Gabriel Soares

Já faz algum tempo que escrevi esse texto abaixo, no fórum VideoBR, e resolvi colocá-lo aqui também.
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Andei lendo e estudando bastante sobre sensores de imagem nos últimos tempos, e tenho algo a adicionar sobre o velho “problema” do rolling shutter. Resumindo: o problema não é o Rolling Shutter em si, mas sim o chamado “read-reset time” do sensor.
Mas por quê? Bom, numa câmera de cinema, que usa película fotográfica, o obturador (shutter) mecânico funciona como se fosse um rolling shutter de um sensor CMOS. Abaixo uma animação em gif tirada da wikipedia, ilustrando o funcionamento de um shutter mecânico de uma câmera de película 35mm:

Notem na animação que, enquanto o semicírculo está bloqueando a entrada de luz, o mecanismo de transporte da película está posicionando o próximo fotograma. Tudo sincronizado. Assim que o fotograma está em posição, parado, o semicírculo libera a entrada de luz para expor o fotograma. Nesse momento, é possível ver que a borda do semicírculo funciona como o rolling shutter do CMOS, que forma a imagem no sensor à partir da parte de cima até embaixo, progressivamente. Ou seja, acontecem os mesmos efeitos nas duas situações.

Sendo assim, o rolling shutter do CMOS só é problema quando o tempo de read-reset dele é maior do que a velocidade com que o semicírculo expõe o fotograma de película. O que acontece é que a maioria dos sensores CMOS das câmeras do mercado tem o tempo de read-reset alto, deixando os efeitos de “skew” e “wobble” muito aparentes.

Por exemplo, a câmera RED One. Nas suas primeiras versões de firmware, segundo o próprio Jim Jannard (dono da empresa), o sensor CMOS Mysterium tinha um tempo de read-reset de algo próximo a 25, o que gerava uma quantidade razoável de skew. Já nas versões atuais de firmware, esse tempo caiu para algo entre 8 e 9. Ele também cita que o tempo que a borda do shutter mecânico demora para abrir a entrada de luz numa câmera de cinema é de 4. Não fica claro nas mensagens dele, mas acredito que esse tempo seja em milissegundos. Os próximos sensores, que estarão presentes nas câmeras RED Scarlet e Epic (Mysterium-X e Monstro), terão tempos de 5 e 3 respectivamente. Ainda segundo Jim, eles passaram 2 anos pesquisando essas questões sobre o rolling shutter, e chegaram à conclusão que o ideal é ter um sensor com rolling shutter de read-reset baixo, para manter a sensação que a filmagem em película passa. Eles até poderiam fazer um sensor com Global Shutter, mas o resultado seria, segundo ele, um material com uma sensação muito estéril, diferente do filme. E numa câmera de cinema digital, o objetivo é se aproximar das características visuais do cinema em película. E o sensor Monstro basicamente será o mais próximo possível da experiência fílmica, pois terá um tempo de read-reset menor do que uma câmera com shutter mecânico (3 contra 4), mas ainda assim mantendo o “feeling” do movimento. As considerações do dono da RED podem ser vistas aqui neste tópico:http://reduser.net/forum/showpost.php?p=257426&postcount=199.

Só pra citar, mesmo não tendo achado uma informação específica, estima-se que os sensores CMOS que equipam a EX1 ou câmeras similares têm read-reset de 30 ou mais.

Agora para casos específicos, como cobertura de eventos, onde há flashes disparando a todo momento, a melhor solução para uma câmera de vídeo ainda é o global shutter, para evitar aqueles frames com o flash iluminando apenas metade do quadro. Inclusive a câmera de cinema tem o mesmo problema do CMOS com flashes, só que amenizado pelo tempo de abertura menor do que a média dos read-resets atuais. Ou mesmo uma câmera fotográfica, DSLR ou 35mm, tem o mesmo problema, onde o shutter é mecânico. Por isso existe a sincronização de flash, exatamente para evitar a iluminação parcial do fotograma.

This entry was posted on 01/04/2009 at 17:10 and is filed under 35mm, cinema, cinema digital, cmos, global shutter, Mysterium, película, red, rolling shutter. You can subscribe via RSS 2.0 feed to this post's comments. You can comment below, or link to this permanent URL from your own site.