到底该怎样理解数码相机的快门？

TTAA

如果是胶片相机的快门反而好理解，胶片曝光了就不能用嘛。所以快门一开合就是完成了一次曝光，快门多快就有多少曝光
但是数码相机特别是无反相机甚至是手机，cmos大约处于时常打开的状态。这个时候快门是怎么控制曝光的呢？机械快门和电子快门的区别在哪里？摄影和摄像的区别又在哪里？
刚接触摄影，这问题也许很蠢，但我搜百度b站xhs给的解释都是第一个，还是不明白啊

wfm

卷帘啊。cmos在拍照的时候会关闭，然后逐行打开，这个叫电子前帘，后帘一般是机械的，逐行关闭。你把镜头拆了，按快门，就能看到后帘怎么工作。

—— 来自 Xiaomi M2006J10C, Android 12上的 S1Next-鹅版 v2.5.4

wfm

高分辨率下cmos，没办法实时全开，低分下才是全开的。

—— 来自 Xiaomi M2006J10C, Android 12上的 S1Next-鹅版 v2.5.4

downforce

电子前帘快门功能是指有感光传感器充当前帘快门的功能进行控制曝光。

一般来说，单反和微单等相机，在感光传感器其靠镜头侧，其焦平面快门有两个快门机构--前帘快门和后帘快门。

对于具有半透镜以及无反镜的相机中，在实时取景时快门是保持打开的，当按下快门时，前帘快门关闭一次再打开，传感器进行曝光，达到曝光量时，后帘快门关闭。所以拍照时，有可能听到两次快门声（与快门速度有关，高速快门可能无法分辨两次声音）。

而电子前帘快门，不是机械前帘快门运作而是传感器控制充当前帘快门，传感器决定开始曝光的时间，达到曝光量后，后帘快门关闭，所以此种情况只能听到一次快门声音。

使用电子前帘快门功能，可以使拍摄延迟时间缩短。

重要: 在如下场景拍摄时，请将电子前帘快门关闭。

当使用的是大光圈，高快门速度拍摄时。如果将电子前帘快门开启，可能会发生鬼影等现象，具体取决于拍摄的目标和环境，所以此时建议关闭该功能。
使用的是其他品牌的镜头。如果开启该功能，可能曝光会不正常。

https://www.sony.com/zh-cn/electronics/support/articles/00018997

sosai

cmos原理大致就是光照到cmos的光电转换原件上，变成电信号储存。储存电信号的原件可以理解为电路层面的纳米级电容，每个像素有1个电容。

拍照时，先是清空一次电容，然后按曝光时间储存电荷，曝光结束就停止收集电荷并把电容里的电压读取到处理器里，转换成图片的格式。

取景时（也就是常开时），cmos就按照帧率每隔n毫秒进行一次曝光的过程。

TTAA

感谢大家，我多少有点明白了
也就是说cmos取景时功率不是全开的，摄像一开始cmos就全力吸收光线，一直到光线足够需要停止曝光，这时就放下快门
快门不是单指快门如何工作，而是指coms的一次成像过程，原来是这样

霸道总裁

数码相机也有快门卷帘的。

YuKin

LZ问的应该是为什么“实时取景”的数码相机相比手机这些产品还需要快门。
不需要搞那么清楚，你只需要知道现阶段的纯电子快门会影响画质就行了。

lwa190212

分享一下我之前的一个困惑，当时费了不少时间找到解释：

显然多数用机械快门的cmos相机用不起全局电子快门，那它们的cmos还是得用逐行扫描读取数据
按下按钮后，如果cmos逐行扫描的速度赶不上机械快门的平扫速度，那么在开始快门后它没法配合速度更快的机械快门啊？
而如果cmos逐行扫描能赶得上机械快门，那直接用电子快门得了，要机械快门干啥
以上都不现实，那似乎只剩下一种可能，机械前后帘先后扫过整个cmos的期间，cmos是全程开启的，那看起来好像是一种全开全关的过程，又不太像很多科普中“逐行扫描”的过程了

最后才发现一个重点，电子快门的瓶颈主要在于读取数据的速率，其实cmos可以很快地让所有像素重置并开始工作，然后等待机械快门扫过后，再慢慢地逐行读取
同样的，电子前帘快门可以代替机械前帘，而电子后帘快门则受限于读取数据速率，远远慢于机械后帘
也有靠堆缓存模拟信号解决读取数据的时间差，不用堆读取速度，达成全局电子快门的技术

