ERS 与 GRR:开始、积分与结束

结论

GRR 让所有行同时开始曝光,但仍逐行结束。用暗环境中的同步短闪光,才能让各行主要记录同一瞬间。1

  1. ERS 每行曝光等长,但开始与结束时刻逐行推迟。1
  2. GRR 后读出的行会继续积累环境光。1
  3. ERS 有足够长的共同曝光窗口时,也能接住整幅短闪光。2

适用于通用快门原理匀速与均匀照明教学模型非设备实测

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光是怎样变成一行像素的?

从收光窗口理解成像
图的结构
  • 释放复位 reset
  • 积累入射光 collect
  • 结束积分采样 sample
  • 组成整幅图像 image
  • collect → sample · 到达该行时刻
  • reset → collect · 开始
  • sample → image · 逐行读出
  1. 释放复位

    ERS 逐行开始,GRR 所有行同时开始。

  2. 积累入射光

    每个像素积累窗口内的全部光,不只记录结束时刻。

  3. 结束积分采样

    GRR 仍逐行结束;先开始不等于同时停止。

  4. 组成整幅图像

    不同行时间错位会影响运动轮廓与亮度。

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两种窗口到底差在哪里?

T 是基准曝光,S 是首末行时间差,r 从 0 开始,Δt 是行间隔。

比较项ERSGRR
第 r 行曝光区间[r·Δt, r·Δt + T][0, T + r·Δt]
首行 / 末行时长T / TT / (T + S)
全行共同窗口[S, T],需 T > S[0, T]
静物、均匀持续光各行曝光均匀后读行可能更亮
高速运动、持续光行间错位与单行拖影仍可能变形,后读行拖影更长
正确短闪光、暗环境共同窗口足够时可全幅冻结共同窗口内可全幅冻结

上述模型对应厂商介绍的理想曝光时序。1

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为什么短闪光能冻结运动?

有效冻结需要三个条件
图的结构
  • 全行正在曝光 overlap
  • 同步短闪光 pulse
  • 环境光足够弱 dominant
  • 整幅近似冻结 frozen
  • dominant → frozen · 闪光占主导
  • overlap → pulse · 窗口内
  • pulse → dominant · 脉冲结束

光脉冲完整落在共同窗口内,且持续环境光可忽略,才接近同步成像。2

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四种场景应该观察什么?

场景ERSGRR观察重点
高速、亮环境、无补光倾斜与拖影梯度与逐行加长的拖影GRR 不是运动冻结按钮
高速、暗环境、短闪光窗口不重叠时部分行亮正确同步时全幅近似冻结ERS 长曝光也能形成共同窗口
静物、亮环境、无补光形状与亮度均匀形状稳定,亮度有梯度形状正确不等于亮度均匀
静物、暗环境、无补光信号弱,可延长曝光信号也弱,行间积分不同两种快门都不能凭空造光

这是按曝光窗口积分得到的教学模型结论,不是某款相机的性能排名。

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哪些内容不能从模拟推断?

模型不模拟噪声、暗电流、镜头、ISP、机械遮光和设备同步延迟。T 不直接代表 AR0521 两种模式下同一个 CIT 寄存器值。

真实设备的闪光窗口与电气同步裕量,应以对应传感器和相机文档为准。2

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