相同的曝光(但發生時間略有不同)。快門速度可以非常快,例如1/8000秒,這當然是狹窄的縫隙在整個畫面上移動的效果,但是它的曝光非常均勻,並且定時非常精確。機械齒輪和彈簧以及運動不再是因素,因為對於任何快門速度選擇而言,所有運動都完全相同,並且兩個簾幕都相同。由於各種快門速度,沒有機械變化。我們可以簡單地使用石英鐘錶晶體來測量兩個開始的簾幕時間,這就是快門速度的持續時間。沒有比這更好的了。即使曝光又精確。
但是,這對於閃光燈來說是一個問題。閃光燈非常快(持續時間很短),並且只有在百葉窗完全打開才能通過時才有用。因此,這意味著縫隙不能用於閃光燈,或者縫隙必須是傳感器完全打開的尺寸。這意味著打開此1/300秒的旅行時間是可用於閃光燈的最短快門持續時間,稱為快門同步速度。
在較小型的相機中,1/200秒同步更為常見,但最快的焦平面快門可以做到1/320秒(尼康DSLR幾個型號可以做到)。
如果完全打開需要1/300秒,並且第二個窗簾立即開始關閉,則這可以仍然留有一個很小的完全打開的窗口,可以進行快速閃爍。閃光燈同步的最小快門速度必須為1/300秒。 Flash是次要的缺點,但確實相當巧妙。焦平面快門的想法已有100多年的歷史。
思考實驗時間。假設我們希望35mm全畫幅相機的最小曝光時間為1/2000秒(500微秒)。我們只有一個“百葉窗”可以移開並移回。
我們將允許圖片的一側比另一側多10%的曝光,這意味著我們允許50μs來回移動快門。因此,快門必須在25μs內移動約35mm,然後再返回。每微秒1.4毫米。
因此,我們的百葉窗需要以平均3131英里/秒的平均速度行進小時。 MACH 4 。
讓我們計算出所需的G力,使其在所需時間內達到最終速度。在25μs內從零到1400米/秒:大約5.7 百萬 G。
僅因為如此之快,機械設備才可以加速脫離傳感器(或膠卷)並返回,而不會造成嚴重的工程問題,如定時和快門壽命的縮短。當替代品在大多數用途中沒有缺點時,根本就不值得。
那是因為百葉窗的窗簾速度有限。因此,如果要存檔高速/短時間曝光,則需要使傳感器短時間曝光。在這種情況下,最簡單的方法是不增加窗簾的速度,而要限制狹縫的大小
例如,如果傳感器的大小為24mm,閃光同步速度為1/250,則表示窗簾以6m / s的速度移動(對於這種設備而言,這是相當快的速度)。
此外,窗簾的力學原理應以這種方式進行平衡和計算,以免因加速,運動和減速而對人體產生過多的振動。
捲簾
與捲簾的移動無關。這與圖像傳感器一次只能讀取一行有關。它設置為一排傳感器,可以掃描以捕獲整個圖像。讀取每一行的這種掃掠就是 rolling shutter