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工业相机的曝光方式:全局曝光、卷帘曝光、全局复位释放曝光区别

工业相机常见的曝光方式包含全局曝光(Global shutter,也称全局快门、帧曝光)、卷帘曝光(Rolling shutter,也称卷帘快门、行曝光)以及基于卷帘曝光并结合全局曝光优势的全局复位释放曝光(Global Reset Release Shutter)。

全局曝光(Global shutter是指当光圈打开时,工业相机中的图像传感器上所有像素点可以在同一时刻曝光,当光圈关闭后,所有像素同时结束曝光,然后输出像素数据。也就是说,全局曝光的工业相机可以一次拍摄物体的整体图像后再输出,因此在拍摄高速运动物体时图像不会偏移,能够达到无失真的效果。

全局曝光

全局曝光

与所有像素点同时曝光的全局曝光方式不同,卷帘曝光(Rolling shutter)采用的是逐行扫描逐行曝光的方式,当上一行的所有像素同时曝光后,下一行的所有像素再同时曝光,直至所有行曝光完成。

卷帘曝光

卷帘曝光

由于卷帘曝光每行像素曝光取像的时间不同,所以当拍摄运动物体时,图像会发生偏移,就会产生“果冻效应”。所谓“果冻效应”,就是指在拍摄高速运动物体时,由于物体运动速度高于逐行扫描的速度而产生的图像变形、拖影、摇摆的现象。比如,在拍摄高速转动的风扇时,工业相机采用卷帘曝光方式拍摄时会呈现出扭曲失真的图像。

全局曝光与卷帘曝光(图源Sony官网)

为了有效避免“果冻效应”,全局复位释放曝光(Global Reset Release Shutter,GRR)功能在卷帘曝光的基础上模拟了全局曝光方式,在配合闪光灯使用时可以实现所有行同时开始曝光,并从上到下依次结束曝光,该方式结合了两种传统曝光方式的优势,可以有效的避免拖影现象。

全局复位释放曝光

以下是全局曝光、卷帘曝光与全局复位释放曝光优缺点:

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