Что такое скорость затвора

Электронный затвор в камерах цифрового видеонаблюдения. На что влияет скорость срабатывания затвора?

Электронный затвор в камерах цифрового видеонаблюдения. На что влияет скорость срабатывания затвора?

В данной статье мы с вами будем разбираться, что такое электронный затвор. Также рассмотрим на примере нашего эксперимента, как скорость срабатывания электронного затвора влияет на конечную картинку, которую получает пользователь.

Прежде, чем поговорить, о том, как работает затвор в современной видеокамере, рассмотрим, как он действует в механических фотокамерах. На фотокамерах затвор работает следующим образом. Одна шторка открывается перед плёнкой, а другая закрывается. При этом на поверхность плёнки поступает определённое количество света. В режиме, когда шторка открывается, а за ней следует вторая шторка, сохраняя определённую дистанцию – это изменённая выдержка, при которой поступает на плёнку меньшее количество света. Чем короче выдержка, тем щель между шторками меньше. Именно поэтому очень легко объяснить, почему кадр темнее при короткой выдержке. Чем короче выдержка, тем кадр темнее, он просто получает меньше света.

Давайте теперь разберем что такое электронный затвор, как он работает на современных видеокамерах и на что влияет его скорость срабатывания?

Это параметр в современных камерах определяет тот период времени, в течении которого освещается матрица. Матрица с электронными элементами – пикселями, получившими заряд света, сканируются и поступают на обработку в процессор. Время, за которое проходит накапливание света на матрице называется скорость срабатывания электронного затвора. Измеряется данный параметр в долях секунды, чем меньше времени накапливается свет на матрице, тем картинка темнее.

Для полного понимания, как это работает мы провели независимы эксперимент.

В абсолютно темное помещение мы поместили юстировочную таблицу iso 12233 2000, c светодиодной лампой 40 ватт в центре. Поочерёдно размещали камеры разных брендов с идентичными параметрами на расстоянии 30см от лампы. В каждой из камер мы изменяли скорость срабатывания электронного затвора, чтобы посмотреть, как измениться картинка для конечного пользователя.

Как видно из результатов опыта все камеры при идентичных настройках ведут себя по-разному. Это говорит о том, что заявленная скорость срабатывания электронного затвора не всегда соответствует реальным характеристикам, в камерах HIKVISION изображение улучшалось программно, тем самым ограничивая функционал ручной настройки и регулировки. Поэтому можно сделать вывод, что перед выбором камеры цифрового видеонаблюдения, нужно ориентироваться не только на цифры, заявленные производителем, которые чаще всего будут преувеличены в маркетинговых целях, а на результаты независимых практических испытаний.

Практическое применение настроек затвора:

Источник

Скорость затвора

Содержание

Введение [ править ]

Регулировку диафрагмы необходимо компенсировать изменениями выдержки, чтобы сохранить ту же (правую) экспозицию.

В первые дни фотографии, доступные скорости затвора не были стандартизированы, хотя типичная последовательность может быть 1 / ₁₀ с, 1 / ₂₅ с, 1 / ₅₀ с, 1 / ₁₀₀ с, 1 / ₂₀₀ с и 1 / ₅₀₀ с; не было ни диафрагмы, ни чувствительности пленки (существовало как минимум 3 различных национальных стандарта). Вскоре эта проблема привела к решению, заключающемуся в принятии стандартизированного способа выбора диафрагмы, так что каждый большой шаг в точности удваивал или уменьшал вдвое количество света, попадающего в камеру ( f / 2,8, f / 4, f / 5,6, f / 8, f / 11, f / 16 и т. д.) для выдержки была принята стандартизированная шкала 2: 1, так что открытие одной диафрагмы и сокращение времени срабатывания затвора скорость на один шаг привела к идентичной экспозиции. Согласованные стандарты выдержки: [3]

При использовании этой шкалы каждое приращение примерно удваивает количество света (более длительное время) или вдвое (более короткое время).

