无反(微单)相机是电子成像为什么还需要快门帘

2020-05-15 汽车 134阅读
1、数码相机的成像原理是镜头采光,光圈控制通光口径,快门控制通光时间,传感器光电转化( 将接受到的光元素转化为电信号 ), 处理器合成储存( 将传感器生存的电信号转换为电子文档 )。无论是单反还是无反( 微单 )或者双反、旁轴等,相机开机后,传感器就处于通电状态,并且遇到光源就会自动进行工作。由于单反的快门在不拍摄时是闭合的,传感器接收不到光元素,故不工作,但遇到能够穿透金属、硬塑料的光源时( 比如X光 ),传感器依然会工作,故数码相机不能在开机状态下进入X光安检系统。楼主说的快门打开后CMOS通电成像有误;
2、相机快门分为两大类,一类是机械快门,具有幕帘装置,原理是利用机械弹簧或者电子电磁,控制叶片的开合,控制传感器的受光时间,具体分为纵走式快门、横切式快门等等,特殊的镜间快门也属于机械快门的范畴,其核心是有“门”;另一类是电子快门,没有幕帘装置( 没有“门”),采用传感器瞬间电源闭合开启原理,在按下快门钮时,使用电子时间电路,瞬间完成通电 — 断电 — 通电 — 断电 — 通电的过程,其中第一个通电是相机开机状态,第二个断电是相机准备成像工作前的瞬间,第三个通电是根据设定的快门时间即传感器成像工作的时间,第四个断电是传感器生存电信号完成时的瞬间,第五个通电是相机恢复到原状。电子快门的原理是控制传感器工作时的通电时间,该时间相当于机械快门的开合时间;
3、电子快门的优点是可以设置非常短的时间,( 比如机械快门目前最高是1/8000s,而电子快门则可以达到1/32000s、1/64000s 甚至更高 ),但由于连续拍摄时电子快门会产生较为严重的果冻效应( 即画面变形,因为通电断电的瞬间过程中,传感器多次瞬间启动较难恢复到原始状态,数据的刷新率跟不上,无法进行高速连拍。目前只有索尼A9/M2的果冻效应控制比较好,因为A9/M2搭载的是堆栈式传感器,具有非常高的数据刷新率,独此一款,再无其他 ),故现在除了普通卡片机、手机之外,相机都使用机械快门。其中单反相机、双反相机、旁轴相机、高端无反(微单)相机全部采用机械快门( 有些无反、双模单反同时也支持电子快门但需要手动切换 ),中端以下无反(微单)相机则采用机械快门和电子快门相结合的双重快门,( 中低端无反相机的机械快门速度不够高,当设定的快门时间超出机械快门的最高速度时,相机会自动启动电子快门 )。当然,电子快门也一直在发展,有消息说索尼正在研发全域快门( 电子快门的一种 ),如果研发成功并量产,可以弥补电子的现有的不足,但这是今后的事了;
4、单反采用反光板系统取景,取景时传感器虽通电但不工作,打开机械快门时传感器开始工作;无反相机采用液晶屏取景( 或者电子眼,原理是一样的 ),传感器始终在工作( 液晶屏或电子眼上看到的图像是传感器光电转换工作完成后的图像 ),无反相机为了避免电子快门导致的副作用,也就安装了机械快门。无反的机械快门在物理结构上与单反是一样的,但工作方式不一样。单反相机的快门工作过程是:快门闭合( 平时状态,传感器通电不工作 ) — 打开 — 传感器工作 — 快门闭合( 平时状态 );而无反( 微单 )相机快门工作过程是:打开( 平时状态 ,传感器工作中 )— 瞬间关闭 — 快门打开 —( 传感器再次工作 )— 关闭 — 打开( 平时状态 ),故无反的传感器也就始终处在通电状态下,不再需要断电,这样可以避免电子快门( 即瞬间通电断电通电 )带来的启动顿滞,最大限度避免果冻效应,特别是可以实现高速连拍;
5、同样的机械快门,由于无反比单反多出了2次操作,其中先关闭的动作会造成一定的快门时滞,也就是说当你按下快门进行拍照,实际上相机会延迟一点时间才拍,而这一点时间中有可能被摄体已经改变了位置或姿势。( 当然,不同档次的无反,其快门时滞是不一样的,目前有些高端的无反,快门时滞已经持平甚至低于单反,但大多数的无反快门时滞还是明显的 );多出的第2次动作对拍照没有影响,但是增加了机械结构的动作,对快门寿命必然造成一定影响。因此,在目前的技术下,无反的操控性能( 比如速度等等 )和使用寿命是不如单反的;
6、单反如果采用液晶屏取景( 此时反光板已经预升,快门也已开启 ),传感器已经开始工作,那么此时拍照的快门工作原理,就变得和无反一样了。传感器是有工作寿命的,传感器连续工作的寿命当然要比间歇工作的寿命要短。因此,单反相机采用液晶屏取景会耗费传感器寿命,拍摄视频也耗费单反的寿命;
7、上述内容比较专业,我尽量用了通俗易懂的白话做了解释,没有采用业内的专用术语,以便楼主理解。表达能力不强,也不知道有没有讲清楚,楼主参考。
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