Сега доставчиците предлагат огромен избор от камери за видеонаблюдение. Моделите се различават не само по параметрите, общи за всички камери - фокусно разстояние, ъгъл на видимост, фоточувствителност и т.н., - но и по различни собствени „чипове“, с които всеки производител се стреми да оборудва своите устройства.
Затова често Кратко описаниеХарактеристиките на камерата за видеонаблюдение са обезсърчителен списък с неразбираеми термини, например: 1 / 2.8 "2.4MP CMOS, 25 / 30fps, OSD меню, DWDR, ICR, AWB, AGC, BLC, 3DNR, Smart IR, IP67, 0.05 Luxи това не е всичко.
В предишната статия се фокусирахме върху видео стандартите и класификацията на камерите в зависимост от тях. Днес ще анализираме основните характеристики на камерите за видеонаблюдение и дешифриране на обозначенията на специални технологии, използвани за подобряване на качеството на видео сигнала:
- Фокусно разстояние и ъгъл на видимост
- Бленда (F-номер) или бленда на обектива
- Регулиране на диафрагмата (Автоматична диафрагма)
- Електронен затвор (AES, скорост на затвора, скорост на затвора)
- Чувствителност (чувствителност към светлина, минимално осветление)
- Класове на защита IK (вандалоустойчив, антивандален) и IP (срещу влага и прах)
Тип сензор (CCD CCD, CMOS CMOS)
Има 2 вида матрици за видеонаблюдение: CCD (на руски - CCD) и CMOS (на руски - CMOS). Те се различават както по устройството, така и по принципа на работа.
| Ccd | CMOS |
| Последователно отчитане от всички клетки на матрицата | Произволно отчитане от клетките на матрицата, което намалява риска от мушкане - появата на вертикално размазване на точкови източници на светлина (лампи, фенери) |
| Ниско ниво на шум | Високо ниво на шум поради т.нар. Временни токове |
| Висока динамична чувствителност (по -подходяща за снимане на движещи се обекти) | Ефектът от „ролетна щора“ - при снимане на бързо движещи се обекти могат да се появят хоризонтални ивици, изкривяване на картината |
| Кристалът се използва само за поставяне на чувствителни към светлина елементи, останалите микросхеми трябва да бъдат поставени отделно, което увеличава размера и цената на камерата | Всички микросхеми могат да бъдат разположени на една матрица, което прави производството на камери с CMOS сензори просто и евтино |
| Поради използването на областта на матрицата само за чувствителни към светлина елементи, ефективността от използването й се увеличава - тя се доближава до 100% | Ниска консумация на енергия (почти 100 пъти по -малка от тази на CCD) |
| Скъпо и сложно производство | производителност |
Дълго време се смяташе, че CCD осигурява много по -добро качество на изображението от CMOS. Съвременните CMOS матрици често почти по нищо не отстъпват на CCD, особено ако няма твърде високи изисквания към системата за видеонаблюдение.
Размер на матрицата
Показва размера на матрицата по диагонал в инчове и се записва като дроб: 1/3 ", 1/2", 1/4 "и т.н.
Обикновено се смята, че колкото по -голяма е матрицата, толкова по -добре: по -малко шум, по -ясна картина, по -голям ъгъл на видимост. Всъщност най -доброто качество на изображението се осигурява не от размера на матрицата, а от размера на отделната й клетка или пиксел - колкото по-голям, толкова по-добре.Ето защо, когато избирате камера за видеонаблюдение, трябва да вземете предвид размера на матрицата заедно с броя на пикселите.
Ако матриците с размери 1/3 "и 1/4" имат еднакъв брой пиксели, тогава в този случай матрицата от 1/3 "естествено ще даде по -добро изображение. Изчислете приблизителния размер на пиксела.