Затворы камеры часто включают одну или две другие настройки для очень длинных выдержек:

Приоритет выдержки относится к режиму съемки, используемому в камерах. Это позволяет фотографу выбирать настройку выдержки, а камере выбирать правильную диафрагму. Это иногда называют автоматической экспозицией с приоритетом выдержки или режимом TV (значение времени на камерах Canon), режимом S на Nikon и большинстве других брендов.

Творческие возможности в фотографии [ править ]

Часто выбираются более длинные выдержки, чтобы предположить движение объекта на неподвижной фотографии.

Слишком короткая выдержка может привести к неестественно замороженному изображению движущегося объекта. Например, бегущего человека можно поймать обеими ногами в воздухе со всеми признаками движения, потерянными в момент остановки.

Когда выбирается более длинная выдержка, с момента открытия затвора до момента его закрытия проходит больше времени. Доступно больше времени для того, чтобы движение объекта было записано камерой в виде размытия.

Немного более длинная выдержка позволит фотографу добавить элемент размытия в объект, где, в нашем примере, ступни, которые являются самым быстро движущимся элементом в кадре, могут быть размыты, а остальное остается резким; или если камера поворачивается так, чтобы следовать за движущимся объектом, фон становится размытым, а объект остается относительно резким.

Точная точка, в которой фон или объект начнет размываться, зависит от скорости, с которой движется объект, угла, под которым объект движется по отношению к камере, расстояния, на котором он находится от камеры, и фокусного расстояния размер объектива зависит от размера цифрового датчика или пленки.

В следующем списке представлен обзор типичных фотографических применений стандартных выдержек.

Подобные звездные следы создаются с помощью длинной выдержки, чтобы запечатлеть видимое движение звезд. [14]

Источник

Что такое скорость затвора

Выдержка — это один из трех столпов фотографии. Узнайте, как ее использовать, и вы хорошо освоите экспозицию.

Одна из трех наиболее важных настроек в фотографии — выдержка, две другие — диафрагма и ISO. Все эти три значения, входят в так называемый, треугольник экспозиции. Выдержка отвечает за две особенности: Изменение яркости фотографии и создание драматических эффектов при помощи заморозки кадра или его размытия.

В этой статье, я вам объясню все простым языком и вы узнаете все самое необходимое в отношении выдержки в фотоаппарате.

Что такое затвор камеры

Затвор камеры — это шторка перед датчиком камеры, которая остается закрытой до срабатывания камеры. При срабатывании камеры затвор открывается и свет попадает на сенсор или на пленку камеры.

После того, как датчик получает свет, затвор закрывается, закрывая свет от датчика. Кнопка, которая запускает камеру, также называется «затвором» или «кнопкой затвора», поскольку она запускает затвор для открытия и закрытия.

Что такое выдержка

Выдержка — это время, в течение которого затвор фотокамеры открыт, и экспонирует свет на датчик камеры. По сути, это время, в течение которого фотокамера делает фотографию. Это имеет несколько важных эффектов в отображении изображений.

Чем больше выдержка, тем дольше свет воздействует на матрицу фотоаппарата. Первым следствием этого, является размытость при движении. Если выдержка длительная, движущиеся объекты на фотографии будут выглядеть размытыми в движении.

Этот эффект часто используется в рекламе автомобилей и мотоциклов, где ощущение скорости и движения сообщается зрителю путем размывания колес.

Длинные выдержки также используются для съемки Млечного Пути или других объектов в ночное время или в тусклых условиях с помощью штатива. Пейзажные фотографы могут намеренно использовать длительные выдержки для создания ощущения движения на реках и водопадах, оставляя остальные детали снимка полностью резкими.

С другой стороны, выдержка может быть использована для создания противоположного эффекта — замораживания движения. Если вы используете особо быструю выдержку, вы можете исключить движение даже от быстро движущихся объектов, таких как птицы в полете или от мимо проезжающих автомобилей.

Если вы используете короткую выдержку во время съемки воды, то каждая капля будет висеть в воздухе совершенно неподвижно. Так, как даже наш глаз никогда не увидит каплю.

Все вышеперечисленное достигается простым управлением выдержкой. В общем, короткая выдержка делает стоп-кадр, а длинные создают эффект движения при съемке движущихся объектов.

