Zimowy maraton testów aparatów za nami. Pora zatem na kilka podsumowań i zestawień. W pierwszym z nich przedstawiamy wyniki i ranking w kategorii “rolling shutter”.

Rolling shutter. Dla wielu zmora filmujących aparatów, choć tak naprawdę występuje też w kamerach RED-a czy Arri. Jak bardzo dokuczliwy jest naprawdę? To w dużej mierze zależy od tego jak pracujemy i co nagrywamy. Przy wywiadzie nagrywanym na statywie nie zauważymy nawet monstrualnej “galarety”. Przy dynamicznych ujęciach z ręki lub próbach stabilizacji telepiących się kadrów będzie on z kolei powodem wielu przekleństw. Spróbujmy rozłożyć to zjawisko na czynniki pierwsze.

Skąd to się wzięło?

Nie zamierzam w tym miejscu robić długiego teoretycznego wstępu, ani obszernego porównania matryc CCD i CMOS. Jest tego pełno w sieci, w razie czego znajdziecie sami. Skupię się na tym, co ma dla nas znaczenie.

W skrócie – matrycę CMOS łatwiej jest skonstruować tak, żeby nie była odczytywana jednocześnie. Tylko właśnie od góry do dołu (lub w dowolnym innym kierunku). Jest to jedna z cen, jaką trzeba zapłacić za lepszą jakość obrazu (np. niższe szumy), jaką CMOS oferuje w stosunku do CCD. To mniej więcej tyle ile trzeba wiedzieć.

Oczywiście da się skonstruować matrycę CMOS z jednoczesnym odczytem całej matrycy (global shutter), ale albo odbije się to na poziomie szumów (jak pokazuje Blackmagic Design Production Camera 4K) albo wymaga skonstruowania matrycy w nieco odmienny sposób (zgaduję w tym miejscu, producent żadnej oficjalnej informacji nigdzie nie podał), co prawdopodobnie ma miejsce w Sony F55, która z kolei jest koszmarnie droga.

Tyle teorii. Na koniec dodam tylko, że rolling shutter jest ZJAWISKIEM. Tak samo jak szum. Więc jak ktoś gdzieś w teście czy artykule pisze “efekt rolling shutter” to świadczy to o jego ignorancji i braku zrozumienia istoty rzeczy. Jednym słowem – “minus 10 do wiarygodności” dla autora. O szumie jakoś nikt nie pisze, że to “efekt”, chyba że w odniesieniu do cyfrowej symulacji ziarna negatywu. O symulacji rolling shuttera jeszcze nie słyszałem, raczej wszyscy się chcą go pozbywać. Więc zostańmy proszę przy tym, że jest to “zjawisko”.

Oczywiście zjawisko to występuje w mniejszym lub większym stopniu w różnych urządzeniach. Wynika to z kilku rzeczy. Po pierwsze – z prędkości samej matrycy. W dalszej części artykułu spróbujemy sobie te prędkości policzyć. Po drugie – w przypadku aparatów – ze sposobu odczytu matrycy w trybie filmowym. Aparat, który odczytuje co trzecią linię może mieć wolniejszą matrycę, a mimo to mniejszy rolling shutter niż aparat, który odczytuje cały sensor i dopiero z tego robi klatkę filmu. Zwykle ten drugi będzie mieć bardziej szczegółowy i wolny od mory obraz. Często jest to zatem coś za coś – mniejszy rolling shutter – większa mora i aliasing, mniej szczegółów i ostrości. I na odwrót.

Procedura pomiaru

W internecie pełno jest “testów” pokazujących rolling shutter, które polegają na tym, że ktoś stawia aparat na statywie i robi szybkie panoramy w lewo i w prawo. Oczywiście widać, że zjawisko występuje (żadna nowość), ale trudno to przełożyć na mierzalne wyniki. Sam zresztą eksperymentowałem z różnymi patentami, zanim w końcu doszedłem do czegoś choćby minimalnie powtarzalnego i dającego się policzyć.

By zmierzyć rolling shutter w sposób powtarzalny, użyłem urządzenia, które mój znajomy, Ryszard Krótki, oryginalnie skonstruował do kręcenia 360-stopniowych ujęć wokół ludzi czy przedmiotów. Urządzenie to składa się z pionowego metalowego pręta, który z kontrolowaną prędkością obraca się wokół nieruchomej podstawy. Normalnie do pręta mocuje się kamerę, ja natomiast wykorzystałem sam pręt.

Odmierzyłem na nim odcinek o wysokości 60cm i dla każdego aparatu czy kamery ustawiałem kadr tak, by ten odcinek zmieścił się możliwie idealnie w całym kadrze od góry do dołu. To pozwala uniezależnić się od ogniskowej obiektywu, cropów i innych komplikacji. Znając długość promienia obrotu (48cm) oraz prędkość obrotową (liczyłem ją za każdym razem sprawdzając ile klatek zajmuje prętowi wykonanie 10 okrążeń) można dzięki prostej matematyce wyliczyć, z jaką prędkością pręt przemieszcza się w kadrze w momencie gdy jest najbliżej obiektywu (w ustaleniu tego punktu pomagają otwory wywiercone w pręcie).

Gdyby rolling shutter nie występował, pręt byłby idealnie pionowy. Gdy zjawisko to występuje, górna część jest przesunięta względem dolnej. Łatwo jest zmierzyć o ile pikseli, a wiedząc że cały kadr ma 2160 pikseli (wszystkie testy skalowałem do Ultra HD) i że znajduje się w nim idealnie 60cm pręta, mogę policzyć o ile milimetrów przesunięta jest góra względem dołu. A że znam prędkość, to samo obliczenie czasu między odczytaniem góry i dołu kadru robi się banalne.

Oczywiście metoda ta nadal jest nieco chałupnicza, stąd też sumaryczny błąd pomiaru szacuję na maksymalnie 20%. Nie jest to mało, ale pozwala na poglądową ocenę rolling shuttera. Być może w przyszłości wymyślę jakiś lepszy sposób. Dość prostym i bezpośrednim rozwiązaniem byłoby użycie lampy błyskowej o czasie błysku rzędu 2-4ms. Lampa taka wygenerowała by jasny pas gdzieś w środku kadru, którego wysokość w pikselach byłaby łatwo przeliczalna na intensywność zjawiska rolling shutter.

Tyle w tym temacie, przejdźmy do wyników pomiarów. Poza testowanymi ostatnio aparatami, zamieszczam też wyniki kilku urządzeń, które akurat były pod ręką, a których pełnego testu z różnych względów nie robiliśmy. Wyniki posortowałem od najlepszego do najgorszego.

Strony: 1 2 3 4