Например от изчисленията на размера на клетката на матрицата по -долу можете да видите, че в много случаи размерът на пиксела на 1/4 "матрицата се оказва по -голям, отколкото на 1/3" матрицата, което означава, че видео изображението с 1 /4 ", въпреки че е с по -малки размери, ще бъде по -добре.
| Размер на матрицата | Пиксели (милиони) | Размер на клетката (μm) |
| 1/6 | 0.8 | 2,30 |
| 1/3 | 3,1 | 2,35 |
| 1/3,4 | 2,2 | 2,30 |
| 1/3,6 | 2,1 | 2,40 |
| 1/3,4 | 2,23 | 2,45 |
| 1/4 | 1,55 | 2,50 |
| 1 / 4,7 | 1,07 | 2,50 |
| 1/4 | 1,33 | 2,70 |
| 1/4 | 1,2 | 2,80 |
| 1/6 | 0,54 | 2,84 |
| 1 / 3,6 | 1,33 | 3,00 |
| 1/3,8 | 1,02 | 3,30 |
| 1/4 | 0,8 | 3,50 |
| 1/4 | 0,45 | 4,60 |
Фокусно разстояние и ъгъл на видимост
Тези параметри са от голямо значение при избора на камера за видеонаблюдение и са тясно свързани. Всъщност фокусното разстояние на обектива (често наричано f) е разстоянието между обектива и сензора.
На практика фокусното разстояние определя ъгъла и обхвата на камерата:
- колкото по -кратко е фокусното разстояние, толкова по -широк е ъгълът на видимост и по -малко детайли могат да се видят на обекти, разположени на разстояние;
- колкото по -дълго е фокусното разстояние, толкова по -тесен е ъгълът на видимост на видеокамерата и по -детайлно е изображението на отдалечени обекти.
Ако имате нужда от общ преглед на определена област и искате да използвате възможно най -много за това по -малко камери- купете камера с кратко фокусно разстояние и съответно широк ъгъл на видимост.
Но в тези области, където се изисква подробно наблюдение на относително малка площ, е по -добре да се постави камера с увеличено фокусно разстояние, насочена към обекта на наблюдение. Това често се използва на гишетата за каси на супермаркети и банки, където трябва да видите деноминацията на сметките и други подробности за изчисленията, както и на входа на паркинги и други зони, където е необходимо да се разграничи регистрационният номер на голямо разстояние.
Най -често срещаното фокусно разстояние е 3,6 мм. Той приблизително съответства на ъгъла на видимост на човешкото око. Камери с това фокусно разстояние се използват за видеонаблюдение в малки помещения.
Таблицата по -долу съдържа информация и взаимоотношения на фокусно разстояние, ъгъл на видимост, разстояние за разпознаване и т.н. за най -често срещаните фокуси. Цифрите са приблизителни, тъй като зависят не само от фокусното разстояние, но и от други параметри на оптиката на камерата.
В зависимост от ширината на ъгъла на видимост на камерата за видеонаблюдение е обичайно да се разделя на:
- обикновен (ъгъл на гледане 30 ° -70 °);
- широкоъгълен (ъгъл на видимост от около 70 °);
- дълъг фокус (ъгъл на видимост по -малък от 30 °).
Буквата F, само обикновено с главни букви, също обозначава блендата на обектива - затова, когато четете характеристиките, обърнете внимание на контекста, в който се използва параметърът.
Тип обектив
Фиксиран (монофокален) обектив- най -простият и най -евтиният. Фокусното разстояние е фиксирано и не може да се променя.
V варифокални (варифокални) лещиможете да промените фокусното разстояние. Настройката му се извършва ръчно, обикновено веднъж, когато камерата е инсталирана на мястото на снимане, а по -късно - при необходимост.
Трансфакторни или мащабиращи обективисъщо така предоставя възможност за промяна на фокусното разстояние, но дистанционно, по всяко време. Фокусното разстояние се променя електрически, поради което те се наричат още моторизирани лещи.
Рибешко окоили панорамен обектив ви позволява да инсталирате само една камера и в същото време да постигнете 360 ° изглед.
Разбира се, в резултат на това полученото изображение има ефект на „балон“ - правите линии са извити, но в повечето случаи камерите с такива лещи ви позволяват да разделите едно общо панорамно изображение на няколко отделни, с корекции за познаването, познато на човешкото око.