Как измеряется выдержка

Скорость затвора обычно измеряется в долях секунды, когда они меньше секунды. Например, 1/4 означает четверть секунды, а 1/250 означает одну двести-пятидесятую секунды (или четыре миллисекунды).

Большинство современных зеркальных и беззеркальных камер могут работать со скоростью затвора до 1/4000 секунды, в то время как некоторые могут работать с гораздо более быстрыми скоростями 1/8000 секунды и быстрее.

С другой стороны, самая длинная из доступных выдержек для большинства камер составляет 30 секунд. При необходимости можно использовать более длинную выдержку с помощью внешних дистанционных триггеров.

Выдержка и экспозиция

Другим важным эффектом выдержки является влияние на яркость снимка. При использовании длительной выдержки датчик камеры собирает много света, и получаемое изображение будет довольно ярким. При использовании короткой выдержки датчик камеры подвергается лишь небольшой части света, что приводит к более темному изображению.

Однако выдержка — это не единственная переменная, которая влияет на яркость изображения. Также есть диафрагма и светочувствительность (ISO), а также фактическая яркость сцены перед вами. Таким образом, вы получаете некоторую гибкость при выборе выдержки, но вам нужно тщательно выбирать и другие настройки.

Выдержка может стать важным инструментом для съемки фотографии нужной яркости. В солнечный день может потребоваться короткая выдержка, чтобы фотография не пересветилась.

Или, если сцена плохо освещена, то может потребоваться длинная выдержка, чтобы избежать слишком темной фотографии (а для этого, в свою очередь, может потребоваться штатив из-за размытости изображения, возникающей из-за ручного держания камеры).

Для многих людей, это главная причина регулировки выдержки: Чтобы убедиться, что ваши фотографии соответствуют правильной яркости. Тем не менее, проблемы размытия при движении также очень важны, и их не следует игнорировать.

Короткая и длинная выдержка

Короткая выдержка, это обычно, что требуется для замораживания изображения. Если вы фотографируете птиц, это может быть 1/1000 секунды или быстрее. Однако при съемке объектов с замедленным движением вы можете снимать со скоростью 1/200 секунды, 1/100 секунды или даже с большей, не создавая при этом размытости при движении.

Длинная выдержка обычно превышает 1 секунду – обычно в таких случаях, для получения резких снимков, необходимо использовать штатив.

Для съемки в условиях низкой освещенности или ночью можно использовать длинные выдержки. Если в это время в кадре что-либо движется, то изображение будет очень размытым.

В промежутке от 1/100 секунды до 1 секунды выдержки все еще считаются относительно медленными. На таких выдержках, вы не сможете снимать кадры с руки, не внося дрожание камеры. Особенно, если время выдержки, близко к одной секунде.

Кроме того, это сильно зависит от объектива. Некоторые объективы, такие как Nikon 70-200 мм f/2.8, имеют встроенные технологии стабилизации изображения (также известные как «снижение вибрации») внутри объектива. Эти технологии могут помочь фотографам делать снимки с очень низкой скоростью затвора при съемке с рук, не внося дрожания камеры.

Другие объективы не имеют функции снижения вибрации, что означает, что необходимо использовать правило обратной связи, чтобы определить, какую установить выдержку, не внося размытости в снимок из-за сотрясения камеры. Также важно знать, как держать камеру.

Как установить выдержку

В большинстве камер, выдержка устанавливается автоматически по умолчанию. Во многих фото камерах (особенно в дешевых мыльницах), может вообще не быть ручной настройки. Однако, в более-менее профессиональных камерах, вы можете установить выдержку вручную:

В обоих этих режимах можно установить ISO вручную или автоматически.

В большинстве случаев рекомендуется дать камере возможность выбрать нужную выдержку. Тем не менее, следите за тем, чтобы вы не создали слишком много размытия при движении на фотографии (или не получили стоп-кадр, когда вам нужно размытый снимок).

