Tại sao có một màn trập cơ trong máy ảnh kỹ thuật số?


21

Tôi hiểu rằng trong máy ảnh, đường kính của cửa trập - khẩu độ - kiểm soát lượng ánh sáng đi vào và điều này ảnh hưởng đến độ phơi sáng.

Nhưng tôi không hiểu tại sao, trong máy ảnh kỹ thuật số, màn trập cần phải đóng và mở khi chụp ảnh hoặc chụp liên tục. Không thể giới hạn tốc độ khung hình (khung hình trên giây) hoặc tốc độ màn trập nhanh nhất (ví dụ, ¹ /) chỉ là một đặc tính của cảm biến điện tử?

Tôi hỏi điều này bởi vì máy ảnh mới của tôi không thể thực hiện nhiều hơn một lần chụp mỗi giây ở chế độ liên tục. 1 FPS là vô lý trong một máy ảnh năm 2011, bạn có nghĩ vậy không? (Nó có thể làm 30 khung hình / giây cho video HD.)


10
Thuộc tính 1 khung hình / giây của bạn là một hạn chế về sức mạnh xử lý mà họ đưa vào mô hình cụ thể của bạn và ít giới hạn của màn trập ở đó - có những máy ảnh chụp cơ học hoạt động xa, lớn hơn 1 khung hình / giây.
rfusca

2
Âm thanh giống như một điểm và bắn hơn so với máy ảnh DSLR và theo như tôi biết tất cả các máy ảnh P & S không có màn trập cơ học, và thực sự lấy hình ảnh 'như một đặc tính của cảm biến điện tử' như bạn mô tả. Đây chỉ là dự đoán mà không biết mô hình máy ảnh của bạn khó khăn
Dreamager

Ngoài ra, có vẻ như bạn đang bối rối khi có thể nhìn thấy vòng khẩu độ ở điểm của bạn và chụp với máy ảnh của bạn có màn trập
Dreamager

2
Tôi không thể tìm thấy bất kỳ thông tin cụ thể nào về màn trập của SX30 khi duyệt nhanh nhưng cho rằng toàn bộ thời gian bạn đang xem ảnh để sắp xếp ảnh trên màn hình LCD hoặc kính ngắm điện tử mà bạn đang sử dụng cảm biến để xem, nó sẽ không Tôi có ý nghĩa với tôi để có một màn trập sau đó đóng lại và mở lại để chụp. Tôi đoán tiếng ồn bạn đang nghe là các lưỡi khẩu độ đóng lại hoặc tiếng ồn sẵn có cho màn trập bạn có thể tắt trong các menu
Dreamager

4
William, tôi sẽ không ngạc nhiên nếu có một chiếc loa nhỏ phát ra tiếng "click" đó. Tôi biết nó tồn tại trong các máy ảnh khác.
jwenting

Câu trả lời:


15

Có lẽ lý do để sử dụng cửa chớp cơ học là vì nhược điểm của chúng là dễ sống nhất; công nghệ cạnh tranh không (chưa) rõ ràng vượt trội.

Vấn đề chính là màn trập điện tử ảnh hưởng đến toàn bộ cảm biến cùng một lúc khá dễ thực hiện trên cảm biến CCD, trong khi đối với CMOS (được ưa thích trên máy ảnh DSLR mới), nó đòi hỏi phải có thêm mạch trong mỗi cảm biến . Điều này có thể được thực hiện, nhưng chi phí cao - phạm vi động, độ phân giải và / hoặc chi phí. Ví dụ, Sony F55 là thân máy ảnh định hướng video với cảm biến 8,9 MP full-frame có mạch màn trập toàn cầu và có giá lên tới 29 nghìn đô la vào năm 2015 - gấp khoảng 4 lần so với các thân máy hàng đầu của Canon / Nikon với nhiều độ phân giải cao hơn nhưng không có mạch màn trập đó.

Thông thường, các cảm biến CMOS được đặt lại và đọc từng hàng, mất nhiều thời gian hơn so với màn trập cơ hiện đại để di chuyển, do đó hiệu ứng màn trập lăn kém hơn và tốc độ đồng bộ tối đa chậm hơn.

