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CMOS 滾動快門瑕疵解釋：它們是什麼以及如何修復它們
創建於 11.12
如果您曾經拍攝過快速移動的汽車，快速平移相機掃過風景，或在螢光燈下拍攝，您可能會注意到奇怪的扭曲：傾斜的建築物、搖晃的物體或閃爍的條紋。這些並不是您相機的錯誤——它們是CMOS 滾動快門伪影是大多现代相机（从智能手机到单反相机）中常见的现象。在本指南中，我们将详细介绍什么是滚动快门，这些伪影为何会发生，如何识别它们，以及最重要的，如何避免或修复它们。无论您是内容创作者、视频博主还是休闲摄影师，了解滚动快门将帮助您拍摄出更清晰、更专业的影像。
什麼是CMOS滾動快門？
要理解滾動快門伪影，您首先需要了解CMOS（互補金屬氧化物半導體）感測器如何捕捉影像。與舊式的CCD（電荷耦合裝置）感測器一次讀取所有像素不同，CMOS感測器使用“滾動”方法來記錄數據。
這裡是一個簡化的分解：
1. 感測器首先通過暴露和讀取頂部行的像素來啟動。
2. 一旦頂部行完成，它會向下移動到下一行，依此類推——就像掃描儀在文件上移動一樣。
3. 當感測器完成讀取底部行時，頂部行在幾毫秒前已被捕捉。
這段時間在閱讀頂部和底部行之間是關鍵的。當相機或主體在那個微小的窗口期間移動時，圖像會變形。
滾動快門與全球快門：有什麼區別？
您可能會聽到「全局快門」與滾動快門一起提及——這是有充分理由的。全局快門是滾動快門的對立面，並且避免了大多數的伪影。這裡有一個快速的比較來澄清：
功能 | CMOS 滾動快門 | 全球快門 |
它是如何運作的 | 逐行讀取像素（從上到下）。 | 同時讀取所有像素。 |
行間延遲 | 毫秒（造成失真）。 | 抱歉，您提供的文本為空，無法進行翻譯。請提供需要翻譯的內容。 |
成本與大小 | 更便宜、更小（用於大多數消費者相機）。 | 更昂貴，更笨重（用於專業設備）。 |
常見使用案例 | 智慧型手機、數位單眼相機、運動相機。 | 電影攝影機、安全攝影機、無人機。 |
大多數消費者設備使用滾動快門，因為它更經濟實惠且體積小巧。其折衷是？那些令人厭煩的伪影，我們即將解釋。
最常見的四種CMOS滾動快門伪影
滾動快門伪影以不同方式表現，這取決於移動的是什麼（相機或主體）以及環境。以下是四個最常見的問題，並附有示例以幫助您識別它們。
1. 明膠效果 (搖擺)
果凍效應是最著名的滾動快門伪影。當相機快速移動（例如，邊走邊拍攝，快速平移）或震動（例如，從移動的自行車上拍攝）時，就會發生這種情況。
• 它看起來像是：直線（如地平線、門框或路燈）彎曲或“波動”像果凍。例如，如果你在拍攝一棟建築時奔跑，牆壁可能會向內或向外彎曲。
• 為什麼會發生：當相機上下或左右移動時，感應器在不同的時間讀取像素行。當它到達底部行時，相機已經改變了位置——因此圖像的底部與頂部的對齊方式不同。
• 常見場景：在穿越人群時拍攝音樂會，或使用智能手機從人行道錄製移動中的汽車。
2. 傾斜 (Tilt)
傾斜（也稱為“斜度”或“傾斜”）發生在快速移動的主體穿過畫面時，而相機保持靜止。
• 它看起來像什麼：主體看起來傾斜或歪斜，即使它應該是直的。例如，一列快速行駛的火車可能看起來向一側傾斜，或者一個跑過鏡頭的人可能有一個傾斜的軀幹。
• 為什麼會發生：主體移動得太快，以至於當感應器讀取底部的像素行時，主體已經向左或向右移動。這造成了主體的上下之間的不匹配。
• 常見場景：拍攝賽車快速駛過，或是一隻鳥快速飛過天空。
3. 震動（來自快速相機旋轉）
這是一種特定類型的果凍效果，因為快速旋轉相機而產生（例如，在拍攝時繞圈旋轉，或快速上下傾斜相機）。
