Rolling shutter / global shutter

Le rolling shutter est une methode d'obturation visant à reduire le principal défaut du capteur Cmos : le manque de sensibilité.

Grosso modo, dans le fonctionnement d'un capteur il y deux phases :
-l'acquisition
-le transfert des données

En mode "global shutter" ces deux phases sont bien marquées : l'aquisition est stoppée et l'ensemble des données est transféré, ce qui laisse le capteur "obturé" durant le transfert du contenu de l'ensemble des photodiodes.

En mode "rolling shutter" le transfert se fait ligne par ligne, ce qui fait qu'il n'y a jamais qu'une ligne qui est "obturée" pour transfert.
Le temps perdu à ce transfert est ainsi reduit, les photodiodes sont exposées plus longtemps.

Inconvénients du rolling shutter :
- distorsion de l'image aux hautes cadences de prises de vues (ne concerne pas nos camescopes actuels)
- impropre au transfert type film argentique vers video
...

Par conception, un capteur CCD ne peut travailler qu'en mode "global shutter".


A+

 

Ok, merci, super

Mais en pratique, ça donne quoi comme défaut visible ? Pourquoi le Cmos est impropre au transfert de Super 8 par exemple ?

 

Camescope au 1/50e, fort scintillement de l'image en utilisant un classique projecteur à obturateur 3 pales, à 18 ou 24 im/s. Essais realisés avec un HC3 et un EL708.

J'ai une assez longue expérience dans ce domaine, transferts en VHS, en Video8, Hi-8, puis DV, avec différentes methodes dont differentes tentatives de prise de vue directe dans la fenetre de projection.

A+

PS : ce n'est pas le Cmos qui est en cause, c'est la méthode d'obturation. Le Cmos peut travailler dans les deux modes d'obturation.
Sur les machines Cmos perfectionnées à venir nous aurons certainement le choix "global" ou "rolling".

 

Facile: la Red fonctionne précisément avec un CMOS en rolling shutter. Et dans l'extrait téléchargeable sur la page dont le lien est donné ci-dessous, il est possible de détecter le genre de problèmes que cela peut générer. Regardez bien la roue en bois à la droite du premier plan et faites, quand la caméra panotte vers la gauche, un arrêt sur image pour vous rendre compte de la déformation géométrique que le rolling shutter peut engendrer: le bas de l'image semble "en avance" sur le haut...

extrait du film de Peter Jackson

Est-ce un gros problème en pratique? Je ne pense pas... Sauf dans quelques cas bien précis (comme le "match-moving" nécessaire à l'incrustation d'images de synthèse). Sinon, faut vraiment avoir un oeil bionique pour s'en rendre compte

Gageons qu'il existera bientôt des plugins sur les logiciels de compositing haut-de-gamme (Shake, Fusion, etc.) permettant de corriger ce défaut typique aux capteurs CMOS utilisés en vidéo...

 

Cette photo de Jacques-Henri Lartigue illustre bien avec emphase l'inconvénient majeur du rolling shutter et des obturateurs à rideaux sur les sujets en mouvement et le suivi de cadrage. Ici :

 

Très intéressant !
Un peu comme les photos finish de ligne d'arrivée en athletisme, cyclisme, etc.

 

En effet, surprenant, et bien visible !

 

pb rolling shute : mais que fait la Police ?

http://freshdv.dreamhosters.com/mjeppsen/video/ex1_strobe_cmos_rolling_shutter_artifact.mov

pas mal non plus ...

 

pour Video98
tiens, le retour du n° 6 dans sa décapotable!
Bonjour chez vous!

 

Y a t il des moyens de limiter ces effets nefastes du au rolling shutter de capteur CMOS ?

 

Oui, s'équiper avec un caméscope à CCD, mais alors, attention au smear !

 

Mis-à-part l'option d'acquérir un caméscope équipé de CCD (qui se feront de plus en plus rares dans les années qui viennent), ou l'acquisition d'une très couteuse Arri-D21 (dotée d'un obturateur mécanique), je pense qu'il ne faut pas exagérer les problèmes dûs au rolling-shutter: excepté celui des expositions partielles, les déformations géométriques induites par les CMOS sont, dans de nombreux cas, inexistantes. Seule exception notoire: les nouveaux appareils photos dotés de fonctions vidéos (Nikon D90, Canon 5d MK2, etc.) dont le cycle de "read-reset" (*) est particulièrement lent.