Nhiều máy ảnh gần đây cung cấp tùy chọn màn trập điện tử đầu tiên, trong đó phơi sáng bắt đầu bằng các hàng cảm biến được kích hoạt liên tục và kết thúc bằng màn trập cơ học theo cùng tốc độ. Các cảm biến hiện tại có thể chạm từ mép này sang cạnh khác chậm hơn 1/100 giây, ngang với cửa chớp cơ học từ những năm 1970. Mặc dù tốc độ nhanh hơn có thể bằng cách chỉ hiển thị một khe tại một thời điểm, tốc độ này xác định mức hiệu ứng lăn và tốc độ đồng bộ tối đa.

Đối với màn trập điện tử hoàn toàn, rèm phía sau cũng phải là điện tử. Điều này sẽ tắt và xóa hàng, vì vậy dữ liệu phải được đọc ra trước. Đọc dữ liệu thậm chí còn chậm hơn so với bật các hàng, làm tê liệt tốc độ đồng bộ tối đa và tăng cường hiệu ứng màn trập lăn thêm vài lần nữa.

Trong chế độ xem video / xem trực tiếp, màn trập điện tử có thể được "tăng tốc" bằng cách bỏ qua hầu hết các hàng, dẫn đến độ phân giải thấp hơn. Dữ liệu được truyền có thể được giảm hơn nữa bằng cách giảm độ sâu bit - điều này biểu hiện trong phạm vi động giảm.

CCD là phổ biến trong máy compact, và họ thường sử dụng cửa chớp điện tử. Đã có các CCD màn trập điện tử được sử dụng cho tốc độ cao hơn trên một số máy ảnh DSLR cũ của Nikon, như D1 hoặc D70. Trên các máy ảnh này, các kiểu giống như lưới được báo cáo đôi khi xuất hiện trên các vùng màu trơn với tốc độ màn trập sử dụng màn trập điện tử.

Tôi nghi ngờ bạn chỉ có màn trập mặt phẳng tiêu cự thường được sử dụng trong tâm trí; màn trập lá là một thiết kế cơ học khác cho màn trập. Lợi ích chính của nó là sự yên tĩnh và khả năng đồng bộ flash ở bất kỳ tốc độ nào, bởi vì màn trập luôn mở hoàn toàn. Nhưng màn trập lá cần được đặt ở vị trí có màng chắn khẩu độ (nghĩa là trong mọi ống kính) hoặc cần các ống kính được thiết kế đặc biệt có điểm nút ở khoảng cách nhất định giữa ống kính và mặt phẳng hình ảnh. Tùy chọn đầu tiên là đắt tiền, được sử dụng trong nhiều hệ thống định dạng trung bình; cái khác là hạn chế cho thiết kế ống kính, nhưng đã được sử dụng trong một số mẫu máy ảnh DSLR cũ (ví dụ Topcon Auto 100).

Trên Canon SX30IS, màn trập (có thể đạt tốc độ 1/3200) rất có thể không phải là yếu tố giới hạn cho tốc độ chụp. Tốc độ có nhiều khả năng bị ức chế bởi băng thông dữ liệu - ngay cả khi bạn chụp độ phân giải thấp, máy ảnh vẫn đọc tất cả 14MP từ cảm biến để cho chất lượng hình ảnh tối đa. Trong video, chất lượng hình ảnh không quan trọng bằng tốc độ khung hình, vì vậy máy ảnh chỉ đọc các hàng và cột được chọn khỏi cảm biến.

Theo thông số kỹ thuật, tắt LCD sẽ giúp bạn đạt 1,3 khung hình / giây. Hoặc nếu bạn muốn trao đổi chất lượng hình ảnh với tốc độ cao, chỉ cần quay video và trích xuất khung hình sau đó.


Ngoài ra, tốc độ của bộ nhớ có thể ảnh hưởng đến tốc độ khung hình. Một thẻ chậm hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để ghi dữ liệu.
chris

2
@chris nói chung là có, nhưng với tốc độ chụp thấp như vậy theo thông số kỹ thuật , tôi nghi ngờ người ta có thể tìm thấy một thẻ nhớ thậm chí còn chậm hơn - công nghệ bộ nhớ tương tự có thể dễ dàng lưu trữ hình ảnh nhanh gấp nhiều lần trên các máy ảnh khác
Imre

