Wenn Sie nicht genau wissen, was ein Global Shutter ist, machen Sie sich keine Sorgen - Sie sind nicht allein. Zum Glück haben wir genau herausgefunden, was ein Global Shutter ist und warum sie für die Zukunft der Fotoindustrie so wichtig sind.
Globale Verschlüsse sind im Wesentlichen eine fortschrittliche Methode zum Lesen von Daten vom Sensor. Gegenwärtig verwenden die meisten Kamerasensoren ein System, das als Rolling Shutter bezeichnet wird. Hier werden die Daten vom Sensor Zeile für Zeile von oben nach unten gelesen. Globale Rollläden lesen jedoch den gesamten Sensor auf einmal.
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Eines der Probleme bei Rollläden besteht darin, dass zwischen dem oberen und dem unteren Teil des zu lesenden Sensors eine inhärente Verzögerung besteht. Bei der Aufnahme sich schnell bewegender Motive kann diese Verzögerung zu Artefakten wie Verziehen oder Wackeln im Bild oder Videoclip führen.
Hersteller wie Canon und Sony haben hart daran gearbeitet, Sensoren herzustellen, die Daten schneller lesen. Mit zunehmender Auflösung und Bildrate der Kamera sind schnellere Auslesezeiten erforderlich, um Schritt zu halten.
Was ist ein mechanischer Verschluss?
Die überwiegende Mehrheit der Kameras arbeitet mit einem mechanischen Verschluss. Hierbei handelt es sich um physische Klingen, die vor dem Sensor sitzen und sich je nach Verschlusszeit öffnen und schließen. Diese Shutter Blades spielen keine Rolle beim Lesen von Daten vom Sensor und werden ausschließlich zur Belichtung der Szene verwendet.
Wenn Sie beispielsweise die Verschlusszeit einer Kamera wie der Canon EOS 5D Mark IV auf eine Sekunde einstellen, öffnen sich die Verschlussblätter, bleiben eine Sekunde lang geöffnet und schließen dann. Wenn Sie die Verschlusszeit verlängern, öffnen und schließen sich die physischen Klingen schneller.
Das Interessante ist, dass sich die Verschlussblätter ab einer bestimmten Geschwindigkeit (die von Kamera zu Kamera unterschiedlich ist, aber etwa 1 / 200s beträgt) nicht mehr vollständig öffnen. Diese Öffnung wird kleiner, wenn Sie die Verschlusszeit verlängern. Aus diesem Grund können Fotografen bei Aufnahmen mit kurzen Verschlusszeiten und Blitzlicht über ihr Bild streifen.
Dieses Phänomen tritt auf, weil nur ein Teil der Szene belichtet wurde und die Verschlussblätter einen Teil des Sensors blockiert haben.
Was ist ein elektronischer Verschluss?
Ein elektronischer Verschluss ist ein weiteres System, mit dem der Sensor belichtet werden kann. Elektronische Rollläden erfordern keine physischen beweglichen Teile und werden stattdessen auf dem Kamerasensor angebracht. Im Wesentlichen schaltet der Sensor Pixel ein und dann aus, wenn die richtige Belichtungszeit abgelaufen ist.
Wenn Ihre Verschlusszeit beispielsweise auf eine Sekunde eingestellt ist, bleiben die Pixel auf dem Sensor für diese Zeit eingeschaltet, um die Belichtung abzuschließen. Kürzere Verschlusszeiten bedeuten, dass Pixel schneller ein- und ausgehen.
Im Gegensatz zu mechanischen Rollläden spielen elektronische Rollläden tatsächlich eine Rolle beim Lesen von Daten vom Sensor. Hier beginnt der Unterschied zwischen Rolling Shutter und Global Shutter wichtig zu werden.
Was ist ein Rollladen?
