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高速攝像機(jī)之拍攝基礎(chǔ)常識(shí)

今天我們來了解一下高速攝像拍攝(高幀率)下的機(jī)械快門、全局快門、滾動(dòng)快門、快門角度和曝光的基礎(chǔ)知識(shí)：

1.機(jī)械快門

       機(jī)械快門就是鏡頭前阻擋光線進(jìn)來，并控制光線進(jìn)入時(shí)間的裝置。一般而言，快門的時(shí)間范圍越大越好。秒數(shù)低適合拍運(yùn)動(dòng)中的物體。在膠片攝影機(jī)中，快門是一個(gè)機(jī)械旋轉(zhuǎn)鏡。每次曝光它會(huì)旋轉(zhuǎn)360度，它在特定的時(shí)間量里，交替的覆蓋、打開膠片門。快門的RPM是機(jī)械固定的并由幀速率決定，且曝光時(shí)間由快門角度來確定。

2.全局快門

a.全局快門不同于滾動(dòng)快門，一個(gè)完整的曝光結(jié)束時(shí)，光一次性被完全阻止，接著數(shù)據(jù)被讀取并為下一個(gè)曝光做重置。

b.全局快門保持垂直線或物體通過畫面水平移動(dòng)。然而，運(yùn)動(dòng)的感覺是明顯不同的。根據(jù)全局快門的實(shí)現(xiàn)方式，和滾動(dòng)快門相比，光和可能的動(dòng)態(tài)范圍只會(huì)消耗一點(diǎn)。

3.滾動(dòng)快門

a.許多數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的電子快門設(shè)有滾動(dòng)快門，在重置準(zhǔn)備下一個(gè)畫面曝光之前，其中的數(shù)據(jù)從傳感器頂部到底部逐列被讀出。滾動(dòng)快門表現(xiàn)為一個(gè)明顯歪斜并會(huì)成為垂直線的圖像中，如果有攝影機(jī)或拍攝對(duì)象跨過幀快速移動(dòng)。

b.如果傳感器讀出速度特別慢且畫面中有快動(dòng)作，會(huì)產(chǎn)生不需要的動(dòng)態(tài)疊影使整個(gè)圖像變形。大多數(shù)的滾動(dòng)快門速度非常快，極大限度地減少了潛在的問題。

c.滾動(dòng)快門比全局快門的更賦電影感。即使是高幀率攝影機(jī)，如Phantom數(shù)字電影攝影機(jī)采用滾動(dòng)快門，但讀出時(shí)間只有1毫秒。

4.快門角度

       是描述快門速度與幀速率關(guān)系的一種有效途徑。這個(gè)詞是旋轉(zhuǎn)快門遺留下的概念，帶有開口角度的圓形葉片高速旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一圈就會(huì)讓光線進(jìn)入曝光一幀畫面。角度越大，快門速度就越慢，一直到360度的上限時(shí)，快門速度變得和幀速率一樣。另一方面，可以通過減門角度讓快門速度變快。

曝光時(shí)間（1/ X秒）=幀速率×（360/快門角度）。

例如，180度快門，24fps幀率（180度是標(biāo)準(zhǔn)的）:180度：24×（360/180）= 1 /48秒

快門角度的變化影響著曝光時(shí)間，并且需要光圈的變化來補(bǔ)償，以維持正確的曝光。

5.高幀率

      在數(shù)字電影時(shí)代，我們的攝影機(jī)比以往任何時(shí)候都有高幀速率的需求。這在過去是一個(gè)特殊的要求，但在現(xiàn)在是一個(gè)期望的需求。

6.基礎(chǔ)感光

       說到高幀速率，較高的"原生"基礎(chǔ)ISO或曝光指數(shù)（EI）總是有好處的，比較攝影機(jī)時(shí)要記住這一點(diǎn)。每個(gè)傳感器都是不同的，每個(gè)攝影機(jī)捕捉高幀率的表現(xiàn)都不同。

       如果一個(gè)特定的攝影機(jī)在高幀率下給出的圖像較亮，要不是因?yàn)閭鞲衅骶哂懈叩幕A(chǔ)ISO，要不就是在躁訊可接受的情況下，基礎(chǔ)ISO可提高。

       傳感器的基礎(chǔ)感光由很多東西決定，其中簡(jiǎn)單的是感光單元的規(guī)格尺寸，以及傳感器上的感光單元數(shù)目。如果提高分辨率(或感光單元的數(shù)目)，并保持傳感器尺寸不變，則感光單元變得越來越小，一般基礎(chǔ)感光也降低。基礎(chǔ)感光之間的空間數(shù)量，以及每個(gè)感光上的電路所需空間量，都是決定因素。

7.燈光

      光線充足時(shí)傳感器的性能會(huì)表現(xiàn)的更加，而每幀畫面曝光時(shí)間很短時(shí)（如提高幀率），更好的解決辦法就是增加更多的光。