การเลือกโกลบอลชัตเตอร์หรือโรลลิ่งชัตเตอร์

ชัตเตอร์ทั่วโลกหรือชัตเตอร์กลิ้ง?

Rolling Shutter เป็นวิธีการถ่ายภาพนิ่ง (ในกล้องถ่ายภาพนิ่ง) หรือแต่ละเฟรมของวิดีโอ (ในกล้องวิดีโอ) ที่ถูกถ่าย ไม่ใช่โดยการถ่ายภาพทั้งฉากในทันทีทันใด แต่ แทนที่จะสแกนข้ามฉากอย่างรวดเร็วไม่ว่าจะแนวตั้งหรือแนวนอน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่ใช่ทุกส่วนของภาพของฉากจะถูกบันทึกในเวลาเดียวกันทุกประการ (แม้ว่าในระหว่างการเล่น ภาพทั้งหมดของฉากจะแสดงพร้อมกัน ราวกับว่าเป็นภาพในช่วงเวลาหนึ่ง) ซึ่งทำให้เกิดการบิดเบือนของวัตถุที่เคลื่อนที่เร็วหรือแสงวาบอย่างรวดเร็วที่คาดเดาได้ ซึ่งตรงกันข้ามกับ "โกลบอลชัตเตอร์" ที่จะจับภาพทั้งเฟรมพร้อมกัน "ชัตเตอร์กลิ้ง" อาจเป็นได้ทั้งแบบกลไกหรือแบบอิเล็กทรอนิกส์ ข้อดีของวิธีนี้ก็คือ เซนเซอร์ภาพสามารถรวบรวมโฟตอนต่อไปได้ในระหว่างกระบวนการรับข้อมูล ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความไวอย่างมีประสิทธิภาพ พบได้ในกล้องถ่ายภาพนิ่งและกล้องวิดีโอดิจิทัลหลายรุ่นที่ใช้เซนเซอร์ CMOS เอฟเฟกต์จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดเมื่อถ่ายภาพสภาวะการเคลื่อนไหวที่รุนแรงหรือแสงกะพริบเร็ว.

โกลบอลชัตเตอร์

โหมดชัตเตอร์ทั่วโลกในเซ็นเซอร์รับภาพช่วยให้พิกเซลทั้งหมดของเซ็นเซอร์เริ่มแสดงและหยุดรับแสงพร้อมกันตามระยะเวลารับแสงที่ตั้งโปรแกรมไว้ระหว่างการรับภาพทุกครั้ง หลังจากสิ้นสุดเวลาเปิดรับแสง การอ่านข้อมูลพิกเซลจะเริ่มต้นและดำเนินการทีละแถวจนกว่าข้อมูลพิกเซลทั้งหมดจะถูกอ่าน ทำให้ได้ภาพที่ไม่บิดเบี้ยวโดยไม่โยกเยกหรือเอียง โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์ชัตเตอร์ทั่วโลกใช้เพื่อจับภาพวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงIt สามารถนำมาเปรียบเทียบกับเลนส์ชัตเตอร์ทั่วไปในกล้องฟิล์มแอนะล็อกได้ เช่นเดียวกับม่านตาในดวงตาของมนุษย์ พวกมันมีลักษณะคล้ายกับรูรับแสงของเลนส์ และอาจเป็นสิ่งที่คุณต้องคำนึงถึงเมื่อนึกถึงบานประตูหน้าต่าง.

ชัตเตอร์จะเปิดอย่างรวดเร็วพอๆ กับแสงสว่างเมื่อปล่อยและปิดทันทีเมื่อหมดเวลารับแสง ระหว่างการเปิดและปิด ส่วนของฟิล์มที่จะถ่ายภาพจะถูกเปิดออกทั้งหมดพร้อมกัน (การเปิดรับแสงทั่วโลก)

ดังแสดงในรูปต่อไปนี้: ในโหมดโกลบอลชัตเตอร์ แต่ละพิกเซลในเซ็นเซอร์จะเริ่มต้นและสิ้นสุดการรับแสงพร้อมกัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้หน่วยความจำจำนวนมาก ภาพทั้งหมดสามารถเก็บไว้ในหน่วยความจำหลังจากสิ้นสุดการรับแสงและสามารถอ่านได้ ค่อยๆ. กระบวนการผลิตเซ็นเซอร์ค่อนข้างซับซ้อนและราคาค่อนข้างแพง แต่ข้อดีคือสามารถจับวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้โดยไม่บิดเบือน และการใช้งานก็กว้างขวางมากขึ้น

