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详解工业相机的电子快门时间
&& 发布于： 15:53:15 && 点击量：
&&& 不管是一般相机还是工业相机的使用者，或多或少都对相机电子快门的概念比较模糊，今天湖南科天健根据长期的相机使用经验，为大家提供工业相机的电子快门时间详解。
&&& 工业相机一般都具备电子快门特性，电子快门不需任何机械部件。相机采用电子脉冲长度控制相机传感器对光的积分时间。由于相机感光时间越长，信号电荷累积也越多，输出信号的幅值也越大。相机输出的仅是电子快门开启时的传感器累积的光电荷信号，其余时间里的光电荷信号则被泄放。电子快门的特点是无运转噪声、速度档次多、速度快，适合分析快速运动过程，但存在图像的不连续、间断跳跃感。
&&& 目前，相机的最短电子快门时间一般为百万分之一秒, 较高的电子快门速度对于观察运动图像会产生一个&动作冻结&效应，从而大大地增加了相机的动态分辨率。同时，当电子快门速度提高时，在传感器积分时间内，聚焦在传感器上的光通量减少，将会降低相机的灵敏度。因而高速的电子快门需要有充足的光照才能保证图像正常的灰度。
&&& 常见的电子快门的方式有全局快门（Global shutter）和卷帘快门（rolling shutter）两种，全局快门是曝光时，传感器上所有像素在同一时刻开启曝光并在同一时刻曝光结束，将物体某时刻的状态成像，对运动物体而言类似将运动物体冻结了，所以适合拍摄高速运动的物体。卷帘快门是逐行顺序开启曝光，不同行间曝光的开启时刻有个很小的延迟，所以不适合运动物体的拍摄。
&&&&如果相机的曝光时间过长，就会使速度快的运动物体变模糊。工业相机的电子快门可以使曝光时间得到控制和调节，这种调节是非机械式的，快门控制具有很大的灵活性，给视觉系统带来了极大的好处。 电子快门的曝光时间的变化，仅仅改变了相机光敏像元对外来光的感光积分时间，但不会改变相机内在的视频读出周期。对于运动物体来说，快门时间越短，所获取的图像越精确，即越不模糊，但过短的曝光时间会需要光照强度大大提高，给光照技术带来很大的困难，所以应选择合适的快门时间。
&&& 快门时间与物体的大小、运动速度、物体至镜头的距离等因素有关，特别是机器视觉系统对获取器图像的精度要求，以像素为单位，例如1个、2个像素精度或者1/10个亚像素精度。
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& 对航拍“果冻”说不！三招告别航拍视频果冻
对航拍“果冻”说不！三招告别航拍视频果冻
作者：王超
责编：高卓鹏
　　随着各类飞行器的发展，航拍已经成为现今流行的视频拍摄方式。但随之而来的也有各种问题。例如本来在地面上表现很好的相机为什么到空中拍出的视频就会出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等情况呢？那么恭喜你，遇到视频果冻了。但是不要灰心，先了解一下果冻的成因。
　　视频果冻的形成是摄影机本身的特性决定的，使用CMOS传感器的相机多数使用卷帘快门，它是通过图像传感器逐行曝光的方式实现的。在曝光开始的时候，图像传感器逐行扫描逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。当然，所有的动作在极短的时间内完成，一般不会对拍摄造成影响。但如果被拍摄物体相对于相机高速运动或快速振动时。用卷帘快门方式拍摄，逐行扫描速度不够，拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等情况。这种卷帘快门方式拍摄出现的现象，就定义为果冻效应。卷帘快门产生的视频果冻效应（图中的柱子本应是直立的）　　CCD一般使用全局快门，全局快门是通过整幅场景在同一时间曝光实现的。相对于卷帘快门，曝光同时开始、同时结束，就不会出现果冻效应。全局快门、卷帘快门拍摄高速运动物体对比（左侧为全局快门）