Pinhole обективипозволяват скрито видеонаблюдение поради техния миниатюрен размер. Всъщност камерата с пинхол няма обектив, а просто миниатюрна дупка. В Украйна използването на скрито видеонаблюдение е сериозно ограничено, както и продажбата на устройства за него.
Това са най -често срещаните видове лещи. Но ако отидете по -дълбоко, лещите също се разделят според други параметри:
Бленда (F-номер) или бленда на обектива
Определя способността на камерата да заснема висококачествени изображения при условия на слаба светлина. Колкото по-високо е F-числото, толкова по-малко се отваря блендата и повече осветление изисква камерата. Колкото по -малка е блендата, толкова по -отворена е блендата и видеокамерата може да създаде ясно изображение дори при слаба светлина.
Буквата f (обикновено с малки букви) също означава фокусното разстояние, така че когато четете характеристиките, обърнете внимание на контекста, в който се използва параметърът. Например, на горната снимка, блендата е обозначена с малка f.
Монтаж за обектив
Има 3 вида стойки за закрепване на обектив към видеокамера: C, CS, M12.
- Сега планината C се използва рядко. Обективите C могат да бъдат прикрепени към камера за монтиране на CS с помощта на специален пръстен.
- CS монтирането е най -често срещаният тип. CS обективите не са съвместими с C камери.
- Монтажът M12 се използва за малки обективи.
Настройка на ириса (автоматична диафрагма), ARD, ARD
Диафрагмата е отговорна за потока светлина към матрицата: с увеличен поток от светлина тя се стеснява, като по този начин предотвратява преекспонирането на картината, а при слаба светлина, напротив, се отваря, така че повече светлина влиза в матрицата .
Разграничете две големи групикамери: фиксиран отвор(това може да включва и камери без него изобщо) и с регулируема.
Регулирането на блендата в различни модели камери за видеонаблюдение може да се извърши:
- Ръчно.
- Автоматичновидеокамера, използваща постоянен ток, въз основа на количеството светлина, влизащо в матрицата. Този автоматичен контрол на ириса (ARA) се нарича DD (Direct Drive) или DD / DC.
- Автоматичноспециален модул, вграден в обектива и наблюдаващ светлинния поток, преминаващ през относителната бленда. Този метод на DGS е посочен в спецификациите на видеокамерите като VD (видео устройство)... Той е ефективен дори когато директната слънчева светлина удари обектива, но камерите за наблюдение са по -скъпи с него.
Електронен затвор (AES, скорост на затвора, скорост на затвора, затвор)
Различните производители могат да наричат този параметър като автоматичен електронен затвор, скорост на затвора или скорост на затвора, но всъщност това означава едно и също нещо - времето, през което светлината е изложена на матрицата. Обикновено се изразява като 1 / 50-1 / 100000s.
Действието на електронния затвор е донякъде подобно на автоматичния контрол на ириса - той регулира светлочувствителността на матрицата, за да я настрои към нивото на осветеност на помещението. На фигурата по -долу можете да видите качеството на изображението при условия на слаба светлина при различни скорости на затвора (на фигурата, ръчна настройка, докато AES го прави автоматично).
За разлика от DGS, настройката се извършва не чрез регулиране на светлинния поток, влизащ в матрицата, а чрез регулиране на скоростта на затвора, продължителността на натрупване на електрически заряд върху матрицата.
но възможностите на електронния затвор са много по -слаби от автоматичното управление на ириса,затова в открити пространства, където нивото на светлината варира от здрач до ярка слънчева светлина, е по -добре да се използват камери с DGS. Видеокамерите с електронни щори са оптимални за помещения, където нивото на осветеност се променя леко с течение на времето.
Характеристиките на електронния затвор не се различават много от различните модели. Полезна функция е възможността за ръчно регулиране на скоростта на затвора (експозиция), тъй като при условия на слаба светлина ниските стойности се задават автоматично и това води до замъглени изображения на движещи се обекти.
Sens-UP (или DSS)
Това е функция за натрупване на матричния заряд в зависимост от нивото на осветеност, т.е.увеличаване на неговата чувствителност за сметка на скоростта. Необходимо е за заснемане на висококачествена картина при условия на слаба осветеност, когато проследяването на високоскоростни събития не е критично (на обекта за наблюдение няма бързо движещи се обекти).
