Capteurs CMOS : The rolling shutter, la nouvelle danse en vogue cet été ?

Ha! OK! T=Transistor! J'avais pas capté! Merci en tout cas pour ces beaux schémas...

Pour le reste, sommes-nous enfin d'accord sur le fait que le temps d'exposition (ou "d'intégration", comme le dit Guy-Jacques) est totallement découplé avec le temps de "transfert des charges" (READ)?

Le seul et unique coupable des problèmes qui nous agacent (Skew, Wobble, expositions partielles), c'est précisément ce temps que prennent toutes les charges pour être transférées (TQPTLCPET! En anglais, ils font plus court et plus simple: il appellent cela le "READ"), et rien d'autre! Certainement pas le temps d'intégration (ou temps d'exposition) qui est, lui, totallement indépendant du TQPTLCPET!

 

citation: "1) Les capteurs à RS les plus lents n'atteignent pas les 100 micro-secondes pour être lus. 1/10.000 ième de seconde quoi!"

tu parles de la lecture d'un element ou de tout le capteur ?
parce que si c'est un element, c'est deja trop. Si c'est tout le capteur, effectivement le temps de lecture est negligeable, c'est donc pas cela qui induit le rolling shutter.
C'est donc autre chose. La question n'est pas vraiment de savoir ce que c'est.
Le simple fait que l'effet rolling shutter existe, demontre qu'il y a qque chose qui prend du temps, qu'il semble impossible pour l'instant de faire ce qque chose plus rapidement pour eviter l'effet de rolling shutter. que ce qques chose semble dependant du nombre de pixel.

ca me rapelle ce dicton prete a Einstein.
"la théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. - la pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. - si la pratique et la théorie sont réunies, rien ne fonctionne et on ne sait pas pourquoi. "

en general les vendeurs et les technocrates veulent vous faire croire a la 4em possibilite:
" que tout fonctionne et qu'ils savent pourquoi"

 

De tout le capteur, bien évidemment!

AAAAAAARRGGGGGGHHHHHHH!

C'est pourtant précisément ce temps-là (et RIEN d'autre) qui est la cause des effets néfastes du Rolling-Shutter! Ce qu'il estime être impossible est exactement la cause du problème!

La seule chose qui est possible, c'est que le chiffre que Jim Jannard nous avait donné à l'IBC (de 4 micro secondes) soit en réalité totallement erroné.

Je répète encore une fois que seul RED a jamais osé parler de ces chiffres, et encore, ils ne l'ont fait qu'à l'IBC de cette année. Il se pourrait très bien (et un rapide calcul semble confirmer cette hypothèse) que Jim Jannard se soit planté dans les unités, qu'il ne s'agit pas de "micro-secondes" mais bien de "millisecondes" ou un truc du genre... Mais les ordres de grandeur restent les mêmes: si l'argentique est à 4, le Mysterium-X est à 5, le Monstro est à 3, le Mysterium est à 8, l'EX1 est à 12, le 5D2 est à 40, etc...

Admettons tout de suite une erreur évidente dans les unités (un RS à 40Microsecondes ne provoquerait des déformations que de l'ordre de 1/1600 de la base d'image pour un objet vertical en déplacement hyper rapide de 2 images pour traverser le champ! C'est évidemment totallement contraire à l'observation!)

Tout le reste de ce que j'ai dit reste parfaitement exact! C'est bien le temps de "transfert des charges" (non simultanné dans le cas d'un CMOS à RS) qui est LA seule et unique CAUSE des phénomènes qu'on cherche à éliminer!

