Rolling Shutter Erklärt: Ein einfacher Leitfaden für Einsteiger
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Wenn Sie eine Digitalkamera verwenden, um ein Video von etwas aufzunehmen, das sich schnell bewegt, kann das Bild unscharf oder verformt erscheinen. In diesem Fall handelt es sich um eine Rolling-Shutter-Verzerrung.
Es gibt bestimmte Techniken, mit denen Sie dies vermeiden können, und eine davon ist die Rolling-Shutter-Technik. Lesen Sie weiter, um sie zu beherrschen und die Schärfe Ihrer Bilder unabhängig von der Geschwindigkeit der Bewegung zu gewährleisten!
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Was ist ein Rolling Shutter?
Bei einem Rolling Shutter wird der Bildschirm in der Regel zeilenweise auf einen Bildsensor abgebildet, anstatt das gesamte Bild auf einmal aufzunehmen.
Da der Rolling-Shutter-Sensor das Bild von oben nach unten prüft, wird der obere Teil des Bildes etwas vor dem unteren Teil aufgenommen.
Wenn Sie sich schnell bewegende Personen aufnehmen oder Ihre Videokamera durch eine Landschaft bewegen, kann diese kleine Verzögerung zu ungewollten Verformungen führen.
Diese modernen Bildsensoren werden in zwei Kategorien unterteilt:
- CMOS und
- CCD.
Zu den Rolling-Shutter-Kameras gehören DSLR-Kameras mit CMOS-Technologie-Sensor und Handys wie das iPhone.
Kameras mit einem CCD-Sensor, der auch als Universalverschluss bezeichnet wird, nehmen ein komplettes Bild in einem Durchgang auf, sind aber wesentlich teurer und komplizierter in der Herstellung.
"Rolling-Shutter-Kameras sind in der Lage, schnelle Bildraten aufzunehmen, ohne dabei extreme Hitze in der Kamera zu erzeugen oder viel Batteriekapazität zu verbrauchen.
- Taylor Kavanaugh.
Sie sind ein gutes Hilfsmittel für Einsteiger, haben aber auch einige Nachteile.
Vorteile eines Rolling Shutters
- Erschwingliche Sensorkosten
- Geringeres Umgebungsrauschen
- Angemessener Preis
- Dynamischer Bereich
- Verringert das Risiko von Blow-Offs
Nachteile eines Rolling Shutters
- Jedes sich schnell bewegende Objekt, das fotografiert wird, kann zu Bildverzerrungen führen.
Was ist der Rolling-Shutter-Effekt?
Rolling-Shutter-Effekte
1. Wackeln und Verziehen
Immer wenn die Kamera vibriert, wie z. B. bei handgehaltenen Aufnahmen in Zoomstufen oder beim Filmen aus einem vorbeifahrenden Auto heraus, tritt dieses Phänomen (auch als Wackeleffekt bekannt) auf. Das Bild wackelt aufgrund des gleitenden Verschlusses auf seltsame Weise.
2. Schräglage
Wenn die Kamera oder das Objekt von einem Ende zum anderen fährt, faltet sich das Bild diagonal auf der einen oder anderen Seite und zeigt verschiedene Abschnitte, die unterschiedlichen Zeiten entsprechen. Die Schräglage ist eine kleine Form des oben erwähnten Wackelphänomens.
3. Räumliches Aliasing
Wenn sich das Objektiv oder das Motiv schnell bewegt, werden entgegen dem Abtasttheorem vertikal benachbarte Pixel erfasst. Ein Beispiel dafür ist die Visualisierung eines Propellers mit rotierenden Blättern.
Der Rotor dreht sich mit der gleichen oder fast der gleichen Geschwindigkeit, mit der das Objektiv das Bild aufnimmt, wodurch die einzelnen Blätter verschwimmen.
Betrachtet man einen kreisförmigen, sich drehenden Ventilator senkrecht, sieht das Blatt auf der linken Seite schmaler aus als gewöhnlich, während die Blätter auf der rechten Seite dicker erscheinen oder sogar nur in der Mitte unverbunden zu sein scheinen.
4. Zeitliches Aliasing
Zeitliches Aliasing und Teilbelichtungen sind beides Beispiele für zeitliches Aliasing. Wenn ein Kamerablitz nur für einen Teil der Belichtung verwendet wird, ist das Licht des Blitzes nur für einige Zeilen eines Pixels in einem bestimmten Bild sichtbar.
