高速摄像机之拍摄基础常识

今天我们来了解一下高速摄像拍摄(高帧率)下的机械快门、全局快门、滚动快门、快门角度和曝光的基础知识：

1.机械快门

       机械快门就是镜头前阻挡光线进来，并控制光线进入时间的装置。一般而言，快门的时间范围越大越好。秒数低适合拍运动中的物体。在胶片摄影机中，快门是一个机械旋转镜。每次曝光它会旋转360度，它在特定的时间量里，交替的覆盖、打开胶片门。快门的RPM是机械固定的并由帧速率决定，且曝光时间由快门角度来确定。

2.全局快门

a.全局快门不同于滚动快门，一个完整的曝光结束时，光一次性被完全阻止，接着数据被读取并为下一个曝光做重置。

b.全局快门保持垂直线或物体通过画面水平移动。然而，运动的感觉是明显不同的。根据全局快门的实现方式，和滚动快门相比，光和可能的动态范围只会消耗一点。

3.滚动快门

a.许多数字摄像机的电子快门设有滚动快门，在重置准备下一个画面曝光之前，其中的数据从传感器顶部到底部逐列被读出。滚动快门表现为一个明显歪斜并会成为垂直线的图像中，如果有摄影机或拍摄对象跨过帧快速移动。

b.如果传感器读出速度特别慢且画面中有快动作，会产生不需要的动态叠影使整个图像变形。大多数的滚动快门速度非常快，极大限度地减少了潜在的问题。

c.滚动快门比全局快门的更赋电影感。即使是高帧率摄影机，如Phantom数字电影摄影机采用滚动快门，但读出时间只有1毫秒。

4.快门角度

       是描述快门速度与帧速率关系的一种有效途径。这个词是旋转快门遗留下的概念，带有开口角度的圆形叶片高速旋转，每旋转一圈就会让光线进入曝光一帧画面。角度越大，快门速度就越慢，一直到360度的上限时，快门速度变得和帧速率一样。另一方面，可以通过减门角度让快门速度变快。

曝光时间（1/ X秒）=帧速率×（360/快门角度）。

例如，180度快门，24fps帧率（180度是标准的）:180度：24×（360/180）= 1 /48秒

快门角度的变化影响着曝光时间，并且需要光圈的变化来补偿，以维持正确的曝光。

5.高帧率

      在数字电影时代，我们的摄影机比以往任何时候都有高帧速率的需求。这在过去是一个特殊的要求，但在现在是一个期望的需求。

6.基础感光

       说到高帧速率，较高的"原生"基础ISO或曝光指数（EI）总是有好处的，比较摄影机时要记住这一点。每个传感器都是不同的，每个摄影机捕捉高帧率的表现都不同。

       如果一个特定的摄影机在高帧率下给出的图像较亮，要不是因为传感器具有更高的基础ISO，要不就是在躁讯可接受的情况下，基础ISO可提高。

       传感器的基础感光由很多东西决定，其中简单的是感光单元的规格尺寸，以及传感器上的感光单元数目。如果提高分辨率(或感光单元的数目)，并保持传感器尺寸不变，则感光单元变得越来越小，一般基础感光也降低。基础感光之间的空间数量，以及每个感光上的电路所需空间量，都是决定因素。

7.灯光

      光线充足时传感器的性能会表现的更加，而每帧画面曝光时间很短时（如提高帧率），更好的解决办法就是增加更多的光。