Тя е тясно свързана с описаната по -горе скорост на затвора (експозиция). Но ако скоростта на затвора е изразена във времеви единици, тогава Sens -UP - във коефициента на увеличаване на експозицията (xN): времето за натрупване на заряд (експозиция) се увеличава с N пъти.
Разрешение
Докоснахме темата за резолюциите на камерите за видеонаблюдение в последната статия. Разделителната способност на камерата всъщност е размерът на полученото изображение. Измерва се или в TVL (телевизионни линии), или в пиксели. Колкото по -висока е разделителната способност, толкова повече подробности можете да видите във видеото.
Разделителна способност на видеокамерата в TVLе броят на вертикалните линии (преходи на яркостта), поставени хоризонтално в картината. Счита се за по -точен, защото дава представа за размера на изходното изображение. Докато разделителната способност в мегапиксели, посочена в документацията на производителя, може да подведе купувача - тя често се отнася не до размера на крайното изображение, а до броя пиксели на матрицата. В този случай трябва да обърнете внимание на такъв параметър като "Ефективен брой пиксели"
Разделителна способност на пикселитее размерът на картината хоризонтално и вертикално (ако е посочен като 1280 × 960) или общият брой пиксели в картината (ако е посочен като 1 MP (мегапиксел), 2 MP и т.н.). Всъщност разделителната способност в мегапиксели е много лесна за получаване: трябва да умножите броя на пикселите хоризонтално (1280) по броя вертикално (960) и да разделите на 1 000 000. Общо 1280 × 960 = 1,23 MP.
Как да конвертирате TVL в пиксели и обратно? Няма точна формула за преобразуване. За да определите разделителната способност на видеото в TVL, трябва да използвате специални тестови таблици за видеокамери. За приблизително представяне на съотношението можете да използвате таблицата:
Ефективни пиксели
Както казахме по -горе, често размерът в мегапиксели, посочен в характеристиките на видеокамерите, не дава точна представа за разделителната способност на полученото изображение. Производителят посочва броя на пикселите на матрицата (сензора) на камерата, но не всички от тях участват в създаването на картината.
Затова беше въведен параметърът „Брой (брой) ефективни пиксели“, който само показва колко пиксела образуват крайното изображение. Най -често тя съответства на реалната разделителна способност на полученото изображение, въпреки че има изключения.
IR (инфрачервено) осветление, IR
Позволява ви да снимате през нощта. Възможностите на матрицата (сензора) на камерата за видеонаблюдение са много по -високи от тези на човешкото око - например камерата може да „вижда“ в инфрачервено излъчване. Този имот започна да се използва за заснемане през нощта и в неосветени / слабо осветени помещения. Когато се достигне определено минимално осветление, видеокамерата превключва в режим на снимане в инфрачервения диапазон и включва инфрачервеното осветяване (IR).
IR светодиодите са вградени в камерата, така че светлината от тях да не влиза в обектива на камерата, а да осветява зрителния ъгъл.
Изображение, заснето при условия на слаба светлина с помощта на инфрачервено осветление, винаги е черно -бяло. Цветните камери, които поддържат нощно снимане, също превключват на черно -бели.
Стойностите на IR осветлението във видеокамерите обикновено се дават в метри - тоест на колко метра от камерата осветлението ви позволява да получите ясно изображение. IR осветителите за дълги разстояния се наричат IR осветители.
Какво е Smart IR, Smart IR?
Интелигентното IR осветление (Smart IR) ви позволява да увеличавате или намалявате мощността на инфрачервеното излъчване в зависимост от разстоянието до обекта. Това се прави, така че обектите, които са близо до камерата, да не бъдат преекспонирани във видеото.
IR филтър (ICR), дневен / нощен режим
Използването на инфрачервено осветление за снимане през нощта има една особеност: матрицата на такива камери се произвежда с повишена чувствителност към инфрачервения диапазон. Това създава проблем за снимане през деня, тъй като матрицата регистрира инфрачервения спектър през деня, което нарушава нормалния цвят на полученото изображение.
