Écran de télévision sur une photo: pourquoi y a-t-il des bandes sombres et noirâtres?

J'essayais de capturer le processus de numérisation d'un écran TV CRT sur une photo. Il m'a donné ces larges bandes sombres, illustrées ci-dessous: Fig.1 a, b, c

J'essaie de comprendre la cause de ce baguage. Cependant, je ne pouvais pas le comprendre clairement dans des questions très similaires ici , ici ou ici . Toutes les sources Web que j'ai visitées l'ont expliqué très brièvement comme une différence entre le taux de balayage du téléviseur et de la caméra, et aucune n'a fourni de diagramme.

Fig.2 a, b, c

Je suppose que ce qui se passe est sur la Fig. 2. Les lignes bleues indiquent les lignes de balayage où les rayons cathodiques ont frappé le plus récemment (apparition de la phosphorescence), et les lignes noires indiquent où le rayon cathodique n'a pas été dans l'image, donc la phosphorescence est tout ce qui est laissé et une bande sombre apparaît.

J'ai supposé cela, car sur 10 photographies que j'ai prises, je n'ai trouvé que les 3 types de photos ci-dessus, et aucun du type montré sur la figure 3 ou la figure 4:

Fig. 3. et Fig. 4.

J'ai également supposé que l'appareil photo était beaucoup plus rapide que le taux de balayage du téléviseur, de sorte qu'il pouvait prendre des photos en un instant.

Ma question est, ai-je supposé correctement? ou quelque chose d'autre se passe-t-il?

Information additionnelle:

TV:     Videocon 120 W colour CRT, Electricity power supply 50 Hz. 
Camera: Nikon Coolpix L24 digital camera.

(veuillez également expliquer d'autres situations possibles, comme celle-ci sur la Fig.5. Je ne l'ai pas vécue moi-même. Elle est similaire à la Fig. 4.

Fig 5. De cette question

Je serai reconnaissant si des explications utilisent des diagrammes.

Mise à jour: j'ai obtenu plusieurs conditions fig3, et bien qu'elles soient moins fréquentes, elles ne sont pas très rares.

Les propriétés du fichier indiquent que le temps d'exposition de cette photo est de 1/125 seconde .

J'ai également pris quelques vidéos (en mode PAL et NTSC ... les deux ont donné le même résultat), les propriétés du fichier montrent que la fréquence d'images est de 30 images / sec ; et exécutez-les au ralenti. J'ai trouvé des bandes similaires, mais beaucoup plus lumineuses et assez floues, et il semblait à partir d'une vidéo au ralenti que la bande lumineuse et sombre alternée montait dans la direction ascendante. À partir de ces vidéos, je capture des images aussi successivement que possible. . Petites barres rouges ajoutées pour indiquer la marge de chaque bande

Oui, vous êtes fondamentalement sur la bonne voie. Les bandes apparaissent car l'obturateur de l'appareil photo n'est pas synchronisé avec le balayage vertical du CRT.

Une vitesse d'obturation rapide ne capturera qu'une partie d'une numérisation. Une vitesse d'obturation exactement égale à la période de balayage vertical capturera un balayage complet, mais il pourrait toujours y avoir une bande étroite (sombre ou claire) quelque part dans l'image s'il y a un décalage dans le timing.

Pour minimiser la bande, utilisez une vitesse d'obturation qui s'étend sur plusieurs numérisations verticales, mais cela ne fonctionne que si l'image sur le tube cathodique est statique.

La seule raison pour laquelle vous n'avez pas vu "Fig 3" (bande lumineuse au milieu) est que votre vitesse d'obturation est trop lente. Vous avez beaucoup plus de chances de capturer un espace sombre au milieu, car ces images incluent toutes un intervalle de suppression vertical (le moment où le faisceau est hors écran et "se déplace" vers le haut), ainsi que toute la partie verticale de l'image cachée par overscan. Vous pouvez voir sur la figure 1b que votre temps d'obturation capture tout sauf 1/3 de la partie visible d'un champ. Pour obtenir la "Fig 3", il faudrait une synchronisation assez précise et votre bande lumineuse aurait presque la pleine hauteur de l'écran.

Votre description du faisceau de balayage me semble juste. Mais mon expérience serait avec un appareil photo argentique, pas numérique. Vos images plus complexes me font penser au scan sur scan de la lecture des pixels numériques par rapport à la trace des rayons cathodiques, en supposant que la vitesse de lecture pourrait être similaire à la vitesse de balayage sur le CRT.

Dans un film avec un obturateur plan, le choix de la vitesse d'obturation peut entraîner un décalage de l'image CRT par rapport au film. Mon premier reflex avait un obturateur de gauche à droite. Mon meilleur a fait de haut en bas. Si vous aviez un obturateur à iris, les résultats ne montreraient pas un tel biais car il s'ouvrait de centre vers l'arrière. La règle habituelle pour prendre une photo d'un écran de télévision était de régler la vitesse sur 1/30 ou moins pour obtenir l'image entrelacée complète.

Pas comme une réponse confirmée, mais hypothétique,

les deux autres situations pourraient être les suivantes:

2. lorsque la caméra a une vitesse synchrone avec la télévision

Fig. 6

Si l'appareil photo (i) commence à numériser avec le téléviseur, ou (ii) commence à numériser hors phase (image ci-dessus); dans les deux cas, nous devrions obtenir une image précise ... ni bande sombre ni bande lumineuse.

3. lorsque l'appareil photo est plus lent que le téléviseur

Fig.7 a, b, c, d, e de gauche à droite.

des conditions comme la figure 1 a, b ou c, mais avec une nuance de luminosité supplémentaire pourraient être obtenues. Nous pourrions donc obtenir une bande moyennement brillante et une bande très brillante (pas de bande noir foncé)

La Fig7 a (la plus à gauche) indique la photo finale qui devrait être obtenue.

fig7 b -> c -> d-> e indique la formation pas à pas de 7a.

(Des gradients auraient lieu si je considère que l'appareil photo peut détecter la perte progressive de phosphorescence.)

(commentaires bienvenus)