Por que há um obturador mecânico em uma câmera digital?

Entendo que em uma câmera o diâmetro da abertura do obturador - a abertura - controla a quantidade de luz que entra, e isso afeta a exposição resultante.

Mas não entendo por que, em uma câmera digital, o obturador precisa fechar e abrir ao tirar uma foto ou tirar fotos contínuas. As limitações na taxa de quadros (quadros por segundo) ou na velocidade mais rápida do obturador (por exemplo, ¹ / ₃₂₀₀) não podem ser apenas uma propriedade do sensor eletrônico?

Eu pergunto isso porque minha nova câmera nova não pode fazer mais de uma foto por segundo no modo contínuo. 1 FPS é ridículo em uma câmera de 2011, você não acha? (Pode fazer 30fps para vídeo HD.)

Provavelmente, a razão para o uso de persianas mecânicas é que suas desvantagens são mais fáceis de conviver; tecnologias concorrentes não são (ainda) claramente superiores.

O principal problema é que o obturador eletrônico que afeta o sensor inteiro de uma só vez é bastante fácil de ser implementado no sensor CCD, enquanto que para o CMOS (preferível em novas DSLRs), é necessário circuito adicional em cada sensor . Isso pode ser feito, mas a despesa é alta - faixa dinâmica, resolução e / ou custo. Por exemplo, a Sony F55 é um corpo de câmera orientado a vídeo com sensor CMOS de 8.9MP de quadro completo com circuito de obturador global e custa US $ 29 mil em 2015 - cerca de quatro vezes mais do que os corpos de ponta da Canon / Nikon com muito resolução mais alta, mas sem o circuito do obturador.

Normalmente, os sensores CMOS são redefinidos e lidos linha a linha, o que leva mais tempo do que um obturador mecânico moderno para viajar; portanto, o efeito do obturador rotativo é pior e a velocidade máxima de sincronização é mais lenta.

Muitas câmeras recentes oferecem a opção de cortina eletrônica do primeiro obturador, onde a exposição começa por filas de sensores ativadas sequencialmente e termina pela cortina do obturador mecânica, seguindo na mesma velocidade. Os sensores de corrente podem atingir de uma borda a outra um pouco mais lenta que 1/100 segundos, a par dos obturadores mecânicos da década de 1970. Embora sejam possíveis velocidades mais rápidas, expondo apenas uma fenda de cada vez, essa velocidade determina a quantidade de efeito de rolagem e a velocidade máxima de sincronização.

Para obturador totalmente eletrônico, a cortina traseira também deve ser eletrônica. Isso será desativado e apagará a linha, para que os dados sejam lidos primeiro. A leitura dos dados é ainda mais lenta do que ativar as linhas, prejudicando a velocidade máxima de sincronização e intensificando os efeitos das persianas algumas vezes mais.

No modo de vídeo / visualização ao vivo, o obturador eletrônico pode ser "acelerado" pulando a maioria das linhas, resultando em uma resolução mais baixa. Os dados transferidos podem ser reduzidos ainda mais diminuindo a profundidade de bits - isso se manifesta na faixa dinâmica reduzida.

O CCD é comum em compactos e geralmente usa persianas eletrônicas. Existem CCDs de obturador eletrônico usados ​​para velocidades mais altas em algumas DSLRs Nikon mais antigas, como D1 ou D70. Nessas câmeras, os padrões semelhantes a grades costumavam aparecer em áreas tonais simples com velocidades de obturador que usavam obturador eletrônico.

Eu suspeito que você só tinha em mente o obturador de plano focal comumente usado ; o obturador de folhas é outro projeto mecânico para um obturador. Seus principais benefícios são a tranquilidade e a capacidade de sincronizar o flash a qualquer velocidade, porque o obturador sempre abre totalmente. Mas o obturador de folhas precisa estar localizado exatamente onde o diafragma de abertura está (ou seja, em todas as lentes) ou precisa de lentes especialmente projetadas que tenham um ponto nodal a uma certa distância entre a lente e o plano da imagem. A primeira opção é cara, usada em muitos sistemas de médio formato; o outro é restritivo para o design da lente, mas foi usado em alguns modelos antigos de SLR (por exemplo, Topcon Auto 100).

Na Canon SX30IS, o obturador (que pode chegar a 1/3200s) provavelmente não é o fator limitante da velocidade de arrebentamento. A velocidade é mais provavelmente inibida pela largura de banda de dados - mesmo quando você fotografa em baixa resolução, a câmera ainda lê todos os 14MP do sensor para oferecer a máxima qualidade de imagem. No vídeo, a qualidade da imagem é menos importante que a taxa de quadros; portanto, a câmera lê apenas linhas e colunas selecionadas no sensor.

De acordo com as especificações, desligar o LCD deve ajudá-lo a atingir 1,3 fps. Ou se você deseja trocar a qualidade da imagem pela velocidade de arrebentamento, basta gravar vídeos e extrair quadros mais tarde.

O vídeo não usa o obturador mecânico. O obturador permanece aberto. Algo chamado obturador rotativo é usado para digitalizar o sensor. Isso leva tempo e não é instantâneo, como uma exposição de 1/400 com o obturador mecânico, onde todos os locais no sensor gravam no mesmo instante. A 30 qps, cada quadro é efetivamente 1/30 de segundo, portanto esse tipo de captura não é o mesmo de quando você clica em um único quadro usando o obturador mecânico. Você também obtém uma resolução reduzida, pois a câmera pode processar tantos pixels e gravá-los na mídia.

Portanto, se você eliminasse o obturador mecânico, acabaria com uma resolução mais baixa e mais desfocagem, sem mencionar a distorção e outros efeitos explicados na referência sobre o obturador giratório.

O que rfusca disse. A D3 e 1D4 dispara 9-10fps com um obturador de quadro completo mecânico. O obturador de quadro inteiro pode alternar facilmente em 1 / 125s segundo, para que esse não seja o problema da taxa de quadros.

Processar um dump de mais de 10 mp a partir de um sensor em um JPEG e depois anotá-lo em um cartão não é tarefa fácil.

A gravação de vídeos é uma história totalmente diferente da fotografia em alta velocidade, porque os dados são transmitidos e o hardware e o codec são compatíveis com a tarefa em questão.

1080p é de cerca de 2 megapixels, e o esquema de compactação (além de já estar altamente otimizado, com uma taxa baixa em uma câmera de consumidor) pode até ser feito parcialmente em hardware.

O que você descreve é ​​mais como uma câmera RED, que se inclina mais para a câmera de alta velocidade com seu sensor CMOS de mais de 10 megapixels que captura "raw" compactado, o que ainda é, essencialmente, um esquema semelhante a jpeg com perda de X> 1: 1.

O que isso diz é que há dois problemas, um é a largura de banda entre dispositivos / dispositivos e o armazenamento, e o segundo é a viabilidade de pós-processamento, que Red abordou processando o bruto no hardware antes de armazenar em uma mídia a ser editada posteriormente.

Um vermelho é gigantesco e possui um sistema de refrigeração ativo com dissipador de calor e ventiladores. Este não é o seu chip incorporado de miliwatts típico em algo que uma pessoa pode carregar com as duas mãos.