机器视觉相机选型问题：全局快门与卷帘快门
️全局快门
全局快门的工作方式为：所有的传感器像素同步开启并同步结束曝光。这就意味着传感器的每一个像素点均在同一时刻感应光线，而且曝光时长完全相同。当曝光时间终止后，传感器会把每个像素点所收集到的电子信号转移至存储区域，随后依次读取每行的数据，直至整个图像完成读取。这种工作方式能够确保图像中各个部分的曝光时间保持一致，不会由于物体的快速运动而导致图像出现偏斜或者变形的情况。
这种同步曝光所具有的好处在于，当对快速移动的物体进行拍摄时，像是飞机的螺旋桨、高速行驶的赛车等，画面不会呈现出视觉上的“拖影”或者“倾斜”现象。
优点：所有像素点同时曝光，能够捕捉到高速移动的物体而不发生画面畸变或拖影，非常适合拍摄运动物体。
缺点：全局快门的曝光时间受限于机械运动的极限，存在最小曝光时间的限制，也因此难以进一步缩短曝光时间。
️卷帘快门
卷帘快门的曝光并非一蹴而就，而是采用逐行扫描的方式来进行。这即表示，当图像的第一行开始曝光之际，其他行尚处于未曝光状态。传感器由上至下逐行进行曝光操作，直至所有行均完成曝光。鉴于卷帘快门是逐行扫描的工作机制，随着图像的每一行逐步开启曝光，不同的像素点所记录到的光线时间存在差异，这便会致使画面中运动物体的某些部分出现变形或者拖影的情况。
卷帘快门的逐行曝光方式在对高速运动物体进行拍摄时，极易引发视觉上的畸变。例如，当拍摄一架正在飞行中的飞机螺旋桨时，由于快速旋转的螺旋桨每行像素的曝光时间各不相同，在画面上会呈现出螺旋桨弯曲或者拉伸的现象。这种现象被称作“卷帘效应”。
优点：能够实现更短的曝光时间，适合静态拍摄，并且可以实现更高的帧速率和更低的制造成本。由于不需要同步曝光控制，设计上较为简单。
缺点：由于逐行曝光，当拍摄快速运动的物体时，容易出现拖影或图像扭曲，不适合高速场景拍摄。
️卷帘效应与拖影现象拖影现象可依据逐行曝光的原理加以理解。当拍摄目标和摄像系统之间存在相对运动时，伴随传感器逐行曝光，处于不同位置的像素点在曝光过程中所捕捉到的物体位置会有所差异。在图像的某一部分进行曝光时，物体已然发生了位移，致使不同像素点所记录的图像并不相同。最终生成的图像实则是物体在运动过程中不同位置的叠加，进而形成了“拖影”。
例如，当坐在一辆高速行驶的火车上，使用卷帘快门拍摄窗外的树木时，树木在照片中可能会呈现出倾斜的状态。这是由于树木的影像在传感器上逐行记录的过程中，每一行树木的位置均稍有变化，从而形成了这种视觉上的倾斜或偏移。
全局快门由于能够同时曝光整个场景，适合拍摄高速运动物体。它的典型应用包括体育赛事、交通监控以及需要精确捕捉高速动作的科学研究等场景。在这些场合下，画面需要保持高度一致性，不能出现拖影或畸变，全局快门能够提供更稳定的画质。
卷帘快门则广泛应用于CMOS传感器中，因为它的逐行扫描方式可以实现更高的帧速率和更低的功耗，适合日常拍摄和静态场景，如风景照、静物照等。在这些应用中，物体的运动相对较慢，卷帘效应不会显著影响图像质量。
理解卷帘快门与全局快门的差异非常重要，尤其是在拍摄高速运动物体时。如果使用的是卷帘快门相机，可以通过以下方式减少拖影和卷帘效应的影响：
️缩短曝光时间：通过调整相机的快门速度，减少曝光时间可以减轻运动物体的形变和拖影。
增加光源：在光线不足的环境中，增大光圈或使用辅助光源，保证较短曝光时间下图像依然明亮。
️选择合适的场景：在无法避免卷帘效应的情况下，摄影师可以通过构图避免捕捉高速运动的物体，或利用卷帘效应创作出独特的视觉效果。
