Rolling Shutter / Sensor-Auslesezeit messen

  • HJS


    ich habe deine Interpretationsversuch mal etwas abgewandelt mit der TZ101 in UHDp25 und 500Hz bei 5ms/Div nachvollzogen und die Belichtunsgzeit verändert (mit 1/40s sowie 1/30s).


    TZ101_UHDp25_40th_500Hz_5msDiv.jpg


    TZ101_UHDp25_30th_500Hz_5msDiv.jpg


    Man sieht, daß die Steigung des nicht dargestellten Bereichs gleich ist, während durch die längere Belichtung bei der 30th mehr Schwingungen aufgenommen werden.


    Nach der Methode käme man bei der TZ101 für UHDp25 auf ca. 15ms Sensor-Readtime:


    TZ101_UHDp25_30th_500Hz_5msDiv_15msSensorRead.jpg


    Eigentlich frage ich mich, wie bei einer im Vergleich zur Auslesezeit des Sensors kurzen Belichtungszeit von sagen wir mal 1/640s noch Bewegung durch den rolling Shutter entstehen kann. Der Sensor wird in dem Fall nach den ca. 1,6ms nicht mehr belichtet - oder sehe ich das falsch?

    LG
    Peter

  • Inzwischen habe ich auf die Schnelle mal eine 'herum liegende' 12V 6W LED (DC) über einen 2N7000 FET aus meinem alten Funktionsgenerator mit einem Rechtecksignal angesteuert. Vor der LED ist eine kleine Streuscheibe angebracht.


    Hier mal zwei Frames von RX10M2 UHDp30 Aufnahmen jeweils mit 1/200s belichtet und mit 300Hz bzw. 500Hz angesteuert.


    RX10M2_UHDp30_200th_300Hz-LED.jpg


    RX10M2_UHDp30_200th_500Hz-LED.jpg


    Die LED scheint bei dieser Ansteuerung nicht ganz über die gleiche Zeit auszugehen.

    LG
    Peter

  • Wenn ich aus dem 300Hz Frame nun mal drei Balken selektiere und in ein neues Bild kopiere, erhalte ich eine Höhe von 1441 Pixeln.


    3Perioden_at_300Hz_1441_Pixel_Hoch.jpg



    Daraus ergibt sich :


    (2160 / 1441) * 3 * (1/300) = 15ms


    Bei dem 500Hz Frame analog :


    (2160 /1426) * 5 * (1/500) = 15ms


    Die Frequenz wurde mit einem aktuellen Multimeter gemessen.

    LG
    Peter

  • Für die Messung an der RX10M2 habe ich nun mal 1000Hz und 2ms/Div gewählt, um die Auflösung etwas zu erhöhen.

    Hallo Peter,


    das sieht gut aus!

    ich denke unsere Interpretation nimmt Gestalt an:

    1 - die Breite des Wellenpakets entspricht der Belichtungszeit

    2 - die Dauer, bis der schwarze Balken von oben nach unten verläuft entspricht der Auslesezeit

    3 - der Abstand der Wellenpakete könnte die Wartezeit auf den nächsten Belichtungsvorgang sein.


    Ich habe den Eindruck, dies führt bei Deinen und meinen Bildern zu keinem Widerspruch.


    Dein letztes Bild zeigt, wie sich die Überlappung zweier aufeinander folgender Belichtungsvorgänge darstellt. Da wird offensichtlich das nächste Bild noch zum vorherigen dazu ausgelesen, was dann den RS-Effekt auslöst.

    Ich denke, wir bräuchten noch weiter Shots, in denen wir mehrere aufeinaderfolgende Frames sehen könnten, um das Thema Framerate besser zu verstehen.


    Vielleicht führt uns das auch zur Beantwortung deiner obigen Frage.


    Bin nicht sicher ob ich das heute noch schaffe.


    Gruß Jürgen

  • Ich habe bei meinem Post deine letzten beiden noch nicht gekannt.

    Melde mich wieder.


    Gruß Jürgen

  • Hast Du bei der Pocket auch 1/200 genommen?


    Gruß Jürgen

  • Dann versuch' du doch bitte mal, wie du den Aufbau mit den Scope verstehst. Wenn auf das Signal getriggert ist, gibt es doch eigentlich keine Bewegung, die diesen Verlauf aus einem Rechtecksignal ermöglicht :

    Meinem Verständnis nach brauchst Du ein Dreiecksignal. Und die 100Hz sind viel zu wenig. Schau Dir mal diese Beschreibung / Zeilen dazu an.

    Grüße
    ben-71

  • ...komme ich mit der Methode für UHDp25 (bei 1/320s) auf 17ms :


    TZ101_UHDp30_320th_302Hz-LED.jpg

    Was ich nicht verstehe ist, dass Du hier überhaupt Streifen bekommst. Die LED flackert mit 300Hz und die Kamera nimmt mit ca. 300Hz (Belichtung) auf. Da müsste sich doch der gleiche Effekt wie bei 50Hz Flackern von Neonleuchten und 1/50 Belichtungszeit einstellen, dass man nämlich das Flackern im Video nicht mehr sieht? (wegen Integration über volle Periode)


    Ich hätte gedacht, dass man auf jeden Fall aber eine wesentlich kürzere Belichtungszeit als die Periode der Lichtquelle nimmt.


