Camera Rolling Shutter和Global Shutter的区别

卷帘快门（Rolling Shutter）与全局快门（Global Shutter）的区别

什么是快门

快门是照相机用来控制感光片有效曝光时间的机构。

快门是照相机的一个重要组成部分，它的结构、形式及功能是衡量照相机档次的一个重要因素。

什么是Global Shutter（Total Shutter）

通过整幅场景在同一时间曝光实现的。Sensor所有像素点同时收集光线，同时曝光。

即在曝光开始的时候，Sensor开始收集光线；在曝光结束的时候，光线收集电路被切断。然后Sensor值读出即为一幅照片。

CCD就是Global shutter工作方式。所有像元同时曝光。

Sensor的所有行同时开始曝光，并同时结束曝光，在曝光结束后，Sensor将所有电子从感光区转到存储区，之后逐行地读出像素数据。

这样曝光的好处是获得图像每一行的曝光时间比较一致，并且在拍摄运动物体时图像不会出现偏移和歪斜。

缺点

Global shutter 曝光时间更短，但会增加读出噪声；

什么是Rolling Shutter

与Global shutter不同，Rolling Shutter是通过Sensor逐行曝光的方式实现的。

在曝光开始的时候，Sensor逐行扫描，逐行进行曝光，直至所有像素点都被曝光。当然，所有的动作在极短的时间内完成。

不同行像元的曝光时间不同。

• 逐行曝光从第一行开始曝光，一个行周期之后第二行才开始曝光。依次类推，经过N-1 行后第N 行开始曝光。

• 第一行曝光结束后开始读出数据，读出一行需要一行周期时间（含行消隐时间）。至第一行完全读出后，第二行刚好开始读出，依次类推，当第N-1 行读完后，第N 行开始读出，直到整幅图像完全读出。

• 逐行曝光的sensor 技术难度较全局曝光sensor 低，价格便宜，且分辨率较大，对于一些静态图像拍摄是不错的选择。

缺点

对于相机厂家，Rolling shutter可以达到更高的帧率（因为在边曝光边读出行，节约了读取时间），但当曝光不当或物体移动较快时，会出现部分曝光(partial exposure)、斜坡图形(skew)、晃动(wobble) 等现象。这种Rolling shutter方式拍摄出现的现象，就定义为果冻效应。

Rolling Shutter与Global Shutter对比

• 曝光时间短的应用（如<500μs）适合Global shutter

• 曝光时间长（如大于500μs）时，选择rolling shutter可以有更低的噪声和帧速。

Rolling Shutter的缺陷示例

示例1

看看下面的图片。 想象一下，每个橙色框都是一个像素，我们的图像只有三个像素。 当我们的英雄爬上楼梯时，像素一次被读取一个，从而导致最后一帧的滞后。

示例2

示例3