Wenn ein Kamerasensor mit dem elektronischen Verschluss belichtet wird, liest ein Rollverschluss den Sensor von oben nach unten. Die Pixel oben auf dem Sensor schalten sich zuerst für die Belichtung ein und dann arbeitet der Sensor nach unten. Im Wesentlichen zeichnet der Sensor die Szene von oben nach unten auf ähnliche Weise wie ein Scanner auf.
Der Vorteil dieser Methode ist, dass Datenkanäle nicht mit zu vielen Informationen gleichzeitig überschwemmt werden. Mit dieser Methode zum Lesen von Daten vom Sensor ist es einfacher, einen hochauflösenden Sensor mit schnellen Bildraten zu erstellen.
Der Nachteil dieser Methode ist, dass die Kamera bei sich schnell bewegenden Objekten oder beim Schwenken Verzerrungen in das Filmmaterial oder Bild einbringen kann. Dies sind im Wesentlichen die Rolling-Shutter-Effekte, bei denen gerade Linien gebogen erscheinen. Bei Videos kann dies zu einem wackelnden oder wackeligen Aussehen von Clips führen, das den Betrachter ablenken kann.
Was ist ein Global Shutter?
Im Gegensatz dazu arbeiten globale Rollläden so, dass die gesamte Szene gleichzeitig von oben nach unten belichtet wird. Anstatt Pixel von der Oberseite des Sensors einzuschalten und sich wie ein Scan nach unten zu arbeiten, nimmt der Sensor die Szene mit allen Pixeln gleichzeitig auf.
Der Nachteil dieser Methode ist, dass hochauflösende Sensoren Datenkanäle überschwemmen können. Im Wesentlichen kommen viel zu viele Daten gleichzeitig vom Sensor. Dies kann es schwierig machen, hochauflösende Sensoren mit schnellen Bildraten herzustellen, da die Kamera zu viele Daten verarbeiten kann.
Warum globale Fensterläden nützlich sein könnten
Das gleichzeitige Ablesen des Sensors bietet mehrere Vorteile. Zum einen besteht kaum eine Chance auf Verzerrungen oder Verzerrungen, wenn Sie sich schnell bewegende Motive aufnehmen oder wenn Sie Ihre Kamera schnell bewegen. Dies kommt auch dem Video zugute, da Sie beim Filmen in Hochgeschwindigkeitsumgebungen keine Wackeleffekte haben.
Ein weiterer Vorteil davon ist, dass Kameras möglicherweise keine Shutter Blades mehr benötigen. Einer der Hauptfehlerpunkte einer Kamera ist der Verschlussmechanismus. Ein globaler Verschluss würde die Anforderung, ihn zu haben, vollständig zunichte machen. Dies bedeutet weniger bewegliche Teile und eine geringere Wahrscheinlichkeit, dass die Kamera ausfällt.
Die Blitzsynchronisation wäre auch mit einem Global Shutter einfacher. Wenn der Sensor auf einmal gelesen wird, kann die Blitzsynchronisation bei jeder Verschlusszeit erreicht werden. Es wären keine Hochgeschwindigkeits-Synchronisierungsfunktionen erforderlich, und unabhängig davon, wie schnell Sie aufgenommen haben, können Sie die Ausgabefunktionen des Blitzes voll ausnutzen.
Abschließende Gedanken
Die Implementierung globaler Verschlüsse in Kameras kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Dies liegt daran, dass sich die meisten Verbraucher an Kameras mit höherer Auflösung und schnellen Bildraten gewöhnt haben.
Möglicherweise sehen wir jedoch Kameras wie die möglicherweise kommende Canon EOS R1 mit globalen Verschlüssen. Dies liegt daran, dass Flaggschiff-Sport- und Wildkameras in der Regel Sensoren mit niedrigerer Auflösung haben, wodurch die Daten besser verwaltet werden können.
Letztendlich könnten globale Fensterläden sowohl für Fotografen als auch für Videofilmer eine Vielzahl von Vorteilen bieten. Leider wird es wahrscheinlich eine teurere Option sein als Rolling-Shutter-Kameras.
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