กล้องชัตเตอร์ทั่วโลกถูกนำมาใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น การติดตามลูกบอล ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม หุ่นยนต์ในคลังสินค้า โดรน,การตรวจสอบการจราจร,การจดจำท่าทาง,AR&VRฯลฯ

ชัตเตอร์กลิ้ง

โหมดชัตเตอร์กลิ้งในกล้องจะแสดงแถวพิกเซลทีละแถว โดยมีออฟเซ็ตชั่วคราวจากแถวหนึ่งไปยังแถวถัดไป ในตอนแรก แถวบนสุดของภาพเริ่มรวบรวมแสงและเสร็จสิ้น จากนั้นแถวถัดไปก็เริ่มสะสมแสง ทำให้เกิดความล่าช้าในการสิ้นสุดและเวลาเริ่มต้นของการรวบรวมแสงสำหรับแถวที่ต่อเนื่องกัน เวลารวมแสงรวมสำหรับแต่ละแถวจะเท่ากันทุกประการ ในโหมด Rolling Shutter เส้นที่แตกต่างกันของอาเรย์จะถูกเปิดเผยในเวลาที่ต่างกันเมื่อ 'คลื่น' ที่อ่านออกกวาดผ่านเซ็นเซอร์ ดังแสดงในรูปต่อไปนี้: บรรทัดแรก เปิดเผยก่อน และหลังจากเวลาการอ่าน บรรทัดที่สองจะเริ่มเปิดเผย และอื่นๆ ดังนั้นแต่ละบรรทัดจะอ่านออกแล้วจึงอ่านบรรทัดถัดไปได้ เซ็นเซอร์ชัตเตอร์กลิ้งแต่ละหน่วยพิกเซลต้องการเพียงทรานซิสเตอร์สองตัวในการส่งอิเล็กตรอน จึงสร้างความร้อนน้อยลงและมีสัญญาณรบกวนต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์ชัตเตอร์ทั่วโลก โครงสร้างของเซ็นเซอร์ Rolling Shutter นั้นเรียบง่ายกว่าและต้นทุนต่ำ แต่เนื่องจากแต่ละเส้นไม่ได้ถูกสัมผัสในเวลาเดียวกัน จึงทำให้เกิดการบิดเบือนเมื่อถ่ายภาพวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง

กล้องโรลลิ่งชัตเตอร์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการจับวัตถุที่เคลื่อนที่ช้า เช่น รถแทรกเตอร์เพื่อการเกษตร เครื่องลำเลียงความเร็วต่ำ และการใช้งานแบบสแตนด์อโลน เช่น แผงคีออส เครื่องสแกนบาร์โค้ด ฯลฯ

จะหลีกเลี่ยงได้อย่างไร?

หากความเร็วในการเคลื่อนที่ไม่สูงมาก และความสว่างเปลี่ยนแปลงไปอย่างช้าๆ ปัญหาที่กล่าวข้างต้นจะส่งผลต่อภาพเพียงเล็กน้อย โดยปกติแล้ว การใช้เซนเซอร์โกลบอลชัตเตอร์แทนเซนเซอร์โรลลิ่งชัตเตอร์เป็นวิธีการพื้นฐานและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการใช้งานที่มีความเร็วสูง อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานบางประเภทที่คำนึงถึงต้นทุนหรือเสียงรบกวน หรือหากผู้ใช้ต้องใช้เซ็นเซอร์ Rolling Shutter ด้วยเหตุผลอื่น ก็สามารถใช้แฟลชเพื่อลดผลกระทบได้ จำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยหลายประการเมื่อใช้คุณสมบัติซิงค์แฟลชกับเซ็นเซอร์ Rolling Shutter: ไม่ใช่ในเวลาเปิดรับแสงทั้งหมดที่มีเอาต์พุตสัญญาณแฟลช เมื่อเวลาเปิดรับแสงสั้นเกินไปและเวลาการอ่านค่ายาวเกินไป เส้นทั้งหมดไม่มีการเปิดรับแสงซ้อนทับกัน ไม่มีเอาต์พุตสัญญาณแฟลช และแฟลชไม่กะพริบ เมื่อระยะเวลาของแฟลชแฟลชสั้นกว่าเวลาเปิดรับแสง เมื่อเวลาเอาต์พุตสัญญาณแฟลชสั้นเกินไป (ระดับ µs) ประสิทธิภาพของแฟลชบางตัวไม่สามารถตอบสนองความต้องการสวิตช์ความเร็วสูงได้ ดังนั้นแฟลชจึงไม่สามารถจับสัญญาณแฟลชได้