Rolling Shutter messen

Auf der Grundlagen Seite zum Verschluss eines Fotoapparats zeige ich graphisch, wie der „Rolling Shutter“ Effekt entsteht: https://www.smile.pics/verschluss#rolling-shutter.

Man kann den Rolling Shutter messen. Ich zeige das hier am Beispiel der OM1.2 – das Ergebnis wird etwa 7.8ms sein. Das ist die Zeitdauer, die diese Kamera im elektronischen Verschluss benötigt, um Zeile für Zeile den gesamten Sensor auszulesen.

Eine einfache Methode, den „Rolling Shutter“ sichtbar zu machen, ist beim Filmen mit der Kamera rasch hin und her zu schwenken. Auch Filme von Ventilatoren zeigen den Effekt deutlich. Manchmal bemerkt man es aber leider auch bei Fotos:

Rolling Shutter
Rolling Shutter, Gebäudewinkel sind falsch
Rolling Shutter
Rolling Shutter bei den Flügeln der Wespe, so ähnlich sehen auch die Bilder von Ventilatoren aus.

Es gibt verschiedene Methoden den Rolling Shutter zu messen. Eine für Fotografen sehr einfache Methode mit einem Stroboskop-Blitz, beschreibe ich hier.

Stroboskop-Blitz einstellen

Stroboskop-Blitze können in in kurzer Abfolge eine Serie von Blitzen abfeuern. Hier, wie diese Einstellung dann z.B. bei einem Godox V860ii O am Display aussieht:

Einstellungen am Blitz um den Rolling Shutter messen zu können
entscheidend ist die Angabe 40 – 100 Hz. Sie besagt, dass 40 Auslösungen hintereinander mit 100 Hz („Schwingungen pro Sekunde“) erfolgen werden. D.h. pro ganzer Sekunde wird der Blitz 100 mal ein- und 100 mal ausgeschaltet (100 Hz). Hier wird der Blitz 40 Mal mit 100Hz ausgelöst, das heißt das Stroboskop blitzt 0,4s lange.

Einstellungen in der OM1.2

Hier für die Erklärung, wie man den Test durchführt, habe ich die Kamera auf SH1 (z.B. wie hier beschrieben) auf 120 fps eingestellt. Als Belichtungszeit habe ich 1/200 s eingestellt. Der Rest der Einstellungen spielt keine besondere Rolle, das Bild muss dunkel genug sein, um einen Blitz zu erkennen.

Versuchsaufbau

Die Kamera nimmt man in die rechte Hand, fokussiert z.B. eine gegenüberliegende Wand und löst aus. In der linken Hand hält man den Blitz, richtet den Blitzkopf gegen die Wand und löst den Blitz an der Auslösetaste aus (oben, im Bild des Blitzes, leuchtet diese Taste rot).

Ergebnisse ansehen

Was sieht man hier? Man sieht 4 Bilder aus einer größeren Serie. Zeilenweise sind die Bilder entweder gerade angeblitzt oder eben nicht angeblitzt (mit 100Hz), die Zeilen sind hell oder eben dunkel. Die jeweils dunklen oder hellen Rechtecke sind nicht ganz geradekantig, weil der Blitzkopf ganz leicht gebogen ist, dieser Bogen ist keine Effekt des „Rolling Shutter“.

Auswerten

Der Blitz war auf 100Hz gestellt. Ein dunkler und ein heller Block gemeinsam entspricht also 1/100s. Oder anders gesagt, ein heller und ein dunkler Block gemeinsam geben uns an, wenn 10ms vorbei sind (eine Hundertstelsekunde sind zehn Millisekunden)

Messen des Rolling Shutter. Wieviel Prozent der Sensorfläche werden durch genau einem hellen und  dunklen Balken abgedeckt.

In Summe machen die 10ms aus einem hellen und ein dunklen Block im Test 128% (63% + 65%) der Sensorfläche aus. Das ist „gemessen“ (abgeschätzt). Das heißt, der Rolling Shutter der gesamten Sensorfläche (also von 100%) sind daher etwa 7.8ms (wenn 128% der Fläche in 10ms ausgelesen werden, dann dauern 100% der Fläche 7.8ms).

Der Rolling Shutter der OM1.2 beträgt also etwa 7.8ms

“Genauigkeit?“

Dieser Test ergibt einen ungefähren Wert, es ist eine gute Abschätzung. Ein wesentlicher Einflussfaktor ist z.B. die Blitzfrequenz. Wenn dieser Wert von 100 Hz abweicht, dann wird das Ergebnis dadurch verfälscht. Ich habe mit der OM1.2 in SH1 mit 100fps ebenfalls Bilder gemacht. Die Lage der hellen und dunklen Balken blieb dabei in der Serie konstant. Ich gehe damit davon aus, dass die Blitzfrequenz im Rahmen dieser Abschätzung ausreichend genau ist.

Weitere Infos

Wie schon einige Male in meinem Leben, habe ich mir etwas überlegt, was sich andere bereits vor mir überlegt haben :-). Ein Video das die Methode vorstellt, findest Du z.B. auch hier: https://www.youtube.com/watch?v=QH0M1M6ctWk (von Davison). Ein Video aus einer anderen Quelle für die Messung des Rolling Shutter (dort bei der OM1) findest Du hier: https://youtu.be/vYXHmb9LyeY?t=1062 (Duale Paton kommt dabei auch auf 7.8ms)