Da das Licht in dem Moment ausgeschaltet wurde, in dem dieser Teil des CMOS-Bildes verarbeitet wurde, kann das obere Drittel des Bildes von einem Blitz hell erleuchtet sein, während die unteren 2/3 des Bildes schwarz und dunkel sind.
Es ist möglich, dass der Unterschied zwischen den beiden Bereichen des Bildes seltsam erscheint. Glühbirnen, Blitzeffekte, Blitze oder andere extreme Bedingungen, bei denen in der Zeit zwischen dem Ein- und Ausschalten des CMOS-Systems sehr schnelle Bewegungen oder sogar sehr schnelle Lichtblitze zu sehen sind, können ähnliche Probleme verursachen.
3 Möglichkeiten zur Vermeidung eines Rolling-Shutter-Effekts
1. Erhöhen Sie Ihre Verschlusszeit
Stellen Sie die Verschlusszeit auf die doppelte Bildrate ein, um Verzerrungen zu vermeiden, wenn Sie schnelle Ereignisse filmen oder Ihre Kameras drehen.
Da die meisten Kameras mit Bildern pro Sekunde (fps) aufnehmen, ist die längste Verschlusszeit, die Sie verwenden können, etwa 1/50 Sekunde.
Bitte denken Sie daran, dass die Verschlusszeit nicht kürzer sein darf als die Bildfrequenz, da der Sensor sonst nicht genügend Zeit hat, Bilder aufzunehmen.
Verwenden Sie auch keine zu kurze Verschlusszeit - ein gewisses Maß an Unschärfe ist für das Auge angenehmer. Mit einer sehr kurzen Verschlusszeit können Sie unglaublich klare Bewegungen erzielen.
2. Verwenden Sie Stative oder kardanische Stabilisatoren
Eine Möglichkeit, Rolling-Shutter-Artefakte zu reduzieren, besteht darin, das Verwackeln der Kamera zu verringern. Um Ihre Kamera während der Bewegung ruhig zu halten, kaufen Sie eine solide kardanische oder dreibeinige Halterung.
Ein Stativ oder Gimbal ist eine weitere Möglichkeit zur Stabilisierung Ihrer Kamera (Stabilisator). Die Vermeidung von unerwünschten Kameraerschütterungen hilft bei der Vermeidung des Auslösereinschlags, der nach dem gleichen Konzept wie IBIS funktioniert.
3. Erhöhen Sie die Bildrate
Als Nächstes ist die Erhöhung der Bildfrequenz, ähnlich wie die Erhöhung der Verschlusszeit, in der Tat die beste Technik zur Vermeidung von Rolling-Shutter-Problemen bei Videoaufnahmen.
Die rotierenden Vorhänge arbeiten bei höheren Bildwechselfrequenzen doppelt so schnell, wodurch sich der zeitliche Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Sensors verringert. Die Verdopplung der Bildrate und die Überprüfung der Ergebnisse sind ein hervorragender Ausgangspunkt.
Nächster Punkt: Was ist ein Global Shutter?
Wir hoffen, dass Sie sich jetzt mit dem Rolling Shutter wohler fühlen! Um Ihren Shutter-Horizont noch weiter zu erweitern, lesen Sie unseren nächsten Artikel zu diesem Thema und erfahren Sie, wie ein Global Shutter funktioniert.
Ob Rolling Shutter oder Global Shutter, Sie können sich selbst davon überzeugen, wie beide funktionieren - leihen Sie sich eine Kamera bei einem Fotografen in Ihrer Nähe aus und üben Sie sich in der Praxis.
Was ist ein Rolling Shutter?
Ein Rolling Shutter ist eine Technik zur Aufnahme von Bildern, bei der ein Standbild oder ein Fenster eines Videos aufgenommen wird, indem das gesamte Bild schnell vertikal, horizontal oder rotierend abgetastet wird, anstatt ein Foto der gesamten Szene zu einem bestimmten Zeitpunkt zu machen.
Was ist der Unterschied zwischen einem Rolling Shutter und einem Global Shutter?
Einfach ausgedrückt: Ein Rolling Shutter eignet sich besser für die Aufnahme von Standbildern, während ein Global Shutter am besten für die Aufnahme von sich bewegenden Objekten geeignet ist. Global-Shutter-Kameras sind lichtempfindlicher und erzeugen schärfere Bilder.
