سرعت شاتر
پیش از پرداخت به سرعت شاتر باید کمی با نحوه گرفتن عکس در دوربین های عکاسی آشنا شوید. در دوربین های عکاسی زمانی که شما اقدام به عکس برداری می کنید، پوشش جلوی چیپ تصویر برداشته می شود و نور محیط برای مدتی محدود به چیپ تصویر (یا فیلم عکاسی در دوربین های قدیمی) برخورد می کند. این نور تصویر را بر روی چیپ تصویر ایجاد می کند. پس از ایجاد تصویر پوشش باید مجددا بسته شود تا از ورود دائمی نور جلوگیری کند. به این پوشش شاتر دوربین می گویند.
مدت تشکیل تصویر بر روی چیپ تصویر به عامل اصلی وابسته است. اول نور محیط و دوم حساسیت چیپ تصویر به نور. هرقدر نور محیط بیشتر باشد شاتر باید مدت کمتری باز شود و از طرفی هرقدر چیپ دوربین حساستر باشد دوربین به نور کمتری نیاز دارد پس چیپ های حساستر هم به سرعت شاتر پایین ترین نیاز دارند. در صورتی که نور محیط کم باشد و باید شاتر را برای مدت بیشتری باز نگه داشت تا نور تاثیر خود را روی چیپ تصویر بگذارد.
مدت باز بودن شاتر در کنار تاثیری که بر روی ورود نور دوربین دارد تاثیر دیگری نیز رو روی تصاویر می گذارد. هر قدر شاتر بیشتر باز بماند تصاویر دارای حرکت مبهم تر به نظر می رسند. برای مثال اگر بخواهید از ماشینی که با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت می کند با دوربینی که مدت باز بودن شاتر آن ده ثانیه است عکس بگیرید پس از گرفتن عکس مشاهده می کنید که تصویر ماشین برای ده متر کشیده شده. دلیل این امر این است که نور محیط برای تمام مدت 1 ثانیه بر روی چیپ تابیده شده و در این مدت ماشین 10 متر حرکت کرده. پس سرعت شاتر دوربین زمانی اهمیت پیدا می کند که شما در تصویر اجسام متحرکی داشته باشید. هرچه سرعت اجسام در تصویر بالاتر باشد شما نیز به دوربینی با سرعت شاتر بالاتر برای گرفتن عکس شفاف نیاز دارید.
سرعت باز و بسته شدن شاتر را با کسری از ثانیه نشان می دهند. این زمان نشان می دهد دوربین برای تشکیل تصویر به چه مدت زمان نیاز خواهد داشت. هرچه حساسیت چیپ تصویر دوربین بیشتر باشد یا دیافراگم دوربین بازتر باشد (در مورد دیافراگم دوربین در بخش بعد توضیح خواهیم داد) سرعت شاتر می تواند بالاتر باشد.
در دوربین های مداربسته شاتر فیزیکی نداریم چراکه دوربین به جای عکس برداری، فیلم برداری می کند، پس شاتر آن همیشه باز است. اما مفهوم شاتر در این دوربین ها همچنان صادق است. دوربین هر فریم از تصویر را به صورت یک عکس دریافت کرده و در نهایت برای ساختن یک فیلم در کنار هم می گذارد. (در مورد فریم در همین بخش بیشتر صحبت می کنیم) سرعت شاتر زمانی اهمیت پیدا می کند که شما نیاز به فیلم برداری از اجسام پر سرعت دارید. برای مثال دوربین های کنترل جاده ای باید سرعت شاتر بالایی داشته باشند تا بتوانند پلاک خودروها را در حین حرکت با سرعت بالا تشخیص دهند.
سرعت شاتر دوربین های مداربسته را در کاتالوگ با یک بازه نشان می دهند. برای مثال سرعت شاتر یک دوربین مداربسته قابل قبول بین 1/25 تا 1/50000 ثانیه است. سرعت گفته شده اول یعنی 1/25 ثانیه مربوط به کمترین نور مورد نیاز دوربین است (که در قسمت حساسیت به نور به آن اشاره کردیم.) برای مثال اگر حداقل روشنایی مورد نیاز این دوربین 0.1 لوکس باشد، این دوربین در روشنایی 0.1 لوکس 1/25 ثانیه زمان برای تشکیل تصویر نیاز دارد. عدد دوم آورده شده یعنی 1/50000 ثانیه بیشترین سرعت شاتر دوربین است. در ایده آل ترین حالت دوربین میتواند تصویر را با این سرعت افزایش دهد.
پس در صورتی که در محلی در طول شب تصویری تار از اجسام در حال حرکت داشتید، دلیل آن کاهش سرعت شاتر به علت کاهش نور است و راه حل آن افزایش روشنایی محیط خواهد بود. در صورتی که دوربینی خاص نیاز به سرعت شاتر بالا دارد ساده ترین روش نصب یک پروژکتور پر نور در کنار دوربین است تا در تمام مدت روشنایی را برای دوربین تامین کند.
دیافراگم دوربین
دیافراگم به معنای دریچه است. دیافراگم دوربین یک دریچه است که اجازه ورود نور به دوربین را خواهد داد. یک شیر آب را تصویر کنید که چطور با کم و زیاد کردن آن می توان میزان آب خروجی را کم و زیاد کرد، دیافراگم دوربین عملکردی کاملا مشابه این شیر آب برای نور ورودی به چیپ تصویر دارد.