• 它的樣子：整個框架“搖晃”或扭曲，使靜止的物體（如樹木或建築物）看起來傾斜或旋轉。例如，如果你快速將手機向上傾斜拍攝一棟摩天大樓，建築物的頂部可能會落後於底部。
• 為什麼會發生：旋轉相機會改變其在讀取頂部和底部行之間的角度。感應器無法跟上旋轉，因此圖像會被拉伸或扭曲。
• 常見場景：Vlogger迅速轉向展示新場景，或是來自滑板特技（如360度旋轉）的運動相機畫面。
4. 帶寬（閃爍）
帶條紋現象是獨特的，因為它是由光源引起的，而不是由運動引起的。當在以特定頻率閃爍的燈光下拍攝時會發生這種現象（即使你用眼睛看不見閃爍）。
• 它的外觀：橫向交替的明暗條紋，向上或向下滾動框架。例如，拍攝一個有螢光燈的房間可能會在天花板上留下暗條紋。
• 為什麼會發生：大多數室內燈光（螢光燈、LED、卤素燈）以50Hz或60Hz閃爍（取決於您所在國家的電網）。感應器的滾動讀取速度與燈光的閃爍頻率不匹配，因此某些行接收到的光線比其他行更多。
• 常見場景：拍攝有螢光燈的會議室，或是有LED櫃下燈的廚房。
為什麼會發生這些文物？（科學，簡化版）
您不需要工程學學位來理解滾動快門伪影的根本原因——但快速了解一下科學將幫助您避免它們。核心問題是時間：感應器並不是在同一時刻捕捉整個影像。
這裡有兩個主要因素使得工件變得更糟：
1. 感測器讀取速度：較慢的讀取速度意味著在讀取頂部和底部行之間的延遲更長。預算型相機（如舊款智能手機）通常具有較慢的讀取速度，因此更容易出現果凍效應或扭曲。較新、高端的相機（如旗艦iPhone或無反相機）具有更快的讀取速度，這可以減少伪影。
2. 運動速度：相機或主體移動得越快，失真就越明顯。緩慢地掃過風景可能不會造成問題，但快速掃過則會。同樣，走路的人看起來可能正常，但短跑運動員則可能顯得扭曲。
照明在條紋現象中也扮演著角色。如前所述，50Hz/60Hz的燈光會與您的電網同步閃爍。如果您的相機幀率（例如，30fps、60fps）與該頻率不對齊，傳感器會將閃爍捕捉為條紋。
如何避免或修復 CMOS 滾動快門伪影
好消息是：您不需要購買一台價值10,000美元的全球快門相機來修復滾動快門伪影。大多數問題可以通過簡單的拍攝技巧或後期處理工具來解決。以下是預防（拍攝時）和修正（拍攝後）的可行步驟。
第 1 部分：拍攝時防止產生瑕疵（最佳方法）
在後製中修復瑕疵是有幫助的，但在拍攝過程中預防它們總是更好——這樣可以節省時間並產生更高質量的影像。以下是應該採取的措施：
1. 減慢相機運動：減少果凍效果或搖晃的第一種方法是更慢地移動相機。在拍攝時避免快速的平移、傾斜或行走。如果需要移動，請使用三腳架、雲台或穩定器——這些工具可以保持相機穩定並減少突然的運動。
2. 避免快速移動的主題（或調整您的角度）：如果您正在拍攝快速移動的主題（例如自行車），請將相機放置在主題與感應器讀取方向平行的位置（從左到右，而不是上下）。這樣可以減少扭曲。例如，拍攝自行車橫向穿過畫面，而不是朝向或遠離相機。
3. 將幀率與照明頻率匹配：為了解決條紋問題，將您的相機幀率與您所在國家的電網對齊：
◦ 如果您在50Hz的國家（大部分歐洲、亞洲、非洲）：使用25fps或50fps。
◦ 如果您在60Hz的國家（美國、加拿大、日本）：使用30fps或60fps。
大多數相機都有一個“防閃爍”設置，可以自動執行此操作—如果您看到條紋，請啟用它。
1. 使用自然光（如果可能）：陽光不會閃爍，因此在戶外或靠近窗戶拍攝可以完全減少條紋。如果必須在室內拍攝，請使用白熾燈泡（它們的閃爍頻率低於LED或螢光燈）或添加擴散器來柔化光線。
