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全域快門 改善果凍效應

103/05/15 瀏覽次數 32824
自從數位相機成為拍攝影片的潮流,各大廠牌在研發上各出奇招提升影像品質:愈來愈多攝影機感光元件採用CMOS,耗電少且價格低,尺寸越來越大,像素越來越高;但CMOS相機拍攝影片,遇到快速移動的物體或某些頻率,會出現物體扭曲變形,動態影像猶如果凍般抖動,像在高鐵上拍攝窗外風景,電線桿都是歪斜的,原因就是使用滾動式(Rolling Shutter)的快門。
 
相機快門決定光線被紀錄的方式和時間。膠卷時代的相機,快門是介於底片與鏡頭間的一個旋轉圓盤,轉盤有一開口,底片經過開口的時間,即為曝光時間,也是快門速度;這種快門方式稱為機械或旋轉快門(Mechanical or  Rotary Shutter)。
 
數位相機的快門則是由傳感器(Sensor)控制,以電子訊號控制感光元件,一行一行進行感光,所以稱為滾動式快門(Rolling Shutter),有點像百葉窗簾往上捲,逐漸進行曝光。因為曝光有時間差異,拍攝高速移動的物體時,就會出現畫面的影像上端先出現、下端卻還沒到的時間差距。
 
滾動快門的時間差異,造成影像創作者面對特定主題時困擾,例如:快速運鏡(Pan),畫面扭曲,影像劇烈左右晃動時,造成建築物等像果凍般扭動,這就是果凍效應;時間差異使得閃光燈曝光瞬間,只有局部接受到閃光燈,畫面形成明暗二部分,影片中稱為閃頻(flick)現象;拍攝快速行進的汽車、直升機螺旋槳與電風扇葉轉動,都會扭曲變形。這些現象雖可以透過後製軟體逐個畫面修正,有的卻效果有限。
 
所謂全域快門(Global Shutter),就是在曝光時,快門同時控制所有的感光單元同時曝光,沒有時間差異,全部感光區域一次曝光。全域快門成為改善果凍現象的技術;然而,採用全域快門不僅只換快門技術,全域曝光的資料較大,成本提高,拍攝後續同時處理,也要升級較快的運算。
 
當大家期待下一款數位相機可以採用不一樣的快門方式時,知名的電影攝影機品牌Red,推出一款RED MOTION MOUNT的轉接環,不換攝影機,就可以改用全域快門拍攝。
 
RED MOTION MOUNT在有需要時解決變形現象時加上;一般拍攝沒有快速移動的鏡頭,仍可以用原來的滾動快門拍攝,既不用更新攝影機,也能使用逐行曝光,靈活方便,依創作主題決定。(本文由科技部補助「新媒體科普實作計畫─以農學、環保、應用科學、數位學習和藝術領域為例」執行團隊撰稿)
 
責任編輯:蔡美瑛|世新大學廣播電視電影學系
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