Выдержка, затвор и "rolling shutter"
ЛизаНажмите на кнопку камеры, чтобы сделать кадр. Каждая камера ответит на это своим уникальным звуком. Тем самым она сообщит, что экспонирование успешно завершено. В основе этого звука лежит движение механического затвора. Он регулирует продолжительность времени, за которое свет попадает на матрицу, где превращается в электрический сигнал. Это время является одним из ключевых параметров экспозиции и называется выдержка. Стоит научиться понимать голос вашей камеры. Это поможет избежать множество ошибок и использовать её возможности на максимум.
Механический затвор может располагаться в объективе вблизи апертурной диафрагмы — апертурный затвор, либо над матрицей — фокальный затвор.
Апертурный затвор встречается в непрофессиональных компактных камерах. Он может также выполнять роль диафрагмы (затвор-диафрагма).
Фокальный затвор используется в камерах со сменной оптикой. В большинство профессиональных современных камер встроен вертикальный фокальный затвор, который состоит из двух подвижных пластинок. Пластинки состоят из группы ламелей. Чтобы начать экспонирование, опускается первая пластинка. Свет попадает на матрицу. Опускается вторая пластинка. Экспонирование завершено. Обе пластики возвращаются в исходное положение. При коротких выдержках вторая пластинка опускается сразу же за первой. Образуется щель, которая передвигается вдоль матрицы, равномерно освящая её.
Советую вам один раз увидеть этот процесс. Ребята с канала Slow Mo Guys заглянули внутрь камеры и в замедленной съемке записали видео работы механического затвора.
Величина минимальной выдержки, при которой матрица открывается полностью, называется выдержкой синхронизации. Если значение выдержки меньше, чем выдержка синхронизации (каждая камера имеет свое значение), становится затруднительным использование импульсного света. Очень короткая вспышка света освещает только ту часть матрицы, которая не закрыта пластинками затвора. В результате на изображении появляются дефектные темные полосы. Для того, чтобы добиться равномерного освещения с помощью вспышки, используют режим высокоскоростной синхронизации. В этом случае вспышка генерирует серию из нескольких более слабых импульсов. Вспышки света равномерно освещают матрицу по мере ее открытия.
Во время съемки видео выдержка регулируется с помощью электронного затвора. В этом случае экспонирование завершается считыванием электрического сигнала с матрицы. Во многих современных камерах сигнал с матрицы считывается построчно. Такой метод захвата изображения называется "rolling shutter". Со всей матрицы информация считывается в течении очень короткого времени, но для каждой строки это время разное (как на картинке ниже, слева).
В результате могут появиться нежелательные эффекты: при движении камеры ровные вертикальные линии зданий становятся наклонным, а быстро движущийся вентилятор или пропеллер приобретают очень странный вид.
Этот эффект называется соответственно “rolling shutter”. Чтобы сделать “rolling shutter” менее заметным, производители матриц стараются уменьшить время считывания с матрицы — время, за которое считывается информация со всей матрицы для одного кадра. Этот показатель, к сожалению, обычно не указан в характеристиках камер. Мне кажется, он мог бы быть хорошим индикатором “rolling shutter” при выборе камеры.
Если вы знаете, что в вашей камере значительный “rolling shutter”, есть несколько способов, чтобы сделать его менее заметным.
Для того, чтобы избежать искажения вертикальных линий, которые могут появиться в результате быстрого движения камеры, используют стабилизатор. Он позволяет снимать медленные плавные движения.
Так же имеет значение выбор угла съемки. Например, можно не снимать быстро движущийся транспорт сбоку, а снять его в перспективе.
При съемке крутящихся объектов можно попробовать размыть объект с помощью уменьшения значения выдержки. В некоторых случаях такая уловка спасет от странных искажений изображения.
Частично “rolling shutter” можно исправить в пост-обработке, используя плагин "Rolling Shutter" в программе для монтажа. Вот пример успешной борьбы с нежелательным эффектом:
Но не во всех камерах встроены матрицы с “rolling shutter”. Некоторые используют метод “global shutter”, когда информация считывается со всей матрицы одновременно. Но в процессе считывания задействовано больше ресурсов матрицы. Это негативно влияет на динамический диапазон камеры. Как следствие такая технология дороже.
Вот, для примера, несколько камер, которые используют “global shutter”:
Sony PMW-F55, Blackmagic Design Production Camera 4K, URSA 4K, ALEXA Studio (имеет зеркальный затвор, который работает как “global shutter”)
А так же камеры с “rolling shutter”:
ALEXA, Blackmagic Design Cinema Camera (2.5 К), Canon Mark IV, Panasonic GH5, Sony Alpha a7S II, Sony Alpha a6500, Canon EOS C200, Sony PXW-FS7.
В новых моделях SLR камер хотелось бы видеть матрицы с более скоростным считыванием. Так же было бы круто, если бы время считывания перестали скрывать от простых пользователей:)
Больше по теме тут: