相機實時性的核心衡量指標是幀率（單位時間內采集的圖像幀數）與數據處理延遲，其本質是相機完成“圖像采集-數據傳輸-信號處理”全流程的效率，而曝光時間作為圖像采集環(huán)節(jié)的核心參數，直接決定單幀圖像的采集耗時，進而從根源上制約相機的實時性能。曝光時間通過與幀率的天然制約關系、數據傳輸與處理的連鎖反應、動態(tài)場景下的運動模糊補償需求三個核心維度影響實時性，這種影響在需要高速動態(tài)感知的場景（如自動駕駛、機器人動態(tài)抓取、高速工業(yè)檢測）中尤為顯著，深入理解其影響機理需從相機圖像采集的底層邏輯展開。相機采集單幀圖像的完整流程包括曝光、復位、讀出、傳輸四個關鍵階段，這四個階段依次進行且存在嚴格的時序先后關系，總耗時直接決定幀率的上限——幀率=1/單幀總耗時，而曝光時間是單幀總耗時中占比最高、最易調控的部分，因此成為制約幀率的核心因素。曝光階段是相機傳感器接收光線并將光信號轉化為電信號的過程，曝光時間即傳感器持續(xù)感光的時長，這一階段必須完整完成才能保證圖像亮度與細節(jié)；曝光結束后進入復位階段，傳感器重置像素狀態(tài)為下一次曝光做準備；隨后是讀出階段，將傳感器上的電信號轉化為數字圖像數據并讀出；最后是傳輸階段，將數字數據通過接口（如USB、Ethernet、PCIe）傳輸至處理單元。在這一流程中，曝光時間與其他階段耗時疊加形成單幀總耗時，若曝光時間過長，單幀總耗時必然增加，幀率則隨之降低——例如，若單幀圖像的復位、讀出、傳輸總耗時固定為5ms，當曝光時間設置為20ms時，單幀總耗時為25ms，幀率上限僅為40fps；若將曝光時間縮短至10ms，單幀總耗時降至15ms，幀率上限可提升至66fps，直觀體現了曝光時間對幀率的直接制約。而幀率是相機實時性的核心表征，低幀率意味著相機無法及時捕捉動態(tài)場景的變化，數據更新頻率不足，導致后續(xù)的決策與控制產生滯后，這是曝光時間影響實時性的最直接路徑。除了直接制約幀率，曝光時間還會通過數據質量引發(fā)數據傳輸與處理環(huán)節(jié)的連鎖反應，進一步降低實時性。曝光時間的設置直接決定圖像質量：曝光時間過長易導致圖像過曝，高光區(qū)域細節(jié)丟失，甚至出現像素飽和；曝光時間過短則會導致圖像欠曝，暗部細節(jié)淹沒，整體信噪比降低。無論是過曝還是欠曝，都會增加后續(xù)圖像處理的難度與耗時——例如，對于欠曝圖像，處理單元需要通過灰度增強、噪聲過濾等算法提升圖像質量，這些額外的處理步驟會顯著增加數據處理延遲；對于過曝圖像，因細節(jié)丟失可能導致特征提取失敗，需要通過圖像修復算法補充信息，同樣會占用更多計算資源與時間。同時，低質量圖像還可能導致特征匹配的誤匹配率升高，需要通過迭代優(yōu)化等方式重新匹配，進一步延長處理流程，降低系統(tǒng)的實時響應速度。例如，在雙目相機的立體匹配場景中，若因曝光不當導致左右圖像亮度差異大，特征匹配算法需要額外進行灰度均衡處理，原本5ms即可完成的匹配任務可能延長至10ms，實時性大幅下降。在動態(tài)場景中，曝光時間過長還會引發(fā)運動模糊問題，為保證感知精度，系統(tǒng)需增加運動補償環(huán)節(jié)，這同樣會犧牲實時性。