 

bon alors inverson le raisonnement.
ce sont bien ces 1/10.000emes de secondes qui induisent le rolling shutter.
ca veut dire que tout ce qui change de position dans le champ de la cam pendant ce 10millieme de seconde fera du "rolling shutter" (autrement dit un des effets du au rolling shutter)
Ce qui bouge suffisament lentement pour paraitre immobile pendant cette periode, ne generera pas ces effets.
le probleme c'est que 1/10000 c'est vraiment peu, et tu dis que c'est pour les capteurs les plus lents
pourtant les problemes de rolling shutter se constatent sur des mouvements qui sont bien plus lent que que le 10.000em de sec.
un clignement de paupiere fait env. 60ms, un flash d'appareil photo env 1/700em de sec, et pourtant le flash pose deja des problemes, alors qu'on est loin du 10.000em.(on est meme 10x plus lent)
Certains tests pour montrer le rolling shutter utilisent des ventilateurs, je ne pense pas que ces ventilos tournent a plus que milliers de tours/min , donc moins de 50 tours/sec,
en 1/10.000 de sec, un tel ventilo ferait 0.005 tour, donc 1.8 degre de rotation.
De ce point de vue, le ventilo parait quasi immobile pendant le temps de lecture.

 

Clairement! Je répète ce que Jim Jannard nous avait expliqué à l'IBC il y a une semaine (et j'avais pris des notes...)! Mais clairement, il y a erreur dans les unités! Ca ne peut pas se chiffrer en microsecondes, c'est impossible!

Sur REDUSER, il donne les mêmes chiffres mais sans aucune unité... étrange...

Voici exactement ce qu'il nous a donné comme infos il y a un an, lorsqu'il nous avait annoncé le "Monstro":

[ame=http://reduser.net/forum/showpost.php?p=256449&postcount=205]REDUSER.net - View Single Post - Monstro...[/ame]


Pour le reste, tout ceci ne change rien au fait que ce temps "de transfert de charges" (le "READ/RESET time") est totallement découplé du temps "d'intégration des charges" pour reprendre la terminologie de Guy-Jacques...

On pourrait (j'ai un peu l'impression de me répéter...) avoir un READ-RESET de 1/25ième de secondes que cela n'aurait AUCUN impact sur ce qu'on peut obtenir comme "temps d'intégration" (ou shutter speed). Le "READ-RESET time" est totallement indépendant du shutter speed! Es-tu enfin d'accord sur ce point ou toujours pas?

 

j'ai toujours ete plus ou moins d'accord sur ce point.
Puisque un pixel de CMOS est incapable de faire 2 choses en meme temps, il y a quand meme une nuance. ce que le pixel fait a un moment donne (integration, reset, lecture etc...) doit etre soustrait du temps total.(celui qu'il faut pour faire un cycle complet, c-a-dire jusqu'a ce qu'on redemande la meme chose au meme pixel, en general dans le meme 25em de sec).
mais effectivement sur un 25em de seconde, perdre qques microsecondes pour faire un reset ou une lecture, ca n'a que peu d'influence.
Hehe, mais si ces unites changent (voir ton post plus haut) ... peut-etre pas...
amon avis toute les defaults du CMOS viennet de la.
Ces operations prennent suffisamment de temps pour que ce soit difficile a gerer.
donc, les constructeurs font des choix. Pour un capteur photos, ils doivent faire un type de CMOS, qui a des avantages (photo au 10.000eme, grosse sensibilite) et pour la video un autre type de capteur. finalement quand on fait une photo, en general on a pas besoin de remettre la compresse 1/25e de sec plus tard. en video oui.
apparemment ces choix pour les APN induisent un rolling shutter qu'on trouve pas sur les cameras video. c'est peut-etre simplement du au nombre excessif de pixels a gerer, ou au processeur qui traite l'info ?

 

Et c'est exactement là le noeud de notre désaccord!

Non seulement un CMOS à RS EST CAPABLE de faire deux choses en même temps, mais j'irais même plus loin en disant qu'il ne pourrait pas en être autrement: quand le cycle de lecture (ou "transfert de charges") débute, tous les photosites qui n'ont pas encore été "lus" sont encore en état "d'intégration"! C'est la définition même d'un "Rolling Shutter"! Et c'est de là que viennent tous les problèmes: le fait que l'intégration ne commence pas pour tous les pixels en même temps, et ne se termine pas non plus pour tous les pixels en même temps!!!

Pendant que des pixels sont "au repos", d'autres commencent leur boulot (après le RESET). Pendant que des pixels sont au boulot, d'autres se mettent "au repos" (après le READ).

Et tous les problèmes viennent du fait que tous les pixels ne sont pas "au boulot" et "au repos" en même temps! Plus la différence de temps est grande, plus il y aura de problèmes! C'est tout!

 

non, je corrige pas le CMOS, le pixel du CMOS

 

OK! Admettons qu'un PIXEL ne puisse pas être simultanément en train d'intégrer et en train d'être "RESETé".

De toute façon, cela ne change rien au fait que le temps d'intégration d'un pixel n'a strictement rien à voir avec le temps que prendra TOUT LE CAPTEUR pour être vidé de sa substance!

Il n'est pas question de soustraire ou d'additionner quoi que ce soit! Le Rolling-Shutter pose problème parce que tous les pixels ne sont pas "allumés" en même temps (ca, je crois que tu es d'accord)! Mais le fait qu'ils ne soient pas tous allumés en même temps n'a aucun impact sur la durée totale d'intégration, puisque, précisément, ILS NE SERONT PAS NON PLUS TOUS ETEINTS EN MÊME TEMPS!!!

 

sur "lautre" forum on parle d'un vieux plugin qui essaie de corriger le skew dur rolling shutter. Incidemment le createur donne des valeurs de correction pour quelques CMOS de camera. Il est interessant de comparer ces valeurs par rapport aux autres.
on suppose que 100% dit, pas d'effet a corriger.
On voit que les camera video normales on un facteur autour de 80%
(une exception pour la HV20 a 38% et le pentax K7 a 75%)
Les APN sont largement en dessous (plus de correction a faire) ainsi que les models bas gamme (APN ou camera) qui auraient soit un CMOS d'appareil photo, soit un processeur sous dimensione.
ca indiquerais bien qu'il y a 2 categories.

Canon EOS 5D Mark II: Probably somewhere between 66% - 72%
Canon HV20, at 1440x1080 25p: 38%
Casio Exilim EX-F1 Pro, at 1280x720 30fps: 22%
Casio Exilim EX-F1 Pro, at 1920x1080 60fps: 72%
Oregon Scientific ATC5K: 100%
Panasonic HDC-SD300 EG-K: 73%
Pentax K7, at 1536x1024 30fps: 75%
Sanyo Xacti HD1010, at 1280x720 60fps: 48%
Sanyo Xacti HD1010, at 1920x1080 30fps: 28%
Sony HDR-HC1: 88%
Sony HDR-HC1E: 88%
Sony HVR-A1E: 82%

quand au fonctionnement du rolling shutter, tu as tout a fait raison sur le principe du rolling.
on fait un truc sur un pixel , on passe au suivant, on fait le truc, on passe au suivant.
c'est une boucle sans fin, il n'y a pas de fin , pas de debut. en theorie tout le monde est servi la meme chose. la "distance" en temps ou en espace entre chaque pixel est la meme. on a un saut de 5 pixel entre le pixel 5 et le pixel 10 mais aussi entre le pixel 1900005 et 1900010. et aussi entre le dernier pixel et le 5em.
en theorie parce qu'en pratique, une image, c'est limite dans le temps et dans l'espace.
on peut pas sauter dans la boucle a n'importe quel moment et dire, tient , je vais capturer une image. Il faut commencer par le premier pixel en haut a gauche, et finir par le dernier en bas a droite, ca c'est les limites dans l'espace. et pour le temps, idem.
on a entre 0 et le 50iem de secondes pour faire le boulot, apres on recommence une autre images. donc ca pose des contraintes, du genre : l'operation que je fais sur un pixel, je vais devoir la faire sur tous les pixels, et tout ca doit prendre moins d'un 50iem de seconde. et meme si ca prend bien moins longtemps, je devrais soustraire le temps que ca a pris du 50em de seconde que j'ai a dispo. ca va me donner le temps qu'il me reste pour finir le boulot.
ca peut paraitre bete, mais meme des centiemes de microsecondes quand il faut repeter l'operation 22millions de fois , ca fini par compter.
En photo effectivement ca peut-etre different, tu expose ta photo en un 500iem de sec, tu la lis en 10micro secondes et il te faut 3 sec pour compresser le jpeg sur la carte memoire, pas grave, on attendra le temp qu'il faut. Et si au bout de 20min, le capteur est trop chaud, pas grave, on fait une pause.
en video on te demande de faire l'operation 25x par sec et ca 1500x par minute et pendant des heures si il le faut

donc oui les temps doivent etre totalise (ou soustrait) et ne sont pas independants.
parce que par expl, tu ne peux exposer les pixels aussi longtemps que tu veux.
dans une boucle theorique oui, dans une boucle pratique non.
pour exposer 1/25em de seconde chaque pixel en theorie, il suffit de faire un reset du premier pixel (equivalent de recording rouge dans ta petite video) et de passer au pixel suivant. Pepere, suffit d'arriver au dernier pixel avec la fin des 1/25em. si on arrive bien avant , on se tape une petite sieste avant d'aller commencer la vidange du premier pixel (boucle de lecture). ca c'est si on considere par expl que le reset ne prend pas de temps.
mais si le reset prend , mettons une nano seconde (trois fois rien donc, un millieme de millioneme de seconde) , quand on arrive au dernier pixel, toujours pepere, on a quand meme mis 0.022 secondes (he oui , 22 millions de fois une nano secondes pour le D5MkII) pour faire le chemin sur les 0.04 sec permises. donc on a perdu deja plus de la moitie du temps.
et c'est pas tout, reste encore a faire un passage pour lire la valeure etc...
et la on voit le probleme, je me suis donne un temps enorme d'exposition, mais si j'avais du faire un temps beaucoup plus court, du genre 0.01 sec, c'etait carrement pas possible.
le premiere pixel etait expose depuis plus 0,01 sec, que j'avais par fait la moitie de la boucle. bon tout ca c'est des exemples etremes qui n'arrivent surement pas.

donc je connais pas les timings necessaires pour faire un reset, une lecture, mais tous ces temps sont certainement pas negligeable, meme si ils sont petits. sans compter le temps que prend le processeur pour digerer chaque pixel avand d'avaler le suivant.
donc pour faire une lecture d'image, il faut additionner tous les temps de toutes les operation (et avec un cmos c'est facile puisqu'il ne fait qu'une chose a la fois) et s'arranger pour ne pas depasse le temps necessaire a faire une image.
et a mon avis c'est pas donne.

et je le repete , si tous cela etait negligeable , facile , on aurait pas des capteur qui font du rolling shutter.

 

Très bonne pioche! Effectivement, on peut dire qu'il y a vraiment deux catégories: les CMOS à RS qui sont conçus pour faire de la vidéo, et ceux qui sont conçus pour faire de la photo!

Quand tu parles de "on parle d'un vieux plugin", tu parles de quel plugin au juste? L'excellent plug "Rolling Shutter" de The Foundry est loin d'être vieux (il vient de sortir) et c'est le seul vraiment efficace à ma connaissance pour corriger les problèmes de Skew. A 500 Euros, il n'est d'ailleurs pas donné...

C'est toujours là que se situe notre désaccord:

C'est vrai que l'opération de "lecture" ou de transfert de charges doit se faire sur tous les pixels. C'est vrai aussi que le temps du "transfert de charges" n'est pas nul. (Il est juste X millions de fois plus petit que le "READ/RESET time" de l'ensemble du capteur). Il est correct de dire que ce minuscule temps-là, multiplié par X (22) millions de fois, ça devient non négligeable! En réalité, ça devient exactement le "temps de lecture du CMOS" dont je parle depuis le début.

Mais il est faux de prétendre que ce temps-là doit venir, d'une quelconque manière, se soustraire au temps "dispo" du capteur. Un photosite du capteur est "disponible" autant de temps qu'on veut dans la limite des (1/25ième de seconde - 1/22 millionième de 1/25 ième seconde -- le pire des cas possible -- que prend sa lecture ), c'est à dire, 1/25ième de seconde! Parceque soustraire 1/22 millionième de quelque chose, et croire que c'est une opération significative, c'est encore plus ridicule que tenter de traire une mouche avec des gants de boxe et espérer pouvoir en fabriquer du fromage de manière industrielle! Toi qui est Suisse (je pense), tu devrais sans problème comprendre l'analogie

Pour la 204394858758499323049ième fois: quand bien même le "READ/RESET time" du capteur serait maximal (1/25ième de secondes), cela ne change RIEN de significatif à la durée d'exposition possible qu'on a pour chaque photosite pris isolément!

