【相機知識詳解】8/10 快門的種類與優(yōu)劣
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本篇文章包含對全域快門、機械快門(焦平面快門、鏡間快門)、電子前簾快門的講解

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一、電子快門:
????????電子快門分為卷簾快門(Rolling Shutter)和全域(全局)快門(Global Shutter),其中卷簾快門在果凍效應中已有介紹。
????????全域快門中,所有的像素同時開始和終止曝光,可以避免果凍效應。相比CCD,CMOS實現(xiàn)全局快門目前較為困難,成本較高,但足以量產并供專業(yè)、半專業(yè)群體使用。SONY中,最新的全局快門CIS為Pregius S系列,通過為每個像素單獨設置緩存來實現(xiàn),同時采用堆疊BSI來保障性能。

二、機械快門:
????????一般所說的機械快門都指焦平面快門,但下文提到的鏡間快門也屬于機械快門,下文均講解的為焦平面快門。
????????機械快門的目的在于減輕果凍效應。機械快門有機械前簾和機械后簾兩部分,兩部分緊挨在一起。
????????在曝光過程中,首先在前簾遮擋下的黑暗中,CIS開始曝光(此時沒有圖像)。之后,前簾抬起,CIS接收到光子,繼而后簾抬起,CIS停止接收光子,再次進入黑暗。最后CIS結束曝光,由ADC逐行讀出。

????????在此過程中,相當于CIS的讀取時間變?yōu)榱藱C械快門后簾抬起所需的時間,全畫幅相機一般為4ms(除了SONY α1對快門結構進行了改進,將這一速度提升至2.5ms),相比一般全畫幅相機的30ms左右的電子快門,可以明顯減輕果凍效應。但由于有機械結構運動,在曝光過程中會造成相機震動,在嚴苛要求下會導致畫面模糊。
????????機械快門未來在較專業(yè)的領域中將大概率會被取代,目前α1的電子快門已經可以做到4ms的速度,即普通的機械快門的速度,而隨著全域快門向微單領域的進發(fā),機械快門的占比可能將會大幅減少。
三、電子前簾:
????????為解決純機械快門的震動問題,電子前簾將機械前簾抬起的過程改為控制CIS逐行開始曝光,此過程的時間不受限制,因此可以令其為后簾抬起所需時間。當需要停止接收光子時,后簾抬起。對于果凍效應的控制與機械快門相同。
????????但由于機械后簾與電子前簾不在同一平面內,會造成光斑不完整(切光斑)、沿快門方向的色散加重等問題,并且快門時間越短越明顯,一般不建議使用這種快門。

四、鏡間快門:
????????這種快門方式可以做到無論鏡間快門的質量怎么樣,在拍攝單張圖像時也不會產生果凍效應。
????????鏡間快門設置在鏡頭的光圈旁,結構跟光圈很像,通過葉片的開合控制是否進光,運行時,葉片先閉合,而后CIS開始曝光,之后葉片打開,接收光線,最后葉片閉合,CIS停止曝光。

????????由于其在開合的全過程中整個CIS均勻受光,因此不存在果凍效應。其缺點是會降低進光量和增大景深,并且其對鏡頭有要求,更換復雜,因此現(xiàn)在基本用在畫幅較大的膠片相機上,除了專業(yè)領域以及部分卡片機,很少有數(shù)碼相機使用這種機械快門。

目錄:

臨時決定把“補充”篇加點內容拆成兩部分
下一篇包括簡要介紹CIS曝光的全過程、像素位移技術以及信噪比對畫質的影響
將于2.20發(fā)布
????????我不是專門學這個的,這些知識都是我在購買相機前,以及個人興趣從網上的文章中學的,結合自己的理解寫的這一系列的文章?;蛞驗樵恼卤旧碛姓`,或因為我的記憶或理解出現(xiàn)差錯,不能保證文章的內容都是正確的。如果文章中有錯誤,可以在評論區(qū)指出或私信與我討論。