मैकेनिकल शटर का उपयोग करते समय कोई रोलिंग शटर क्यों नहीं है?

Question

इसलिए मुझे पता है कि यह सवाल पूछने के लिए सबसे अच्छी जगह नहीं हो सकती है, लेकिन शायद आप में से कुछ डिजिटल मिररलेस कैमरों के मैकेनिक्स और CMOS सेंसर की तकनीक से परिचित हैं।

मुझे यह समझ में नहीं आया कि क्यों इलेक्ट्रॉनिक छवि सेंसर, जो रोलिंग शटर कलाकृतियां बनाते हैं, इस मुद्दे के साथ छवियों का उत्पादन नहीं करते हैं, जब एक यांत्रिक शटर के साथ संयुक्त होता है। जो चीज मुझे नहीं मिलती वह निम्नलिखित है:

रोलिंग शटर एक तरफ से दूसरे (आमतौर पर ऊपर से नीचे) सेंसर रीडआउट के कारण होता है, इसलिए वास्तविक छवि को अलग-अलग लगातार क्षणों की स्कैन लाइनों से एक साथ सिला जाता है। मेरी समझ में स्कैन लाइन रीडआउट सेंसर (?) से ऊपर की यात्रा करने वाले यांत्रिक शटर विंडो की नकल करता है। अब जब सेंसर के सामने एक यांत्रिक शटर का उपयोग किया जाता है, तो शटर इस कार्य को संभालता है, जबकि सेंसर को एक बार में विश्व स्तर पर पढ़ा जाता है (?)। इसलिए अंतिम छवि में रोलिंग शटर कलाकृतियां दिखाई नहीं दे रही हैं। लेकिन अगर सेंसर को एक समय में विश्व स्तर पर पढ़ा जा सकता है, तो इलेक्ट्रॉनिक शटर का उपयोग करते समय ऐसा क्यों नहीं होता है? सेंसर को सिर्फ एक सेकंड के 1/2000 के भीतर ही चालू और बंद क्यों नहीं किया जा सकता, रोलिंग शटर से परहेज? एक छवि लेने के लिए "स्कैन लाइन विधि" की आवश्यकता क्यों है,

जब मेरे पास एक कैमरा है, जो अभी भी 10fps पर मैकेनिकल शटर के साथ चित्र ले सकता है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि सेंसर 10fps पर इलेक्ट्रॉनिक रूप से रोलिंग शटर का उत्पादन किए बिना छवियों को ले सकता है?

मुझे यह पोस्ट मिली है जो शटर को रोल करने का सामान्य कारण बताती है, लेकिन मेरे पास विशिष्ट प्रश्न नहीं है।

मुझे यह भी नहीं पता कि क्या मेरी धारणा सही है, लेकिन मुझे खुशी होगी, अगर कोई इस पर कुछ प्रकाश डाल सके।

Answer 1

जब मेरे पास एक कैमरा है, जो अभी भी 10fps पर मैकेनिकल शटर के साथ चित्र ले सकता है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि सेंसर 10fps पर इलेक्ट्रॉनिक रूप से रोलिंग शटर का उत्पादन किए बिना छवियों को ले सकता है?

यह समझने के लिए कि, हमें एक विशिष्ट 3T (रैंजिस्टर) पिक्सेल पर एक नज़र डालनी है:

इस 3T पिक्सेल का उपयोग रोलिंग शटर के साथ किया जा सकता है, लेकिन (इलेक्ट्रॉनिक) वैश्विक शटर के साथ नहीं। RST सिग्नल फोटोडायोड के पार वोल्टेज को एक सकारात्मक वोल्टेज में रीसेट कर देगा। जब प्रकाश का पता लगाया जाता है, तो उस वोल्टेज का पता लगाए गए फोटोजेनरेटेड शुल्कों के आनुपातिक रूप से कम हो जाएगा। वैश्विक शटरिंग के लिए कष्टप्रद हिस्सा यह है कि हम फोटोडायोड को बंद नहीं कर सकते हैं । हम व्यावहारिक कारणों (बहुत सारे तार, रीड-आउट सर्किट, पावर, आदि) के लिए सभी पिक्सल को एक साथ नहीं पढ़ सकते हैं, इसलिए रीड-आउट प्रकाश के दौरान अन्य पिक्सेल में एकत्र होते रहेंगे, जिससे उनका आउटपुट बदल जाएगा। मैकेनिकल शटर को जोड़ने से समस्या को दरकिनार करके प्रकाश को फोटोडायोड तक पहुंचने से रोकना संभव होगा।

CMOS में वैश्विक शटरिंग को लागू करने के लिए, आपको कम से कम 4T पिक्सेल की आवश्यकता होगी:

$M_{sf}$

रोलिंग शटर पर वैश्विक शटरिंग का मुख्य नुकसान यह है कि कैप्चरिंग का समय विंडो छोटा हो जाता है। यह आपके द्वारा बताई गई पोस्ट में समझाया गया है। यह निम्नलिखित आरेख में भी दिखाया गया है (कि मैं जल्दी से पेंट में आकर्षित हुआ)।

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Comments

लानत है यह एक बहुत सटीक जवाब है कि मैं क्या सोच रहा था! बहुत बहुत धन्यवाद!