    Sehe ich da etwas falsch?


    Gruß Jürgen

  • Meinem Verständnis nach brauchst Du ein Dreiecksignal. Und die 100Hz sind viel zu wenig. Schau Dir mal diese Beschreibung / Zeilen dazu an.

    Ein Dreieckssignal macht die Sache leichter, weil auf dem Oszillograph ein Sinus in seinen Sptizen heller erscheint. Dafür die Messmethode ja auch die Helligkeit der Oszilloskopbilder wichtig ist, könnte dies die Betrachtung erschweren. Prinzipiell geht ein Sinus aber auch.


    Die 100Hz sind ausreichend, das kann man auf meinen Bildern sehen. Wenn man höhere Frequenzen nimmt, wie auf den Bildern von Peter, wird der Effekt deutlicher und deshalb auch intuitiv besser verständlich.


    Übrigens ist unsere hier diskutierte Messmethode die gleiche, wie in dem von Dir verlinkten Artikel.


    Gruß Jürgen

  • Ich hätte gedacht, dass man auf jeden Fall aber eine wesentlich kürzere Belichtungszeit als die Periode der Lichtquelle nimmt.


    Sehe ich da etwas falsch?

    Ich hatte einfach die Belichtungszeit verkürzt, bis ich Streifen im Sucher gesehen hatte. Hier noch zwei Beispiele aus der RX10M2 mit 300Hz und 1/320s ISO200 und 1/1000s ISO500


    RX10M2_UHDp30_320th_ISO200_300Hz-LED.jpg


    RX10M2_UHDp30_1000th_ISO500_300Hz-LED.jpg


    In dem Frame mit 1/320s sieht man nun auch gleich lange Hell- und Dunkelbereiche.


    Mit der Methode läßt sich das viel genauer messen als mit dem Scope. Daher kümmere ich mit darum nicht weiter.

    LG
    Peter

  • Für das Samsung Note 4 habe ich bei UHDp30 : 33ms Sensor-Readtime gemessen. Also immer noch deutlich weniger als im Netz zur A6x00 bei vermutlich UHDp25 zu finden, aber für 30p auch das maximal Mögliche.


    Wäre mal interessant den A6x00 Wert für UHDp30 zu erfahren, bei dem ja eine Sensor-Readtime von 40ms nicht mehr passen kann und daher die ausgelesene Fläche redudiert wird.

    LG
    Peter

  • Mit der Oszillografenmethode sieht man auch gut, was zwischen den Frames passiert.


    Ich habe eine alfa 6300 zuerst ausgemessen und für die Auslesezeit - wie andere auch - ca. 39 msec gefunden. Deine Frage, was passiert, wenn man die Belichtungszeit länger macht als die Auslesezeit, habe ich mit den Werten

    Framerate = 25Fps

    Belichtungszeit =1/20

    ermittelt.

    Ergebnis: die 1/20 sec (entsprechend 50msec) wird realisiert, das ausgelesene Bild wird dann zwei mal aufgezeichnet, also eine Halbierung der Framerate!


    Also eigentlich ist das so, wie man es vernünftigerweise erwarten würde. Man sollte also nicht zu lange belichten.


    Gruß Jürgen

  • Ich habe jetzt noch die SONY FS7 vermessen. Als Ergbnis sehe ich für die Auslesezeit ca.15msec, was natürlich ein sehr guter Wert ist aber auch notwendig für die 50Fps. Alle 50Fps Cams müssen so kurze Auslesezeiten haben.

    Wenn ich die 50Fps mit 1/25 belichte, passiert dasselbe wie bei der alfa6300: auch die Sony wiederholt dann jedes Frame und reduziert dadurch die Framerate auf die Hälfte.

    Also auch hier: nicht unter der Framerate belichten!


    Die SONY A9 hat übrigens eine bessere Auslesezeit als die A7. Die A9 kommt auf ca. 22msec.


    Gruß Jürgen


    alle Messungen bei UHD

  • Hallo Jürgen,

    wie sieht's denn bei UHDp30 aus - oder kann das die A6300 noch nicht?

    ich habe den Aufwand gescheut um alles umzustellen auf NTSC.

    Wenn Du Zweifel hast, dass die obige Messung nicht genauso gut ist, kann ich das ja trotzdem mal machen.


    Gruß Jürgen

  • Hallo Peter,


    ich sehe gerade, dass UHD 30p ja gar nicht möglich wäre, wenn die a6300 sich so verhalten würde wie oben beschrieben. Insofern ist Deine Frage doch sehr relevant!


    Ich gehe also doch noch mal in den Keller!


    Gruß Jürgen