Rolling Shutter
In unserem Zusammenhang bedeutet das englische Wort "Shutter" Kameraverschluss. Dieser Begriff kommt ursprünglich aus der Fotografie. Um ein Bild zu bekommen öffnete man eine Klappe - den Shutter - und das vom Objektiv erzeugte Bild fiel auf den Film. Nach dem Schliessen der Klappe wurde der Film weitertransportiert und die Kamera war bereit für eine neue Aufnahme. Auch heute, im Zeitalter der digitalen Kameras arbeiten noch viele Fotokameras nach dieser Methode. Der Film ist lediglich durch einen CMOS-Sensor oder CCD-Sensor ersetzt.
Für Videokameras und Industriekameras - also Kameras, die Bilder in schneller Reihenfolge aufnehmen - sind dagegen elektronische Shutter vorteilhaft. Sie sind fast beliebig schnell und verschleissen nicht. Glücklicherweise bieten die meisten CMOS-Sensoren und CCD-Sensoren solche elektronischen Shutter. Im Fall von CCD-Sensoren ist dessen Realisierung sehr einfach. Er ist ihnen sozusagen "in die Wiege gelegt".
Rolling Shutter sind typisch für CMOS-Sensoren
CMOS-Sensoren tuen sich mit dem elektronischen Shutter hingegen schwer. Die meisten von Ihnen können - beginnend oben im Bild - nur zeilenweise belichten. Daher der Begriff "Rolling Shutter".
Die oberste Zeile des Bildes wird also zuerst und die unterste Zeile zuletzt aufgenommen. Hat sich das aufzunehmende Objekt und/oder die Industriekamera währenddessen bewegt, ist das Bild "verzogen". Schöne Beispiele dafür gibt es im flickr-Blog Rolling-Shutter-Effekt.
Je höher die Bildfrequenz ist, desto schneller werden die Zeilen bearbeitet und desto weniger tritt der Effekt auf.
Bei Consumer-Kameras stört der Rolling Shutter nur sehr selten, in Zusammenhang mit industriellen USB-Kameras, FireWire-Kameras oder GigE-Kameras verhindert er dagegen interessante Anwendungen. Da die industrielle Bildverarbeitung aber für die Sensor-Hersteller immer interessanter wird, sind mittlerweile erste CMOS-Sensoren mit einem Global Shutter verfügbar.