— थॉमस डी।

यह उत्तर पढ़ने में थोड़ा भ्रमित है क्योंकि यह "रोलिंग शटर" का उपयोग करता है, जिसका अर्थ है कि प्रश्न "मैकेनिकल शटर" कहता है। प्रश्न में, "रोलिंग शटर" वस्तु के दृश्य (या दृश्य) के कारण दृश्य विरूपण साक्ष्य है जो सेंसर के एक तरफ छवि एक्सपोजर / कैप्चर और दूसरी तरफ इमेज एक्सपोजर / कैप्चर के बीच बदल रहा है, और सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है जब एक का उपयोग कर इलेक्ट्रॉनिक दरवाजा; लेकिन उत्तर में यह वह विधि प्रतीत होती है जिसके द्वारा सेंसर उजागर होता है।

— पीटर टेलर

जब मैं "रोलिंग शटर" का उपयोग करता हूं, तो मेरा मतलब है कि उस समय की खिड़की जिसके दौरान प्रकाश को एकीकृत किया गया है, प्रति पिक्सेल समय में स्थानांतरित कर दिया गया है। वैश्विक शटर वह समय होता है जब सभी विंडो के लिए समय विंडो सिंक्रनाइज़ की जाती है। मेरा मतलब था कि इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रकाश को रोकने के बजाय यांत्रिक शटर, और उस तरह से समय खिड़की को नियंत्रित करना।

— स्वेन बी

पेंट में किया जा रहा है के लिए बहुत अच्छा!

— पाइप

Answer 2

इसके दो भाग हैं: पहला, रोलिंग शटर अभी भी (कुछ, नोट देखें) यांत्रिक शटर के साथ हो सकता है। हालाँकि, यह केवल थोड़े समय के लिए है। शटर दो पर्दे के बाहर बनाया गया है। एक्सपोज़र से पहले, पर्दा 1 सेंसर के सामने होता है। जब एक्सपोज़र शुरू होता है, तो पर्दे 1 नीचे (या ऊपर या जो भी) चलता है और सेंसर को उजागर करना शुरू कर देता है। एक्सपोज़र के अंत में, पर्दा 2 में चलता है और सेंसर को कवर करता है।

कहो कि पर्दे पूरे आंदोलन को करने के लिए 2 मिली सेकेंड लेते हैं। यदि आपके पास 100 मिलीसेकंड कहने का एक्सपोज़र समय है, तो इसका मतलब होगा कि 98 मिलीसेकंड के लिए, एक ही समय में पूरे सेंसर को उजागर किया जाता है। नतीजतन, कोई रोलिंग शटर नहीं है।

कुछ बिंदु पर, हालांकि, शटर पर्याप्त तेजी से नहीं चल सकते हैं, और किसी भी बिंदु पर पूरे सेंसर को उजागर नहीं किया जाता है (यह वह बिंदु है जहां आपका कैमरा एक साधारण फ्लैश सिंक का उपयोग करने में सक्षम नहीं होगा)। उदाहरण के लिए, मान लें कि हमारे पास 1/1000 का जोखिम समय है। इसका मतलब है कि हमारे सेंसर को केवल 1 मिलीसेकंड के लिए उजागर किया जा सकता है। हालाँकि, यदि दूसरा पर्दा पहले पर्दे के सेंसर के पूरी तरह से उजागर होने की प्रतीक्षा करता है, तो सेंसर के कुछ हिस्सों को पहले से ही 2 मिलीसेकंड के लिए उजागर किया जाएगा! इसके बजाय, पहला पर्दा समाप्त होने से पहले दूसरा पर्दा चलना शुरू हो जाता है, और एक्सपोज़र सेंसर के "लाइन" के रूप में होता है। इस वीडियो को यूट्यूब पर स्लो मो दोस्तों से देखें, जहां आप इसे स्पष्ट रूप से देख सकते हैं:

