Rolling shutter: відмінності між версіями

'''Rolling shutter''' (також — '''ролінг-шаттер''', послідовний затвор) — це метод отримання зображення, при якому кожен кадр записується не як моментальниймиттєвий знімок, виконаний в певну мить, а як, швидше, як сканування, зчитування площини кадру, рядок за рядком — або вертикально, або горизонтально. Іншими словами, не всі частини зображення записуються в один і той самий момент, незважаючи на те, що вихідний знімок пізніше, під час перегляду, буде відображений як єдине ціле — в одній світлині. Таким чином також створюються передбачувані [[Дисторсія|дисторсії]] (оптичні викривлення) при зйомці об'єктів, які рухаються дуже швидко, або коли сенсор вловлює швидкі спалахи світла. Цей метод контрастує із застосуванням іншого поширеного методу — «global shutter» («глобальний затвор»), при якому відбувається зчитування всього кадру в один і той самий момент.

== Характеристика ефекту «''rolling shutter»'' ==

Метод «rolling shutter» виконується шляхом «прокручування» ({{lang-en|'''rolling'''}}) щілини затвора (по суті&nbsp;— порядкове зчитування світлової інформації) вздовж площини світлочутливого сенсора, на яку в цей момент відбувається [[експонування]], замість того, щоб зчитувати інформацію зі всієї площини кадру в один і той же момент часу. Затвор може бути або [[Фокальний затвор#Двошторкові затвори|механічним]], або [[Затвор (фотоапарат)#Електронний затвор|електронним]].<ref>{{ref-en}}{{cite web |url=http://www.motionvideoproducts.com/MVP%20papers/Rolling%20vs%20Global%20Shutter.pdf |title=Electronic shuttering: Rolling vs Global shutter |publisher=Motionvideoproducts |accessdate=2011-12-22 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120215233033/http://www.motionvideoproducts.com/MVP%20papers/Rolling%20vs%20Global%20Shutter.pdf |archivedate=2012-02-15 |deadurl=yes }}</ref><ref>{{ref-en}}[http://www.kodak.com/ek/US/en/ShutterOperations.htm Shutter Operations for CCD and CMOS Image Sensors] Kodak</ref>. Перевагою такого методу є те, що [[сенсор зображення]] може продовжувати вбирати фотони світла протягом всього процесу експонування, таким чином збільшуючи світлочутливість. Такі затвори використовуються в багатьох аналогових фотокамерах&nbsp;— практично всі [[Однооб'єктивна дзеркальна фотокамера|SLR-камери]] використовують «''rolling shutter''» для виконання знімків при коротших витримках&nbsp;— так само працюють і цифрові фото- та відеокамери, в яких використовуються КМОН-сенсори. Сам ефект найбільш помітний при зйомці в екстремальних умовах руху або при швидких спалахах світла. В той час як деякі [[КМОН-сенсор]]и працюють лише на повнокадровому (глобальному, «global shutter») затворі, більшість з тих, які знаходяться на користувацькому ринку, використовують метод «''rolling shutter''».<ref>{{ref-en}}{{cite web|url=http://ericfossum.com/Articles/Cumulative%20Articles%20about%20EF/truesnaparticle.pdf |title=TrueSNAP Shutter Freezes Fast-Moving Objects|publisher=Eric Fossum |date=2013-11-13 |accessdate=2013-11-13}}</ref>.

[[Пристрій із зарядовим зв'язком|ПЗЗ-сенсори]] (пристрої із зарядовим зв'язком) є альтернативою [[КМОН-сенсор|КМОН-сенсорам]]. ПЗЗ зазвичай використовують той тип затвора, який називають «глобальним» («global shutter»), завдяки якому виконуються знімки, що відображають цілісну візуальну сцену в єдиний момент часу і не потерпають від подібних [[Цифрові артефакти|цифрових артефактів]] руху.<ref>{{ref-en}}{{cite web|url=http://www.bhphotovideo.com/find/newsLetter/Comparing-Image-Sensors.jsp |title=To CCD or to CMOS, That is the Question &#124; B&H Photo Video Pro Audio |publisher=Bhphotovideo.com |date= |accessdate=2010-08-21}}</ref>.

Стартап «''InVisage''» розробив принципово новий сенсор [[Quantum Film|«''Quantum Film'']]<nowiki/>» на базі [[Квантова точка|квантових точок]]. Сенсор «''Quantum Film''» працює за принципом «''global shuttershutte''r», і також є більш ефективнимефективнішим при захопленні світла (захоплення 90-9590–95% світла, що потрапляє на сенсор), ніж традиційні кремнієві чипи датчиківдавачів зображення, даючи сенсору високу чутливість в умовах низької освітленості, а також більш високий [[Фотографічна широта|динамічний діапазон]].<ref>{{ref-en}}{{cite web|url=http://www.dpreview.com/articles/1365289912/invisage-brings-long-promised-quantum-film-smartphone-sensor-to-market |title=InVisage brings long-promised Quantum Film smartphone sensor to market | publisher=Dpreview | accessdate=2015-11-11}}</ref>.

* '''Коливання''' ({{lang-en|wobble}}). Цей феномен (також відомий як ефект '''ефект желе''')&nbsp;— найбільш притаманнийнайпритаманніший знімкам, виконаним «з руки» при налаштуваннях для [[телеоб'єктив|телефотозйомки]], і найяскравіше проявляється при тремтінні камери&nbsp;— наприклад, якщо вона прикріплена до якогось транспортного засобу, а знімок виконаний під час його руху. В таких умовах затвор типу «rolling shutter» спричиняє появу знімків, на яких зображення наче коливається&nbsp;— лінії вигнуті неприродно й дивно.

* '''Часткова експозиція''' ({{lang-en|partial exposure}}). Якщо для виконання знімку використовувати фотоспалах, то його швидкоплинне світло може спрацювати лише для декількох рядків пікселів кадру. Наприклад, 1/3 ⅓ верхня частина зображення може бути яскраво освітлена фотоспалахом, в той час як нижніх 2/3⅔ зображення&nbsp;— темні та зовсім неосвітлені, оскільки час, потрібний для спрацьовування фотоспалаху був набагато коротшим, аніж час, потрібен для зчитування інформації КМОН-сенсором. Різниця між такими двома відмінними частинами зображення може виглядати досить дивно. Схожі проблеми виникають і з мигалками автомобілів аварійних служб, із певними типами флуоресцентного освітлення, або ж у будь-яких інших екстремальних ситуаціях, в яких наявні швидкий рух об'єктів або дуже швидкі спалахи світла&nbsp;— швидші, аніж час, потрібен для виконання знімка (порядкового зчитування інформації КМОН-сенсором).

Такі властивості систем типу «rolling shutter» можуть спричинити значні труднощі при фільмуванні з використанням візуальних ефектів. У кінематографі процес допасуванняруху («[[match moving|''match moving''»)]]» дозволяє отримати перспективу для візуальної сцени, яка базується на єдиному моменті часу, але виконання цього процесу ускладнюється для сенсорів, які використовують «rolling shutter», оскільки вони записують декілька дуже коротких моментів часу в єдиному кадрі. В цілому, результат залежить від швидкості зчитування сенсором світлової інформації, а також від того, зйомка якого типу сцени відбувається (якщо в ній багаточимало рухомих об'єктів&nbsp;— дисторсії будуть сильнішими); [[емпіричне правило]] в цьому випадку свідчить про те, що високоякісні кінокамери матимуть вищі швидкості зчитування, а тому&nbsp;— й цифрові артефакти під впливом «''rolling shutter''» в них проявлятимуться слабше, аніж у низькоякісних кінокамерах.