دیافراگم با این هدف طراحی شده که در محیط هایی که نور بیش از حد زیاد است، نور ورودی به دوربین را تنظیم کند. زمانی که در طول روز نور زیادی در محیط وجود دارد، دیافراگم دوربین بسته می شود و اجازه عبور حجم کمتری از نور را می دهد. البته دیافراگم و شاتر میتوانند رابطه ای دو طرفه داشته باشند، یعنی می توان همین تاثیر را با تغییر دادن سرعت شاتر هم ایجاد کرد (فراموش نکنید کاهش سرعت شاتر باعث تار شدن اجسام متحرک می شود).
پس هدف اصلی از ایجاد تغییر در دیافراگم دوربین، تنظیم نور تصویر است. اما دیافراگم گذشته از تغییر نور تصویر تاثیر دیگری نیز بر رو آن می گذارد. هرچه دریچه دیافراگم بازتر باشد فاصله فوکوس شما کمتر خواهد شد. برای درک بهتر عملکرد دیافراگم به تصویر زیر توجه کنید:
همانطور که در تصویر مشخص است هر چه دیافراگم دوربین بازتر شده بازه فوکوس دوربین کمتر شده یعنی اجسام دورتر از نقطه فوکوس دوربین تارتر به نظر می رسند.
از آنجا که دوربین های مداربسته معمولا برای پوشش محیطی مورد استفاده قرار می گیرند، کاهش بازه فوکوس دوربین نقطه ضعفی بسیار بزرگ برای دوربین به حساب خواهد آمد. از همین جهت دوربین های مداربسته را معمولا با دیافراگم ثابت می سازند یا بازه تغییرات دیافراگم در دوربین را تاجای ممکن کم می کنند. این کار از طریق افزایش حساسیت چیپ تصویر امکان پذیر خواهد بود.
میزان باز بودن دیافراگم دوربین را به صورت کسری از f نشان می دهند. اطلاعات مربوط به دیافراگم دوربین های مداربسته را معمولا می تواند در کاتالوگ و در کنار حداقل نور مورد نیاز دوربین ببنید.
فریم در ثانیه
(برای اطلاعات بیشتر مطلب فریم در ثانیه را مطالعه کنید.) فیلم یا تصویر متحرک از نمایش مسلسل وار تصاویر ثابت به وجود می آید. برای اینکه یک تصویر، متحرک به نظر برسد لازم است تصاویر با سرعت کافی عوض شوند. تعداد تصاویری که در هر ثانیه پخش می شوند تا یک تصویر متحرک را تشکیل دهند با واحد فریم در ثانیه یا fps (یا Frame Per Second) نشان می دهد.
از نظر تئوریک هرچه تعداد فریم هایی که در ثانیه پخش می شود بیشتر باشد، فیلم به حرکت واقعی شبیه تر است. البته مغر انسان قدرت تشخیص فیلم هایی بالاتر از 25-30 فریم در ثانیه ندارد پس در صورتی که فیلم شما در هر ثانیه از 25 فریم تشکیل شده باشد به صورت فیلمی کاملا زنده و طبیعی دیده می شود.
از همین جهت تعداد فریم های فیلم خروجی دوربین مداربسته نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. عاملی که می تواند باعث کاهش تعداد فریم در دوربین ها شود معمولا محدودیت قدرت پردازش دوربین است. هرچه تعداد فریم های فیلم بالاتر باشد، دوربین به قدرت پردازش بیشتری برای تولید فیلم خروجی نیاز خواهد داشت. پس ممکن است دوربین شما با وجود داشتن روزولشنی بالا تعداد فریمی کمتر مقدار طبیعی داشته باشد.
تعداد فریم و پهنای باند شبکه
در سیستم های مداربسته تحت شبکه، پایین بودن تعداد فریم تصاویر در محل نمایش ممکن است علتی دیگر هم داشته باشد. در صورتی که پهنای باند کافی برای ارسال تصاویر دوربین به سرور یا نمایشگر وجود نداشته باشد، تعداد فریم های تصویر به صورت ناخودآگاه کاهش می یابد. این کاهش تا حدی انجام می شود که پهنای باند خروجی دوربین به پهنای باند موجود شبکه برسد. در چنین حالتی باید اصلاحات یا گسترشی در بستر شبکه موجود انجام داد تا مشکل برطرف گردد.
تعداد فریم بیش از 30 فریم در ثانیه
بخشی محدود از دوربین های مداربسته حرفه ای با تعداد فریم بالاتر از 30 فریم در ثانیه تولید می شوند. شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که اگر انسان امکان تشخیص بیش از 30 فریم در ثانیه را ندارد این کار چه منفعتی دارد. استفاده از دوربین های فریم بالا امکان دیدن تصاویر به صورت حرکن آهسته (Slow Motion) و فریم کامل را فراهم می کند. برای مثال یک دوربین 60fps میتواند تصاویر را با سرعت نصف سرعت طبیعی پخش کند و همچنان تعداد فریم زنده را داشته باشد. برای مثال دوربین هایی که برای کنترل ترافیک در مسیرهای جاده ای نصب می شوند از آنجا که قرار است حرکت خودروها با سرعت بالا را نشان دهند باید تعداد فریم بالایی داشته باشند، یا دوربین هایی که در کازینوها برای ثبت عملکرد افراد نصب می شوند، از آنجا که باید جزئیات حرکات دست را نمایش دهند باید فریم بالاتری داشته باشند.

درس ها

  • درس 9
  • درس 7

Written by www.tticctv.com