10,000 FPS 超高速攝影，慢動作看清楚DSLR快門運作原理

Lyle

2015/09/11 09:20

YOUTUBE頻道「The Slow Mo Guys」，他們透過高速攝影機帶大家進入慢動作的世界，例如將橡皮筋一圈圈綑在西瓜上然後爆掉的瞬間，或是在水中開槍看子彈衝出時的畫面，而這回The Slow Mo Guys則是拍攝了DSLR反光鏡室的作業情形，用慢動作影片呈現快門運作的過程！

快門運作的原理相信不少人都看過資料和解說，但再怎麼樣還是沒有實際親眼看到印象深刻吧！The Slow Mo Guys用 Phantom Flex高速攝影機拍攝Canon EOS 7D的反光鏡室，以10,000fps的超高影格率呈現400倍的慢動作影片，可以很清楚看到按下快門後DSLR的內部是如何運作的：反光鏡升起，前後快門簾幕從上而下完成曝光，然後反光鏡放下。而透過慢動作的呈現，反光鏡升起和放下時的震動也更明顯了。另外影片也示範了不同快門速度設定的差異，從1/8000秒到1/1000秒控制不同的進光量，前後快門廉開啟、閉合的時間差也不一樣。

▲慢動作呈現快門運作的過程。

▲不同的快門速度，透過兩片簾幕的間隔大小控制進光量。（圖片來源：影片截圖）

另外，The Slow Mo Guys也提到了rolling shutter（滾動式快門）的影響和效果，由於CMOS在完成曝光時，電子訊號也是如快門廉的運作般由上而下／由左而右（或相反）逐行掃描，因此會出現主體變形或是果凍效應。通常是在比較極端的狀況下，像是快速pan鏡、劇烈晃動的畫面，或是主體快速從鏡頭前橫向運動的時候。影片中也有範例（從5:40開始看），在車上拍窗外的風景，隨著畫面呼嘯而過可以看到電線桿和圍籬都是歪斜的。也因為rolling shutter在感光元件的記錄上有時間差，所以有時會看到一些奇妙覺得不可思議的畫面，像是影片中舉的另一個例子（從4:45秒開始看），噴出去的香檳還在半空中，但影子已經到人臉上了。

相對於rolling shutter，過去CCD感光元件採用的是global shutter（全域快門），感光元件「同時」曝光整個畫面就沒有這樣的問題了。據瞭解現在也有global shutter的CMOS，但都是用於專業級的設備上，期待未來技術成熟後能全面應用在消費級的產品。如果還是不太清楚rolling shutter和global shutter的工作原理，可以參考這篇國外文章，裡頭有詳細的圖解，就大概知道電線桿是怎麼歪的。