2. 選擇具有快速讀取速度的相機：如果您正在尋找新相機，請尋找具有「快速滾動快門」或「全球快門類似」性能的型號。旗艦智能手機（iPhone 15 Pro、Samsung Galaxy S24 Ultra）和無反相機（Sony A7S III、Canon EOS R5）具有快速的讀取速度，可以最小化瑕疵。
第二部分：修正後製中的瑕疵（如果您已經拍攝）
如果您已經有帶有滾動快門瑕疵的影片，請不要刪除它—您可以使用視頻編輯軟體修復大多數問題。以下是最佳工具和技術：
文物 | 使用的工具 | 如何修復它 |
果凍效果 | Adobe Premiere Pro, DaVinci Resolve, Final Cut Pro | 使用「扭曲穩定器」（Premiere）或「滾動快門校正」（DaVinci）工具。這些工具分析影像並校正扭曲的線條。 |
傾斜 | 相同如上 | 相同的穩定器工具適用於傾斜。對於輕微的傾斜，使用“旋轉”滑桿來校正主體。 |
綁定 | Adobe After Effects, DaVinci Resolve | 使用“去閃爍”濾鏡（After Effects）或調整“伽瑪”或“曝光”來平滑帶狀現象。對於嚴重的帶狀現象，稍微裁剪畫面以去除最嚴重的帶狀。 |
專業提示：對於智能手機拍攝的影片，像是 CapCut（免費）或 InShot 這類應用程式內建的穩定器工具對於輕微的抖動效果效果良好。對於專業影片，DaVinci Resolve（免費）是昂貴軟體如 Premiere Pro 的絕佳替代品。
常見問題：關於CMOS滾動快門伪影的常見問題
即使有上述指南，您可能仍然有疑問。以下是有關滾動快門的最常見問題的答案：
1. 滾動快門伪影能完全消除嗎？
不—除非你使用全球快門相機。但透過快速的讀取速度、穩定的拍攝和後期處理，你可以將瑕疵減少到幾乎無法察覺的程度。
2. 在低光環境下，滾動快門是否更糟？
是的，有時候。在低光環境下，相機使用較長的曝光時間來捕捉更多的光線。這意味著感應器需要更長的時間來讀取每一行，從而增加了頂部和底部行之間的延遲。結果是？更明顯的果凍效應或扭曲。
3. 動作攝影機（如 GoPro）是否有較差的滾動快門？
較舊的運動相機確實有這個問題，但較新的型號（如 GoPro Hero 12）具有快速的讀取速度和內建的“HyperSmooth”穩定技術，可以最小化瑕疵。然而，運動相機通常用於高運動場景（衝浪、滑雪），因此如果您移動相機過快，仍然可能會出現瑕疵。
4. 為什麼我的照片沒有滾動快門伪影？
照片是在單一瞬間捕捉的——即使是由滾動快門感應器捕捉的。感應器同時曝光所有行（以獲得一張照片），然後逐行讀取。由於曝光是同時進行的，因此沒有時間讓運動造成失真。滾動快門僅影響視頻，因為感應器每秒捕捉多幀畫面。
結論
CMOS 滾動快門伪影是一種常見的困擾，但它們並不是你影片的死刑判決。通過了解造成它們的原因——像素行之間的時間延遲——並使用正確的技術（緩慢的相機運動、穩定器、後期處理），你可以捕捉到乾淨、專業外觀的視頻。
記住：你不需要昂貴的設備來修正滾動快門。即使是智能手機，只要遵循本指南中的提示，也能拍攝出優秀的畫面。下次拍攝時，留意果凍效應或條紋，並使用預防步驟來避免它們。如果最終出現了瑕疵，像 DaVinci Resolve 或 Premiere Pro 這樣的後期處理工具可以拯救你的作品。
你有處理過影片中的滾動快門伪影嗎？在下面的評論中分享你的經驗——我們很想知道你是如何解決它們的！
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