Как найти выдержку на фотоаппарате

Вы знаете, как определить, на какую скорость затвора установлена фотокамера? Обычно ее очень легко найти. На камерах с верхней панелью выдержка обычно находится в верхнем левом углу, как показано на кружке:

Если у вашей камеры нет верхнего ЖК-дисплея, например, на некоторых цифровых зеркальных камер начального уровня, То вы можете посмотреть в видоискателе. Где вы увидите выдержку в левой нижней части.

А если в вашей камере нет ни верхнего ЖК-дисплея, ни видоискателя, как и у многих беззеркальных камер, вы можете увидеть свою выдержку просто, глядя на основной экран камеры.

На большинстве камер скорость затвора не отображается непосредственно в долях секунды – как правило, это просто цифры, без знака деления. Если выдержка длиннее или равна одной секунде, вы увидите что-то вроде 1″ или 5″ (с кавычкой, указывающей на полную секунду).

Если вы по-прежнему не можете найти выдержку, то установите камеру в режим приоритета диафрагмы. После чего убедитесь, что вы выключили режим «AUTO ISO». После этого начните указывать камерой на темные и яркие участки сцены. Число, которое изменяется, и будет вашей выдержкой.

Источник

Что такое скорость затвора

В этом совете расскажу о выдержке.

Что такое выдержка

Выдержка, или скорость затвора (англ. shutter speed) — это время, в течение которого открыт затвор камеры и свет попадает на матрицу.

Механизм затвора находится внутри фотоаппарата, непосредственно перед матрицей. В зеркальных камерах перед затвором находится зеркало, которое отражает изображение в видоискатель. Цикл примерно такой: нажимаем на кнопку спуска → поднимается зеркало → открывается шторка затвора → матрица экспонируется → шторка затвора закрывается → зеркало опускается.

В чём измеряется

Значение выдержки записывают в секундах и долях секунды. Выдержки условно можно разделить на длинные и короткие.

На коротких выдержках можно снимать с рук. Чаще всего так снимают очень быстрые объекты, либо при открытой диафрагме на светосильной оптике на ярком солнце. Короткие выдержки: от 1/60 до 1/8000 с.

При длинных выдержках уже понадобится штатив, чтобы статичные объекты не смазались. На длинных выдержках снимают ночные пейзажи, звёздное небо, движущиеся объекты на фоне статичных, рисование светом. Длинные выдержки: от 1/30 с и длиннее, вплоть до бесконечности.

На что влияет

Помимо количества света, который попадает на матрицу, выдержка влияет на резкость итогового снимка.

Нерезкость, она же «шевелёнка», появляется в результате естественного дрожания рук при съёмке, вибрациях поверхности или порывах ветра при съёмке со штатива.

Чем длиннее выдержка, тем крепче нужно фиксировать фотоаппарат или телефон. Для съёмки с рук действует простое правило — выдержка должна быть короче, чем единица, делённая на фокусное расстояние объектива. Например, для объектива с фокусным расстоянием 50 мм минимальная выдержка для съёмки с рук должна быть короче 1/50 c. А для объектива 100 мм — уже короче 1/100 с.

В качестве примера сделал серию кадров с падающими брусками. Снимал с одного ракурса — пошагово увеличивал выдержку, зафиксировав остальные настройки.

Источник

Режим электронного затвора видеокамеры

Как работает электронный затвор

Стандартная скорость затвора (для PAL) — 1/50 секунды. Изображение быстро движущегося перед камерой объекта при такой скорости затвора будет смазано, так как во время сканирования в течение 1/50 секунды изображение объекта будет перемещаться по матрице. Уменьшение времени сканирования матрицы, т. е. уменьшение времени экспозиции, улучшает разрешение изображений быстро движущихся объектов и особенно полезно, когда нужен замедленный повтор спортивных событий. Но это сокращение длительности сканирующего импульса приводит к уменьшению количества света, попадающего на элементы матрицы во время их сканирования. Таким образом, увеличение скорости затвора требует увеличения апертуры для компенсации потерь света. Для этого и нужна возможность изменить режим электронного затвора видеокамеры.

