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我們知道,高快門可以使運動的畫面更好的凝固,可以實現如水滴靜止的效果。在光線充足的情況下,小米手機的快門速度可以達 到1/10000秒甚至更高,而一般單反相機的快門不過有1/6000秒,最高也不過1/8000秒,怎麼手機的快門可以比單反相機還快呢?這個數據是不 是真實的呢?我們來探個究竟。

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小米手機拍懸浮照片


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照片參數



首先,我們來說說數字相機成像的原理,一定量光線通過鏡頭照射到相機內的感光元件上,感光元件把光訊號轉變成電訊號,再由數字信號處理器把電訊號轉換成圖 像。這個過程中,鏡頭上的光圈控制進光亮的口徑;感光元件模擬ISO值控制感光強度、將訊號轉化為電訊號;快門控制曝光時間。


快門的分類

按快門在相機中的位置分類,主要分為:鏡前快門、鏡間快門、光圈快門、鏡後快門、反光鏡快門、焦平面快門
按快門的構造分類,主要分為:機械快門、
電子機械混合快門、電子斷流快門。

小米手機採用電子斷流快門。


機械快門

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機械焦平面快門



機械快門,顧名思義,他的動作原理是一套機械動作,帶來的最大好處就是「當機立斷」,時滯極短。其快門組建的核心部件之一就是幕簾;以縱走幕簾為例,其實 就是幾片(一般4片)自上而下縱向平行排列的合金鐵片(或複合材料),平時是閉合的,發生動作的時候,中間露開一條小縫隙,自上而下的掃過感光器,使其每 個感光單元都得到均勻的曝光時間;所設定的曝光時間越短,縫隙越小,當時間很長的時候,比如1秒,其實是一部分幕簾先落下,完全露出感光器,1秒後,剩下 的幕簾再落下,遮住感光器,結束曝光。其最大的好處,就是反應迅速。你不想按下快門的之後,過一秒種才咔嚓吧,鳥都飛走了。另外,單反的感光器面積大,使 用純電子快門的話,驅動能耗、散熱、信號傳輸、特別是雜訊過濾等問題的難度也會比小DC大得多。

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焦平面快門工作過程演示




電子機械混合快門

其實,現在的數字單反相機的機械快門已經不是純粹的機械了,它們無不例外的是通過電力激發,通過電磁力驅動,所以應該叫做電磁機械快門,或電子/機械混合快門,而純粹意義上的機械快門是不需要任何電力的,速度很難達到千分秒級。


小米手機
鏡頭採用電子斷流快門

「電子斷流快門」其實是不存在的快門,它是通過感光器的通電斷電來實現控制曝光時間的。相比機械快門,它的優點太多了,幾乎無體積無重量,可靠性高,不需 維護,無壽命概念,理論上可以設定任意的曝光時間,包括很快的幾萬分之一秒(大多機械快門單反只能1/8000),理論上可以與閃光燈任意速度同步。

但是由於以前的技術限制,最重要的時滯問題在初始的一段時間一直不能很好的解決。純電子快門的感光器在拍攝前一般始終處於通電工作狀態,需要拍攝時,通常 需要先切斷感光器供電,使訊號清零,然後依曝光時間再次通電,完成曝光,然後再次斷電,處理視訊號,然後再次通電繼續下次拍攝的取景。通斷電動作之間殘留 的雜訊也會對畫質帶來很大影響,特別是像單反那樣大面積感光器的電路非常複雜,上千萬個像素單元幾乎無法做到同時通電斷電(CMOS是逐行工作方式),因 而會引發果凍效應等一些毀滅性影響。但隨著科學技術的不斷進步,是現在已經好很多了,電子快門一定意義上取代機械快門越來越現實。

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