CQFD: un shutter-speed de 1/25ième de seconde est toujours possible sur un CMOS dont le Rolling-Shutter serait tellement lent que son cycle de lecture ne se ferait qu'en 1/25ième de secondes (ce qui est certainement des centaines de fois plus lent que le plus lent des CMOS à RS)!

 

OK! Je comprends ton raisonnement! C'est toujours le même depuis le début, mais il est bien évidemment toujours aussi faux!

Pourquoi? Parce que tu sembles encore et toujours présupposer qu'il faut obligatoirement faire le RESET de TOUS les pixels pour commencer l'intégration! C'est tout à fait faux!

Dès qu'un photosite a été RESETé, il commence son intégration!

Dès qu'un photosite a été LU, il fait ce qu'il veut, on s'en fout!

C'est ce que je répète (des dizaines de fois) depuis le départ! On s'en fout donc complètement du fait que "pour RESETer tous les pixels, ça nous a pris 0,022 secondes": ça ne change rien au niveau du temps total pour lequel chaque pixel isolé sera actif (et exposé)!

On se comprends enfin???? S'il te plaît, dis-moi que oui... Je suis au bord du suicide...

 

ce que tu dis, c'est effectivement ce que j'explique.
tu vois tu lis pas attentivement.
Ce que tu peines a comprendre c'est pas le debut d'une operation qui pose probleme.
je reset mon pixel et il commence son integration tout seul comme un grand. Bien.
Ce qui pose pose probleme c'est d'arreter l'integration de ce pixel a une valeur.
Et malheureusement plus cette valeur est petite , moins c'est facile.
Parce que si je reviens quand je veux pour dire au pixel , stop maintenant ca suffit , on va passer en mode lecture, il n'y a pas de probleme.
Mais justement, je reviens pas quand je veux, c'est meme tout le contraire. J'ai plein de boulot a reseter 22 autres millions de pixels et je prie pour que ca me prennent le moins de temps possible afin que je puisse revenir a temps sur mon pixel, afin de fermer le robinet avant que la baignoire ne deborde. (parce que lui, tout seul comme un grand, depuis qu'on lui a dit d'integrer, il integre comme tu aimes a le souligner).
et meme si j'y arrive, c'est pas fini, faut encore lire 22 milions de pixels, pousser la valeur dans le processeur, et leur laisser le temps de refroidir et tout ca avant qu'on me demande (1/25eme de seconde plus tard) de recommencer tout le bazard pour l'image suivante. et imagine que le chef op, il decide soudain que 25 images par sec, c'est naze, le 50p c'est mieux. tous tes temps de travail sont divises par deux. et sur la RED ca va jusqu'a 100i/sec.

Ce qui est marrant c'est qu'en general les capteurs sont les memes sur un appareil qui fait du 24p, 50i, 60i, 60p. Ca laisse a penser qu'il y a de la marge. Si on peut faire le boulot en 60p, en 24 ca devrait etre fastoche.
Pourtant on se plaint autant du rolling shutter sur sur une meme cam en 24p qu'en 60p.
doit donc y avoir un truc imcompressible quelque soit la cadence de prise.

alors c'est pas les raisons qui manquent pour etre a la bourre dans un cmos.
un nombre trop eleve de pixel.
un processeur qui traine les pieds
des temps d'expositions demandes trop court (c'est la que le shutter intervient)

et je le redis, si tous ces temps que tu ne veux absolument pas additionnier etaient negligeable, on aurait des CMOS sans problemes.

 

La moindre des politesses sur un forum, c'est, me semble-t-il, de prendre la peine de LIRE ce que son interlocuteur vous écrit! ...

Faux! "JE REVIENS QUAND JE VEUX, DES QUE JE VEUX!" C'est la définition même du "shutter-speed"! Tu restes encore et toujours figé avec ton idée qu'un capteur ne peut faire qu'une seule chose à la fois!