Скорость электронного затвора видеокамеры

Скорость затвора — длительность импульса сканирования матрицы, меняется ступенчато: 1/60; 1/125; 1/500; 1/1000 или 1/2000 с. В некоторых камерах частота сканирования (1/длительность импульса сканирования) меняется одинаковыми ступенями по 0,5 Гц. При съемках с экрана компьютера на изображении часто появляются черные или белые горизонтальные полосы. это вызвано рассогласованием частоты развертки дисплея компьютера и рабочей частоты ТВ системы (50 Гц для PAL). Меняя скорость затвора, можно добиться уменьшения или даже пропадания этих горизонтальных полос.

Электронный затвор

Импульсные источники света

Люминесцентные, галогенные газоразрядные лампы и неоновые рекламные трубки излучают свет короткими импульсами, частота которых определяется частотой питающей сети ( Подробнее >>> ). Если использовать камеру PAL при люминесцентном освещении от сети 60 Гц, то изображение станет сильно мигать. В некоторых камерах предусмотрена развертка с частотой 60 Гц, и у них мигания нет.

Импульсные источники света

Электронный затвор недостатки

Если на съемках с повышенными скоростями затвора использовать газоразрядные источники света (галогенные, люминесцентные), то импульс сканирования матрицы может не совпадать с импульсом света лампы. При этом в изображении наблюдается дрейф цвета, обычно между синим и желтым. Если установить обычную (1/50 с) скорость затвора, то это явление пропадает. В камерах с ПЗС-матрицами с покадровым переносом изображения (FT CCD) есть механический затвор, который нельзя выключить, и поэтому эта проблема здесь не разрешима (в любительских камерах FT CCD не применяются).

Замедленная съемка

Замедленная съемка производится путем запрограммированного включения камеры на короткие промежутки времени через соответствующие интервалы. Подбирая длительность времени съемки и интервалов, можно зафиксировать движения, которые невозможно увидеть в нормальном времени. Классические примеры этого — распускающийся цветок, облака, несущиеся по небу, фары автомобилей на улицах города при ночной съемке сверху, движение по небу кометы, размахивающей хвостом. Замедленную съемку можно использовать как одну из технологий анимации, при которой объекты съемки передвигают в промежутках между краткими моментами записи. При воспроизведении на нормальной скорости объекты кажутся движущимися. Правильно выбранный режим электронного затвора делает так, что движение выглядит плавным при достаточном количестве моментов съемки и при тщательном планировании перестановок.

Порядок замедленной съемки

Главное при планировании эпизода замедленной съемки — это выбор времени воспроизведения готового материала на нормальной скорости, определение времени полного цикла съемки фиксируемого события в реальном времени и длительность отдельного промежутка съемки. Например, как часто вы будете снимать : один раз в минуту, один раз в час или один раз в день? Это решение будет зависеть и от технических возможностей используемой камеры. Некоторые камеры могут снимать эпизоды длительностью 1/8 с., а другие запишут на пленке в течение одной секунды только три кадра.

Замедленная съемка

Пример замедленной съемки

Например, нужна ускоренная версия того, как открывается базар, как он наполняется покупателями и как, наконец, торговцы упаковывают свое имущество на пустынной площади. Допустим, вы отводите в нормальном воспроизведении 5 с. на открытие базара, 5 с. на показ торговли и ещё 5 с. на свертывание. Теперь вам нужно узнать, сколько времени у торговцев занимает развертывание и свертывание своих палаток. Пусть им на это нужно 30 мин. утром и 30 мин. вечером. Если ваша камера записывает 4 кадра в секунду, то в запланированные 15 с. войдет 60 кадров. Весь временной промежуток съемки будет состоять из 3 отдельных частей. Часть 1 (открытие) продлится 30 минут и на нее придется 20 кадров. Тогда каждый кадр будет сниматься один раз в полторы минуты. Часть 2 можно снимать в любое время дня, когда рынок заполнен покупателями, с тем же временным интервалом в течение 30 минут. Часть 3 будет повторением части 1 в конце дня. В эпизодах произведения съемки и между ними освещение может сильно меняться, но это можно скомпенсировать автоэкспозицией, или, если изменение света желательно, установите промежуточную экспозицию, при которой будет заметна смена освещения.

Источник