Chà, tiền đề của bạn rằng "màn trập điện tử ảnh hưởng đến toàn bộ cảm biến cùng một lúc chỉ có thể được thực hiện trên cảm biến CCD" là không chính xác. Có cửa chớp tinh thể lỏng, và tôi biết rằng chúng được sử dụng trên một số hệ thống triệu đô kể từ ít nhất 10 năm trước (không thể tiết lộ chi tiết). Câu hỏi đặt ra là tại sao công nghệ này chưa được triển khai trong máy ảnh cao cấp? Và nếu có, thì cần gì cho màn trập cơ?
ybungalobill

@ybungalobill Cảm ơn bạn đã chỉ ra, chỉnh sửa để làm rõ điều này. Có vẻ như công nghệ này được triển khai trong các máy ảnh cao cấp, nhưng hầu hết mọi người sẽ không coi các hệ thống triệu đô (hoặc thậm chí là hệ thống 30 nghìn đô la) là một lựa chọn khả thi để chụp ảnh :)
Imre

7

Video không sử dụng màn trập cơ. Cửa trập vẫn mở. Một cái gì đó gọi là màn trập lăn được sử dụng để quét cảm biến. Điều này làm mất thời gian và không tức thời như phơi sáng 1/4000 với màn trập cơ học trong đó tất cả các vị trí trên bản ghi cảm biến cùng một lúc. Với tốc độ 30 khung hình / giây, mỗi khung hình có hiệu quả 1/30 giây, do đó, kiểu chụp này thực sự không giống như khi bạn nhấp vào một khung hình duy nhất bằng cách sử dụng màn trập cơ. Bạn cũng bị giảm độ phân giải, vì máy ảnh chỉ có thể xử lý rất nhiều pixel và ghi chúng vào phương tiện.

Vì vậy, nếu bạn đã bỏ đi với màn trập cơ học, bạn sẽ có độ phân giải thấp hơn và mờ hơn, chưa kể đến cong vênh và các hiệu ứng khác được giải thích trong tài liệu tham khảo về màn trập lăn.


Và bạn cũng sẽ có một màn trập chậm hơn rất nhiều. Bạn có thể có tốc độ màn trập nhanh nhất là 1/30, 1/60, ngoại trừ trên các máy ảnh chất lượng cao nhất.
jwenting

Canon XL-1 tôi đã sử dụng nhiều năm trước cho phép tôi chọn tốc độ màn trập dĩ nhiên nhanh hơn hoặc bằng tốc độ khung hình, nhưng không bị buộc phải giống nhau. Ngoài ra CHDK cho phép máy ảnh Canon P & S giảm xuống 1/60000 giây mà không cần màn trập cơ.
Joey

2
Câu trả lời này mô tả các cảm biến CMOS; Với CCD, màn trập nhanh điện tử là khả thi và khá phổ biến trong các máy ảnh compact.
Imre

2

Những gì rfusca nói. Một D3 và 1D4 chụp 9-10 khung hình / giây với màn trập toàn khung hình cơ học. Màn trập fullframe có thể dễ dàng quay vòng trong 1/125 giây vì vậy đó không phải là vấn đề đối với tốc độ khung hình.

Xử lý kết xuất hơn 10 mp từ cảm biến thành jpeg và sau đó ghi nó vào thẻ không phải là một nhiệm vụ cấp bách phải hoàn thành.

Quay video là một câu chuyện hoàn toàn khác so với chụp ảnh tốc độ cao vì dữ liệu được truyền phát và phần cứng và codec được khớp với nhiệm vụ trong tay.

1080p là khoảng 2 megapixel và sơ đồ nén (ngoài việc đã được tối ưu hóa cao, tốc độ thấp trên máy ảnh tiêu dùng) thậm chí có thể được thực hiện một phần trong phần cứng.

Những gì bạn mô tả giống như một máy ảnh ĐỎ, nó dựa nhiều hơn vào máy ảnh tốc độ cao với cảm biến cmos 10+ megapixel của nó, chụp "thô", về bản chất vẫn là sơ đồ jpeg tỷ lệ 1> 1 bị mất.

Điều này nói lên rằng có hai vấn đề, một là liên quan đến thiết bị lưu trữ băng thông và vấn đề thứ hai là tính khả thi của xử lý bài, mà Red xử lý bằng cách xử lý phần cứng thô trước khi lưu trữ trên phương tiện để chỉnh sửa sau.

Một màu đỏ là khổng lồ và có một hệ thống làm mát hoạt động với tản nhiệt & quạt. Đây không phải là con chip nhúng milliwatt điển hình của bạn trong một thứ mà một người có thể mang bằng hai tay.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.