Während noch im letzten Jahrzehnt mit den CCDs einer Kamera alle Pixel(Sensel) zur selben Zeit erfasst werden konnten, müssen bei den heute aktuellen CMOS Sensoren die Zellen hintereinander belichtet und ausgelesen werden. Denn jeder CMOS-Sensor liefert sein Bild sequentiell, also Sensel für Sensel hintereinander ab. Dadurch entstehen an bewegten Objekten seltsame Effekte. Bei einem Schwenk werden Objekte vertikal schief aufgezeichnet, weil sich der Bildausschnitt der Kamera schon weiterbewegt hat, bevor der Sensor das ganze Bild erfassen konnte. Und rotierende Objekte wie Ventilatoren oder Rotoren können beim Abfilmen mit einem Rolling Shutter sogar surreale Formen annehmen.
Die Zeit, die der Sensor benötigt, um das gesamte Bild auszulesen ist deswegen für Filmer besonders relevant. Benötigt er fast 40 ms für einen kompletten Sensorflächen-Scan, so wabert das Bild sogar bei leichten Handbewegungen schon deutlich. Ab ca. 20 ms lässt sich dagegen in der Regel schon vorsichtig aus der Hand drehen und ab ca. 15ms spricht man von einem guten Wert, den man mittlerweile von dedizierten Cinekameras mindestens erwartet.
Global Shutter Sensoren, die wie CCDs jedes Sensel wirklich zeitgleich belichten (und anschließend alle Sensel kollektiv) auslesen können wurden zwar schon entwickelt. Diese benötigen jedoch um die einzelnen Sensel herum zusätzliche Schaltkreise, welche wertvolle Sensorfläche und damit letztlich Dynamik rauben. Deshalb kommen Global Shutter Sensoren im Cine-Bereich nach wie vor praktisch gar nicht zum Einsatz.
Heiße Sache
Doch warum schafften es einige Hersteller, einen CMOS-Sensor schneller auszulesen als andere? Die einfache und zugleich komplexe Antwort lautet: Aufgrund des thermalen Managements. Ohne ins Detail zu gehen kann man sagen, dass je höher der Takt einer elektrischen Schaltung ist, desto heißer wird sie. Deswegen kann man die Auslesegeschwindigkeit eines Sensor nicht beliebig erhöhen, weil er ab einem gewissen Punkt überhitzt und dadurch Schaden nimmt.
So dürfte nicht zufällig hinter dem aktuell schnellsten S35-Sensor in der Blackmagic URSA Mini Pro G2 ein beachtlicher Kühlblock platziert worden sein.
Und wohl auch deswegen sieht man einen Trend zu aktiver Kühlung in Systemkameras mit Wechseloptik, wenn diese über einen längeren Zeitraum in hohen Auflösungen filmen können sollen.
Eine schnelle Rolling Shutter Auslesezeit halten (nicht nur) wir daher für wichtiges Gütekriterium einer Filmkamera. Darum haben wir uns vor einiger Zeit Gedanken gemacht, wie man den Rolling Shutter einer Kamera verlässlich messen kann. Daraus ist ein selbst entwickeltes Messverfahren entstanden, dessen Ergebnisse sich mit den selten von Herstellern selbst veröffentlichten Zahlen ziemlich genau deckt. Und seitdem wir unserem Messverfahren selber trauen, konnten wir schon so manche Kamera damit ausmessen.
