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ローリングシャッターの影響

 
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投稿者 メッセージ
SonotaCo
Site Admin


登録日: 2004.08.07
記事: 9520
所在地: 139.66E 35.65N

記事日時: Thu Oct 11, 2018 9:05 am    記事の件名: ローリングシャッターの影響 引用付きで返信

ローリングシャッターが話題になっているので、
HD60pでの流星撮影でローリングシャッターの影響はどの程度が見積もっておきます。
違っていたらご指摘ください。

HD60pは1フレーム16.7msecで ラスター数1080です。
帰線時間を無視すると ラスター当たり およそ 0.016msec =0.000016 secです。

ローリングシャッターの影響は対象の移動速度が大きいほと大きくなります。
流星の画面内での移動速度は以下に依存します

レンズの焦点距離 (FOVサイズ)
流星の速度
流星までの距離
流星の移動方向と視線方向の関係
解像度

とりあえず、

FOVサイズは最も一般的な標準レンズ相当の水平画角45度
流星の速度は最も高速なしし座流星群などの72km/sec
流星までの距離は100km
流星の移動方向は最も高速に映る視線方向と垂直
1920x1080ピクセル

とすると

流星の見た目の角速度は atan((72/2)/100)*2 = 39.4 deg/sec
見た目の画面上速度は 39.4/45*1920 =1682 pix/sec
1ラスター間の移動ピクセルは 1682 * 0.000016 = 0.027 pixel

現在の画像処理による流星中心位置決定精度の限界は 0.3ピクセル程度

なので、現在の測定精度に比べて1桁小さく、HD60pで通常の画角かより広角ならほとんど気にする必要はない

と思いました。

影響が出るのは望遠レンズを使ったクローズアップ撮影で 移動速度が極めて大きくなるケースか 画像の解像度が1桁上がった場合 かと思います。
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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 1692
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Thu Oct 11, 2018 11:23 pm    記事の件名: 引用付きで返信

前田です。
なるほどです。感覚でもっと影響があるのかと思っていました。
4K30pでも0.027の4倍なので、十分ですね。
ちゃんと調べていませんが、デジカメのビデオはストロボにも対応しているので、グローバルシャッターのような気がしますが。
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SonotaCo
Site Admin


登録日: 2004.08.07
記事: 9520
所在地: 139.66E 35.65N

記事日時: Fri Oct 12, 2018 7:24 am    記事の件名: 引用付きで返信

前田 wrote:
ちゃんと調べていませんが、デジカメのビデオはストロボにも対応しているので、グローバルシャッターのような気がしますが。


こちらもおぼろげですみませんが、
デジカメも撮像素子はほとんどがローリングシャッターで、
ミラーレスなどはその歪を防ぐために メカニカルなシャッターを持っている のだろうと思っています。

動画撮影ではメカニカルは開きっぱなしになるので、TK8で常設しているPanaのDMC-GH3では雷光が上半分だけのような動画はたびたびあります。

Sonyの高級機種のα9などではこの問題への対処として高速読み出し回路を組み込み、ほとんどこの動体歪が気にならないような撮像素子を使っているそうですが、それでも2017年はグローバルシャッターとは言っていないようです。
2018年2月ごろから、Pana, Sony, Canonなどから一斉にグローバルシャッターのCMOS撮像素子の発表があったそうです。

そうそう、NTSCで使っていたCCDはグローバルでした。奇数ラインのフィールドを露光中に偶数ラインを読み出すインタレースでフィールド間には時間差がありますが、各フィールド内は同時露光(受光素子から一斉に転送素子に電荷を移す)でした。
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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 1692
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Sat Oct 13, 2018 12:28 am    記事の件名: 引用付きで返信

前田です。
α7sのマニュアルを読みなおしたのですが、ストロボの件、勘違いでした。
でも、デジカメもローリングシャッターとは、思ってみませんでした。
ご指摘ありがとうございます。
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