目前的微单相机基本都具备机械快门、电子快门、电子前帘快门 3 种工作方式。今天我们讲讲这三者的工作原理以及它们之间的区别。

01、快门的基本知识

最初的快门确实是挡在传感器前面的两扇门。平时门关着，光线进不来。拍照的时候，门会打开，光线就能进入传感器了。这种是机械快门。

但是机械快门启动时会有咔嚓声，不适合静音拍摄环境。此外，快门开与关的时候会产生轻微震动，会造成极其微弱的模糊。机械快门的运动速有限，顶级单反的机械快门上限也就是 1/8000 秒了。

后来人们想了一个办法，用电流控制光线的记录。光线始终照射在传感器上，但只有给传感器通电后，才会记录下光线。电流的通与断代替了门的开与关。这种是电子快门。

电子快门启动时不会有咔嚓声，适合静音拍摄（比如视频，一秒钟要记录几十帧图像，总不能一直咔咔咔）。电流通断的时间极其迅速，所以电子快门可以轻松达到 1/30000 秒这种速度。电子快门也不会产生震动。

还有一种混合式的快门，比如电子前帘快门，通电开始记录光线，关门结束记录。为什么要这么做呢，因为机械快门和电子快门都有各自的优点与缺点，混合快门就是为了结合两者的优点，规避两者的缺点。

02、常见的快门类型

按照不同的分类方法，还可以把快门分为以下类型。

滚动快门 VS 全局快门

按照传感器记录光线的顺序区分。

滚动快门：也叫卷帘快门。快门是滚动开启的，比如上图的机械快门，上面先接受光线，也先关闭；下面后接受光线，也后关闭。再比如上图的电子卷帘快门，第一行先记录光线，第二行再记录光线。

全局快门：也叫全域快门。比如上图的全局电子快门，整个传感器同时记录光线。机械快门无法实现，因为门的开关肯定有一个过程。

纵走快门 VS 横走快门

按照记录顺序变化的方向区分。

纵走式：从上到下记录，或从下到上记录。现在的相机基本都是纵走式。

横走式：从左到右记录，或从右到左记录。早年的胶片机有这种快门。

焦平面快门与镜间快门

按照快门的位置区分。

焦平面快门：快门的位置在焦平面（传感器）附近。

镜间快门：快门的位置在镜头里面。还有镜前、镜间、镜后之分。

* 电子快门没有实体，因此不存在位置。也可以把电子快门当成焦平面快门。

03、传感器读取时间

我们先来回顾一下传感器成像流程：光线进入传感器，激发出电压，电压又被转化成了数字图像信号。所以说，传感器收集到信息后，相机还要“读取”这些信息，然后才能生成照片。

受到各种因素的影响，目前相机都是逐行读取，也就是读完传感器第一行像素的信息后，再读第二行信息，然后读第三行…… 举个例子，传感器像素是 6000×4000（2400 万像素），那就要读 4000 行，需要花费一定时间。

读取传感器第一行到最后一行所用的时间，就是传感器的读取时间。越优秀的传感器，读取速度越快。读取时间也受信息量的影响，比如 RAW 格式信息更多，所花费的读取时间更长。

04、读取时间对快门的影响

假如读取时间为 20 毫秒（20 毫秒 = 1/50 秒），那么读取最后 1 行像素就比读取第 1 行像素晚了 20 毫秒。

如果整个传感器同时开始接受光线，最后 1 行像素就比第 1 行像素多了 1/50 秒。因此，为了保证曝光时间统一，最后 1 行像素要比第 1 行像素晚启动 20 毫秒。

拍摄静止物体时，这种启动方式并无影响。但拍摄高速移动的物体时，就会出现扭曲变形等问题，像一个被挤压的果冻，俗称“果冻效应”。

05、果冻效应

果冻效应出现的核心原因就是传感器上的像素不是同时接收光线，而是存在一定的时间差。在这个时间内，如果物体出现了明显的移动，照片就会有明显的果冻效应。

电子快门受到读取速度的限制，必然存在时间差。那么所有的像素能否同时启动、同时结束，然后再慢慢读取呢？答案是不行，因为结束后这一行像素的信息就被清零了，将无法再被读取。如果不结束，传感器又会一直接收光线，导致后面的比前面的亮。

机械快门和电子前帘快门就好很多，因为会有一个真实存在的“门”关闭，从而挡住光线，不用着急结束。从而实现了先启动曝光，然后再慢慢读取数据。

所以，机械快门的果冻效应主要受快门帘幕运动速度影响。再次观察这张图，帘幕打开第一行像素接收光线，再到帘幕完全打开最后一行像素也开始接收光线，这个时间就是帘幕运动的时间，一般为 4 毫秒（4 毫秒 = 1/250 秒），时间差远远小于电子快门的 20 毫秒。

无论是使用机械快门，还是电子卷帘快门，都会出现果冻效应，只不过电子快门更容易出现。

为了抑制果冻效应，大部分微单相机都保留了机械快门。厂商也在研发读取速度更快的传感器，从而减轻果冻效应。

大家可以通过电子闪光同步速度判断传感器的读取速度。速度越快越好。作为参照，机械快门的闪光同步速度通常能达到 1/250 秒。优秀的电子快门的闪光同步速度也能达到 1/200、1/180 秒这种速度。

* 注意，要看“电子”的，而且是“闪光同步”，不是“高速闪光同步”。

如果想要彻底消除果冻效应，就要实现传感器的所有像素同时感光，也就是全局快门。但是全局快门需要增加额外的晶体管，并设计单独的同步电路，不仅增加了制造难度，也会让价格蹭蹭上涨，一台机身就要五六万人民币了。权衡之下，还是老老实实卖滚动快门更有市场。

现在看一下相机官网对快门的介绍，是否能看懂了呢？