https://www.youtube.com/watch?v=CmjeCchGRQo

तो क्यों हम इन कैमरों के साथ एक ही रोलिंग शटर प्रभाव नहीं देखते हैं? हम कर! हम सिर्फ नोटिस नहीं करते हैं। यहाँ एक DSLR पर शटर इतनी तेज़ी से चलते हैं कि 5 मिलीसेकंड एक्सपोज़र टाइम पर भी, वे अक्सर किसी न किसी बिंदु पर पूरे सेंसर को एक्सपोज़ कर रहे होते हैं (जिसके परिणामस्वरूप अगर मूवमेंट अधिक होती है, और वह किसी भी शटर को छुपाता है) "प्रभाव। उच्च शटर गति पर, रोलिंग शटर प्रभाव (एक दूसरे एक्सपोज़र के 1/1000 पर कहना) के लिए आवश्यक गति की मात्रा बहुत अधिक है, वीडियो में आपके विशिष्ट एक्सपोज़र से कहीं अधिक है। लेकिन अगर हम उन तक पहुंचते हैं। गति, रोलिंग शटर यांत्रिक शटर के साथ एक चीज है, बस विकिपीडिया से इस छवि पर एक नज़र डालें :

मुझे यकीन नहीं है कि आधुनिक डीएसएलआर सेंसर का सेंसर रीडआउट कैसे होता है, लेकिन मुझे लगता है कि वे अभी भी स्कैनलाइन के कुछ फार्म करते हैं। यह सिर्फ सेंसर की रोशनी से नहीं होता है, जो एक यांत्रिक शटर द्वारा किया जाता है।

नोट: कोई शायद कह सकता है कि (बहुत) महंगे कैमरों में इस्तेमाल होने वाले लीफ शटर रोलिंग शटर से मुक्त हैं।

Comments

आपके उत्तर के लिए बहुत बहुत धन्यवाद! मैं सोच रहा था कि क्या रोलिंग शटर यांत्रिक शटर के साथ एक चीज है। मैंने पाया कि कई CMOS सेंसर को स्टैक करके "रोलिंग शटर फ्री" इलेक्ट्रोनिक शटर लगता है। मुझे लगता है कि इसके पीछे का विचार दोनों सेंसरों की स्कैनलाइन को ऑफसेट करना और बाद में डेटा को एक साथ जोड़ना है।

— थॉमस डी।

इलेक्ट्रॉनिक रोलिंग शटर का उपयोग करके रोलिंग शटर से बचने के भी तरीके हैं। हर पिक्सेल की कल्पना करें कि उसके बगल में केवल छोटी मेमोरी है (हालांकि एनालॉग मेमोरी) जो इसे कमांड पर मान दे सकती है। सभी पिक्सेल अब एक ही समय में ऐसा कर सकते हैं, और फिर यादों को धीरे-धीरे पढ़ा जा सकता है, लेकिन चूंकि वे एक्सपोज़र के साथ नहीं बदलते हैं, यह रोलिंग शटर का परिचय नहीं देता है। (मेरी जानकारी के लिए यह केवल सिनेमा के सबसे उच्च अंत वाले कैमरों पर ही किया गया है, लेकिन यह मेरे लिए इतना आवश्यक क्षेत्र नहीं है)

— जोरेन वेस

@JorenVaes वैश्विक शटरिंग के बिना रोलिंग शटर से बचने के बहुत सारे तरीके हैं। डिजिटल पोस्ट-प्रोसेसिंग के माध्यम से सबसे अच्छा, IMO, ठीक से सोचा जाता है। असतत छवियों की पूरी अवधारणा वास्तव में वैसे भी वैचारिक रूप से सही नहीं है और यह एक वैश्विक शटर के साथ भी कलाकृतियों को जन्म दे सकती है। एक अच्छा कार्यान्वयन को हमेशा एलाइज़िंग से बचने के लिए कई एक्सपोज़र के बीच अंतर करना चाहिए , और फिर रोलिंग शटर प्रभाव से बचने के लिए छवि y- अक्ष के साथ गुणांक को स्थानांतरित कर सकता है।

— लेफ्टरनैबाउट

@leftaroundabout लेकिन क्या आपको स्कैन की शिफ्टिंग करते समय आवश्यक ऑफसेट के कारण कुछ जानकारी नहीं मिल रही है?

— थॉमस डी।

@ThomasD। आप किसी भी तरह से लापता जानकारी हैं। सभी वीडियो सूचना के कुछ परिमित मात्रा में समय-निर्भर प्रकाश-क्षेत्रों के असीम-आयामी स्थान को काटकर उत्पन्न होते हैं। वीडियो को दिखाने का कोई भी तरीका किसी तरह के प्रक्षेप के माध्यम से जानकारी को "अनुमान" करता है। रोलिंग शटर प्रभाव वास्तव में अनुचित तरीके से ऐसा करने की एक कलाकृति है।

— लेफ्टरनैबाउट