(*) Tout est en fait question de rapidité du cycle de "lecture-effacement" (ou "read-reset") du capteur. Et, là, plus les années passent, plus les constructeurs font de gros progrès, à l'exception de Canon et de Nikon, qui ne semblent encore pas très bien maîtriser ce problème, pour le moment.

Pour prendre l'exemple de Red, que je connais bien, il n'y a aucune comparaison possible entre leurs prototypes (tels que ceux qui ont servi à shooter le court de Jackson, dont il est question plus haut dans cette discussion) et les modèles qu'ils ont mis sur le marché. Ils ont tellement amélioré la rapidité de ce cycle "lecture-effacement" de leur CMOS qu'aujourd'hui, il est pratiquement impossible d'obtenir un effet de skew ou de wobble (cfr. images ci-dessus) avec une Red-One. Reste par contre le problème d'exposition partielle (flash non syncronisé avec l'obturateur)... inévitable! Mais peu problèmatique en fiction, à mon avis.

Leur nouveau modèle, l'EPIC, devrait afficher un cycle "read-reset" encore nettement plus rapide, tellement rapide qu'il en devient, de facto, meilleur que celui de l'argentique. Car, ne l'oublions pas, l'argentique aussi possède exactement les mêmes problèmes que ceux causés par un "rolling shutter".


Juste une petite remarque pour terminer, à propos d'une des phrases de ST65 en début de discussion:

Ce n'est pas exact: le nombre de lignes "obturées" sur le capteur dépend directement de la vitesse d'obturation. C'est d'ailleurs indirectement pour cette raison que le problème de "rolling-shutter", sur une caméra donnée, ne s'améliore PAS avec la vitesse d'obturation. Seule compte la vitesse du cycle "read-reset"...

En gros, la vitesse d'obturation détermine "combien de temps les lignes du CMOS seront exposées", ce qui se fait directement, en déterminant combien de temps chaque cellule sera exposée et/ou indirectement, en déterminant combien de temps elles seront "inutilisées". Par contre, la vitesse du "read-reset" détermine le temps que mettra le système pour lire mais donc également pour réinitialiser le capteur, ligne par ligne.

Il faut donc, pour déterminer une vitesse d'obturation, "désactiver" (ou, plus exactement, ignorer) l'arrivée de lumière sur le capteur pendant un certain temps. Pour ce faire, un nombre variable de lignes seront désactivées (ou, plus exactement, ignorées puisque l'information dont elles se chargent sera ré-initialisée lors du reset qui suit), selon la vitesse d'obturation déterminée... Simple comme bonjour.

Par contre, accélérer la cadence de prise de vue (passer à 50, 75 ou 100 images par secondes, si votre caméra le permet), ça, oui, ça a un impact positif sur les problèmes causés par le rolling-shutter...

 

Bonjour, je suis nouveau sur le forum, pas très au fait des détails de la photo/vidéo numérique, mais je travaille actuellement à la traduction d'un texte parlant justement de capteurs CMOS et de Global/Rolling Shutters, et je me posais une question, que voici :
Shutter signifie obturateur en anglais, est-ce que les global ou rolling shutter dont il est question ici sont des formes d'obturateurs ou des techniques de prise de vue ?
Et existe-t-il des traductions "acceptées" (sinon acceptables) ?
Quid des "obturateurs à plan focal (ou à rideau/volet)" et des "obturateurs centraux" ?
Merci de me sortir de ce bourbier !

 

Bonjour Ealabhan,

Je ne suis pas un spécialiste aussi distingué que les orateurs précédents dans cette discussion mais, m'étant intéressé activement à cette problématique de rolling-shutter, je peux probablement t'aider dans tes soucis de traduction.

Si shutter signifie bien obturateur en anglais, il vient de la technologie initiale d'exposition des pellicules argentiques par un obturateur mécanique (à rideaux ou central). La technologie des capteurs électroniques les affranchit de ces éléments mécaniques car ils n'ont besoin tout simplement que d'être électroniquement gérés pour recevoir de la lumière pendant un temps donné. De ce fait, le mot "shutter" est pris au sens de "exposition" par opposition à "non exposition". Comme cela a été très clairement expliqué, tu peux avoir un système d'exposition du capteur "tout à la fois" (global shutter) ou bien le système d'exposition "ligne par ligne" (rolling shutter) un peu comme le balayage de nos vieux tubes cathodiques.

Je ne connais donc pas de terme français pertinent pour traduire ces deux mots mais si tu veux absolument approcher, tu pourrais choisir "obturation (ou exposition)globale" pour le premier, et "obturation (ou exposition) par balayage" pour le second. Ce ne sont que des suggestions.