　　飞行器在飞行过程中会有不同频率不同强度的振动，这种振动对于相机来说也是一种高速的运动，由于相机本身的特性，飞行器的振动也会在相机上呈现果冻现象。而且这种现象是全屏幕的抖动、扭曲、倾斜。 
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拍摄时应该怎样选择“快门速度”呢？
在学习摄影时，常常会听到光圈、和ISO这3个“铁三角”，在之前的文章我们讨论了什么时候用大光圈和小光圈，这次便让我们学习一下应用“快门速度”的实用技巧吧！
先了解什么是快门？
快门便是在相机中间、于感光元件前的一个组件，其作用就像一扇黑色不透光的窗，只有打开时才会让光线通过，照射到感光元件上，形成影像。
这个便是隐藏在相机内的快门了！快门的开合时间便是相机设定的“快门速度”了，若果我们要利用快的快门，可以设定为1/200s，甚至1/4000s，慢则可以是1/10s，甚至是数小时也可（利用B快门），那么在什么时候要用上快或慢快门呢？看看以下的实际应用吧！
5个应用快门的例子
(一) 手持拍摄时：快门不可慢于“”
在手持拍摄时，快门速度最慢也不可以慢于安全快门或1/50s，安全快门便是 1/焦距，例如用了85mm拍人像，那么你手持时快门便不可以低于 1/85s，否则会有手震的情况发生；但即使在使用18mm的焦距，手持时快门也不可慢于 1/50s，以免手震导致相片模糊！
Photo by Béla T?r?k 手持拍摄时需注意安全快门，以免相片因手震而变模糊。
(二) 拍流水时：快快门拍浪花，慢快门拍丝绢雾化
拍摄流水时快快门可以把打在石头上的浪花清晰地拍下来，令相片更具气势；而利用慢快门则可以把流水雾化，拍出丝绢一样的效果。
Photo by Noval Nugraha 把相机架在三脚架上，利用慢快门可以拍出丝绢流水。
1/800s 的快门可以凝固浪花。
(三) 拍运动时：快快门凝固动作，慢快门拍出动感
在拍摄一些快速移动的运动时，例如足球、溜冰、赛车等，快和慢的快门也能拍出不同的效果，快快门可以瞬间凝固目标者的动作，让那一刻的动作清晰拍摄下来，快门速度多少取决于移动者有多快，有时需要用上1/200s，甚至是更快的1/1000s也不足为奇！而慢快门（如1/30s）配合 Panning 的技巧可以让主体清晰但背景有动态模糊，也是一种很有趣的效果！但 Panning 技巧易学难精，务必要多加练习才可掌握。
利用慢快门作 Panning，可以拍出具动感的相片！
高速快门 1/800s 可以把快速移动的物件拍下。
(四) 拍星空时：慢快门拍星星，超慢快门拍星轨
近来很多同学喜欢拍摄星空相片，要拍出点点星空，我们可以利用10-25s的慢快门来拍摄，若果你把快门调较成再慢一点，如数分钟，你便可以拍出“星轨”相片了！但在数码相片年代，拍摄星轨一般会用上组合相片的方法，令效果更好，质素更高。
适当的慢快门可以让相机吸收更多光线，拍下星空相片。
(五) 拍夜景时：快快门避免模糊，慢快门提升质素
在拍夜景时，也的快门可以避免移动中的物件（如行人、车辆）变模糊，通常也会配合大光圈和高ISO的设定；但若果是在拍摄静态物件，不妨把相机加在三脚架上，把光圈收小（例如用上f/11、f/16光圈）和ISO调低，你便可以利用慢快门把夜景拍得更迷人、质素更高！
Photo by Rostislav Bychkov 利用慢快门加上三脚架，可以提升夜景的相片质素。
(六)日间用超慢快门？
在日间若果利用超慢快门，例如5分钟或更久，你可以把人山人海的街头变成空无一人，但前提是你的光圈需很小（如利用光圈只有针孔大的DIY相机），或是利用很强的ND减光镜来减少进光量，当然稳定的三脚架也不可缺少啦！
Photo by Rafal “Fifek” Bigda}