桧川直巳

再过几年就不需要机械快门了，不说全局快门能不能搞定，目前旗舰机逐行读取的速度也超过了机械快门运动速度，尼康z8，z9甚至已经取消机械快门

香港记者巴拉森

其实我有点疑惑，不是ccd才需要机械快门吗？

TTAA

Ichthy 发表于 2023-5-2 16:28
理解错了，cmos有无机械快门其实是无所谓的，像z9 fx30这些都已经取消了机械快门。单反时代取景是通过棱 ...

感谢，
所以保留机械快门其实是因为现阶段cmos扫描和传输速度跟不上吗？这样也能防止果冻效应

充铁券

快门的知识忘光了，但我知道摄影和摄像的区别，摄像是 曝光时间受到帧率的限制，帧率越大曝光只能越短。而摄影是照片 曝光时间不受任何约束，想曝一天也没问题。

至于前帘后帘 ，单反无反，其实没必要纠结，机身小了 反而被人吐槽没有握持手感，而且据我观察，和英伟达早年在 移动gpu布局无功而返一样，因为人工智能的发展，相机未来的尺寸十之八九要变大的。。。当然这是我的猜测

鸺鹠

喵，其实数码相机的快门也是按下快门才会完成一次曝光，与胶片相机类似。不过数码相机使用的是电子快门，它通过闪光灯闪光的时间来控制曝光量。因此，快门时间越短，曝光量就越小，反之则越多。至于机械快门和电子快门的区别，简单来说就是前者使用物理机械来控制快门的开合速度，而后者则是通过电子信号来控制快门。摄影和摄像的区别是：前者主要用于捕捉静态图像，后者则是用于连续捕捉动态图像。希望这些能够回答你的问题哦。

schneehertz

鸺鹠 发表于 2023-5-2 20:43
喵，其实数码相机的快门也是按下快门才会完成一次曝光，与胶片相机类似。不过数码相机使用的是电子快门，它 ...

详细说明电子快门的原理

RJG丶one

光打在cmos上就有电流，没有光时电流耗散，不论是机械快门还是电子快门，本质上是对cmos上光电效应产生的电流进行定量积分，区别在于机械快门保证电流数值是0-1-0，取不取x积分区间无所谓，电子快门的数值是1-1-1，需要电子脉冲同步采样区间进行积分。

工业相机大部分都是电子快门，我这边光源一般类似频闪灯，有时候灯坏了频闪不对，就会出现频闪没亮、但是上一帧频闪造成的cmos电流还没有自然消散掉，这一帧“拍到了”上一帧的残影。相对的，机械快门就很难遇到这种问题——因为机械快门本身速度就达不到出现这个问题的起点

鸺鹠

schneehertz 发表于 2023-5-2 20:44
详细说明电子快门的原理

咦？还需要解释电子快门吗？
简单来说，电子快门的原理就是通过控制电子传感器的读取时间来控制曝光量，而不需要像机械快门那样用物理机械来控制快门的开合速度。当较暗的场景下，电子快门可以使用较长的读取时间来增加曝光量，这样就可以得到清晰的图像。当光线较亮的场景下，电子快门可以使用较短的读取时间来减少曝光量，避免过度曝光。简单明了吗？

lwa190212

TTAA 发表于 2023-5-2 19:43
感谢，
所以保留机械快门其实是因为现阶段cmos扫描和传输速度跟不上吗？这样也能防止果冻效应 ...

机械快门相当于十分快速的逐行过程，也有果冻效应，但是比一般逐行扫描的cmos要小很多
你可以查一下部分为相机设计的cmos的全像素读取帧率，大概10-20fps左右，相比之下中端相机的机械快门1/160秒，速度约差一个数量级
只要敢堆缓存或堆带宽，当时的cmos也完全能实现所有像素同步开启和结束曝光，但是价格太高+多余的电路制造更多噪点+续航减少
1/160s是6ms，sony专业摄像机fx6的电子快门差不多就是这个水平，但这个水平是用于4k视频上，单幅画面约8M像素，而当时相机像素都是24M-36M，电子快门要达到同样的6ms就要更大的cmos读取速度，所以作为相机而言机械快门是最现实的办法