Je répète donc également pour la 10.495.858.493 ième fois ceci: tu reviens "lire le contenu de ton pixel" quand tu veux! Un milliardième de millisecondes après l'avoir "RESETé" si ça te chante! C'est stupide (ça ferait un shutter speed tellement élevé qu'il faudrait l'équivalent de 1.000.000.000 de soleils pour arriver à produire une image), mais c'est possible! En théorie, tu peux commencer à lire le contenu des pixels dès qu'ils sont réactivés (RESET), même si tous les pixels n'ont pas encore commencé leur intégration!

En pratique, ça n'arrive jamais! Car, même si le "READ/RESET time" est non négligeable, je suis absolument certain qu'il est plus faible que la plus faible des valeurs de "shutter speed" possibles sur une caméra! Le cycle de READ, comme le cycle de RESET (identique en vitesse au cycle "READ"), va toujours beaucoup plus vite que le "temps d'intégration"! Sans quoi, le rolling-shutter serait ingérable tellement son rendu de mouvements serait excécrable, quel que soit le mouvement!

Pitié... Arrêtes de répéter encore et toujours les mêmes sottises et prend, une fois seulement, la peine DE LIRE CE QUE j'AI ECRIT DEPUIS LE DEPART! Regardes attentivement la vidéo que j'ai posté (avec son explicatif: y'a plus de bleu si le shutter est à 360°)! Tu comprendras immédiatement que tu n'as pas BESOIN d'attendre d'avoir lu tous les 22 millions de pixels et "poussé leurs valeurs" dans le processeur et les "laisser refroidir" (laisse moi rire: un CMOS est refroidi par d'autres moyens qu'en laissant ses pixels "inactifs": ils ne sont d'ailleurs JAMAIS inactifs, même si, après qu'on les ait lu, on se fiche complètement de ce qu'ils font) et "tout ça" avant qu'on "me demande de recommencer tout le bazar pour l'image suivante".

Je rappelle pour la nième fois que le "recommencer tout le bazar pour l'image suivante" peut se faire aussi rapidement qu'on le désire. Si le "shutter speed" est mis à 360° (1/25ième), on recommence l'intégration du pixel IMMEDIATEMENT après sa lecture! Le photosite, à peine lu, est immédiatement RESETé et recommence son intégration! C'est la définition même d'un shutter à 360° en CMOS à RS!! Demande à n'importe quel chef-op au monde, il te dira MOT POUR MOT la même chose que moi!

Question: on peut enfin arrêter de discuter de tout ça? Il n'y a pire sourd que celui qui refuse d'écouter! Toi, tu refuses, pour des raisons qui te sont propres et que je suis prêt à respecter, même si je trouve ça profondément insultant et méprisant de ta part! C'est gratuit, c'est débile, mais je me suis fait une raison: j'ai beau avoir une collection de diplômes parmi les plus prestigieux du monde, j'ai beau bosser au quotidien depuis 20 ans avec les meilleurs des meilleurs, sur le Repaire (et uniquement sur le Repaire), pour des raisons totalement irrationnelles, je serai et resterai toujours un minable aux yeux de beaucoup, quelqu'un qui n'exprime que des choses absolument fausses qui ne méritent même pas d'être lues, même si je vous sortais toutes les meilleures références de l'univers pour prouver ce que je dis! C'est de l'archi-vécu pour moi... ST65, si tu lis ces lignes, je suppose que ça éveillera en toi de beaux souvenirs...

Je te jures sur tout ce que tu veux que tu te trompes depuis le départ! Je veux même bien prendre tout ce que tu veux comme pari: une Ferrari? Une Maison? Un milliards d'euros?!? Mais STP, ne m'oblige pas à répéter une fois encore ce que je me tue à te dire depuis le départ et que tu n'as toujours pas vraiment cherché à comprendre! Lis attentivement ce que j'ai écrit et répété des dizaines de fois, et tu comprendras! Et tu rigoleras tellement c'est évidentissime!

 

je vais etudier la question, merci d'avoir essayer.