ทำไมบานประตูหน้าต่างอิเล็กทรอนิกส์แสดงแบบทีละแถว?

คำถามนี้เชื่อมโยงกับคำถามก่อนหน้าของฉันทำไมกล้องใช้ช่องระหว่างม่านสองบานแทนที่จะเปิดรับเซ็นเซอร์ทั้งหมดทันที คำถามนี้เกี่ยวกับสาเหตุที่เกิดรอยแยกขึ้นมาพร้อมกับชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

ทำไมบานประตูหน้าต่างอิเล็กทรอนิกส์จะแสดงทีละแถวแม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องมีช่องเล็ก ๆ ?
ทำไมเซ็นเซอร์ไม่สามารถสัมผัสได้ชั่วขณะหนึ่งทั่วโลก (ทางอิเล็กทรอนิกส์) โอ้และมันไม่ได้เปิดเผยใช่ไหม? มันเหมือนกับ 'การดาวน์โหลดภาพไปยังโปรเซสเซอร์ใช่ไหม?

ดังนั้นทำไมข้อมูลภาพเซ็นเซอร์ไม่สามารถดาวน์โหลดไปยังโปรเซสเซอร์ทั่วโลกได้ ทำไมมันจึงถูกดาวน์โหลดทีละแถว?

ดังนั้นทำไมข้อมูลภาพเซ็นเซอร์ไม่สามารถดาวน์โหลดไปยังโปรเซสเซอร์ทั่วโลกได้ ทำไมมันจึงถูกดาวน์โหลดทีละแถว?

มันเป็นเรื่องของข้อ จำกัด ทางกายภาพและความเรียบง่าย ข้อ จำกัด ทางกายภาพคือมีเพียงพื้นที่สำหรับการเชื่อมต่อภายนอกจำนวนหนึ่ง - คุณอาจไม่สามารถเชื่อมต่อทุกพิกเซลกับโปรเซสเซอร์และดึงข้อมูลทั้งหมดในครั้งเดียวเนื่องจากมีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับ 20 ล้าน (หรือมากกว่านั้น) เล็กน้อย สายที่จะต้องไปจากเซ็นเซอร์ไปยังโปรเซสเซอร์ มีที่ว่างไม่เพียงพอ (ทั้งเซ็นเซอร์หรือโปรเซสเซอร์) สำหรับการเชื่อมต่อภายนอกที่เพียงพอเพื่ออ่านพิกเซลทั้งหมดในแถวเดียวในเวลาเดียวกัน ดังนั้นคุณจะต้องสามารถเก็บภาพไว้ในเซ็นเซอร์อย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อให้คุณสามารถอ่านได้ทีละน้อย

สิ่งที่คุณจะทำคือมีแต่ละพิกเซลการเชื่อมต่อไปยังเซลล์หน่วยความจำน้อยของตัวเองเพื่อที่ว่าเมื่อคุณเรียก "ชัตเตอร์" ทุกพิกเซลจะเก็บค่าในที่ตั้งของหน่วยความจำที่เกี่ยวข้องที่ตรงเวลาเดียวกัน เรียกว่าชัตเตอร์ระดับโลกและเซ็นเซอร์ภาพบางตัวทำงานอย่างนั้น แต่นั่นเพิ่มความซับซ้อนซึ่งหมายความว่าชิปที่ออกมาจากทุกชุดจะชำรุดซึ่งหมายถึงผลผลิตที่ลดลงจากซิลิคอนเวเฟอร์แต่ละตัวซึ่งหมายถึงเซ็นเซอร์ราคาแพงกว่า นอกจากนี้วงจรพิเศษทั้งหมดนั้นใช้พื้นที่มากขึ้นที่จะรองรับพิกเซลได้มากขึ้นหรือใหญ่ขึ้น ดังนั้นสิ่งที่พวกเขาทำคือสร้างเซลล์หน่วยความจำให้เพียงพอเพื่อสร้างภาพแถวเดียวทั้งหมดในครั้งเดียว แถวนั้นถูกส่งไปยังตัวประมวลผลจากนั้นแถวถัดไปจะถูกอ่านและอื่น ๆ นี่คือชัตเตอร์กลิ้ง

เพราะเซ็นเซอร์ไม่เคยหยุดการรับรู้ ไม่มีกลไกในตัวเซ็นเซอร์เพื่อไม่ให้ประจุออกจากตัวเก็บประจุเล็กน้อยเมื่อแสงกระทบ นอกจากนี้ยังใช้เวลานานพอที่จะอ่านข้อมูลทั้งหมดจากเซ็นเซอร์เพื่อที่จะมีการเปลี่ยนแปลงเวลาการรับแสงที่สำคัญระหว่างส่วนต่าง ๆ ของภาพหากเฟิร์มแวร์รีเซ็ตเซ็นเซอร์รอเวลารับแสงจากนั้นอ่านข้อมูล

เซ็นเซอร์ดิจิตอลสามารถอ่านเฟรมภาพต่อเนื่องของวิดีโอโดยไม่ต้องใช้บานประตูหน้าต่างแบบกลไก อย่างไรก็ตามอัตราเฟรมคงที่และเป็นที่รู้จักเวลาในการเปิดรับแสงต่อเฟรมค่อนข้างนาน (เทียบกับค่าถ่ายภาพนิ่งทั่วไป) การเปิดรับแสง "กลิ้ง" ที่ส่วนต่าง ๆ ของเฟรมถูกเปิดรับในเวลาต่างกันเป็นที่ยอมรับและความละเอียดต่ำ

เซ็นเซอร์บางตัวมี "บานประตูหน้าต่างอิเล็กทรอนิกส์" เป็นหลัก สิ่งเหล่านี้สามารถรวมแสงในเวลาที่กำหนดจากนั้นตรึงค่าอย่างน้อยก็นานพอที่จะอ่านค่าอาร์เรย์ทั้งหมด อย่างไรก็ตามนี่ใช้พื้นที่ซิลิคอนซึ่งโดยปกติแล้วเป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้ในการรวบรวมแสงที่ดีกว่าในกล้องถ่ายภาพนิ่งดิจิตอล

เพื่อให้ได้เวลาชัตเตอร์ที่แม่นยำและรวดเร็วและความละเอียดสูงที่คาดหวังจากกล้องดิจิตอลในปัจจุบันต้องใช้กลไกเชิงกลพร้อมเทคโนโลยีในราคาที่ตลาดยอมรับ

เหตุผลคือประหยัด เซ็นเซอร์ CMOS พร้อมชัตเตอร์ทั่วโลกมีให้ใช้ แต่ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นทำให้พวกเขามีราคาแพงมากและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมนี้จะได้รับการพิสูจน์สำหรับช่างภาพน้อยมาก

ลองรุ่น Sony กล้องวิดีโอPMW-F5 กับ PMW-F55 ชัตเตอร์ทั่วโลกเป็นความแตกต่างหลักระหว่างพวกเขา ความแตกต่างของราคาค่อนข้างสูงชัน $ 16k เทียบกับ $ 29k และนั่นเป็นเพียงเซ็นเซอร์ที่แยกออกมา 9 ล้านพิกเซล นอกจากนี้ความไวแสงของ F55 ทนทุกข์ทรมานเกือบหยุด

ชัตเตอร์ระดับโลกมาพร้อมกับเซ็นเซอร์ CCD ที่ถ่ายโอนเฟรม จุดอ่อนของ CCD คือประสิทธิภาพ ISO สูงดังนั้นจึงใช้เฉพาะในกล้องระดับราคาที่สูงขึ้นเช่น Leica บางรุ่นและรูปแบบขนาดกลาง