Следователно такива камери работят в два режима - ден и нощ. През деня матрицата е покрита с механичен инфрачервен филтър (ICR), който се отрязва инфрачервено излъчване... През нощта филтърът се измества, което позволява на лъчите от инфрачервения спектър да достигат безпрепятствено до сензора.
Понякога превключването на дневен / нощен режим се осъществява в софтуер, но това решение дава изображения с по -ниско качество.
ICR филтърът може да бъде инсталиран и в камери без инфрачервено осветление - за да прекъсне инфрачервения спектър през деня и да подобри цветопредаването на видео.
Ако фотоапаратът няма IGR филтър, тъй като първоначално не е проектиран за снимане през нощта, той не може да бъде добавен към функцията за нощно снимане, като просто закупите отделен модул с инфрачервено осветление. В този случай цветът на видеото през деня ще бъде значително изкривен.
Чувствителност (чувствителност към светлина, минимално осветление)
За разлика от камерите, където чувствителността към светлина се изразява чрез параметъра ISO, светлинната чувствителност на камерите за видеонаблюдение е най -често изразено в апартаменти (Lux)и означава минималната осветеност, при която камерата е в състояние да произвежда видео с добро качество - ясно и без шум. Колкото по -ниска е стойността на този параметър, толкова по -висока е чувствителността.
Камерите за видеонаблюдение се избират в съответствие с условията, при които се планира да се използват: например, ако минималната чувствителност на камерата е 1 лукс, тогава няма да е възможно да се получи ясно изображение през нощта без допълнителна инфрачервена връзка осветление от него.
| Условия | Ниво на осветеност |
| Естествена светлина на открито в слънчев ден без облаци | над 100 000 лукса |
| Естествено осветление на открито в слънчев ден с леки облаци | 70 000 лукса |
| Външно естествено осветление при облачно време | 20 000 лукса |
| Магазини, супермаркети: | 750-1500 лукса |
| Офис или магазин: | 50-500 лукса |
| Хотелски зали: | 100-200 лукса |
| Паркинги, складове | 75-30 лукса |
| прах | 4 лукса |
| Добре осветена магистрала през нощта | 10 лукса |
| Зрителските места в театъра: | 3-5 лукса |
| Болница през нощта, дълбок здрач | 1 апартамент |
| Пълнолуние | 0,1 - 0,3 лукса |
| Лунна нощ (четвърт луна) | 0,05 лукса |
| Ясна безлунна нощ | 0,001 лукса |
| Облачна безлунна нощ | 0,0001 лукса |
Съотношението сигнал / шум (S / N) определя качеството на видео сигнала. Видео шумът се появява в резултат на лошо осветление и прилича на цветен или черно -бял сняг или зърнестост.
Параметърът се измерва в децибели. Снимката по-долу показва доста добро качество на изображението вече при 30 dB, но в съвременните камери за получаване на висококачествено видео S / N трябва да бъде поне 40 dB.
DNR намаляване на шума (3D-DNR, 2D-DNR)
Естествено, проблемът с наличието на шум във видеото не остана незабелязан от производителите. В момента има две технологии за потискане на шума в картината и съответното подобряване на изображението:
- 2-DNR. По -стари и по -малко напреднали технологии. По принцип се отстранява само шумът в близкото поле, освен това понякога изображението е леко замъглено поради почистване.
- 3-DNR. Най -новите технологии, който работи по сложен алгоритъм и премахва не само в близост до шум, но и сняг и зърно в далечния фон.
Скорост на кадрите, fps (битрейт)
Скоростта на кадрите влияе върху гладкостта на видеоизображението - колкото по -високо е, толкова по -добре. За да се постигне гладка картина, е необходима честота от поне 16-17 кадъра в секунда. Стандартите PAL и SECAM поддържат честота на кадрите при 25 кадъра в секунда, докато стандартът NTSC поддържа 30 кадъра в секунда. За професионалните камери честотата на кадрите може да достигне до 120 кадъра в секунда и по -висока.
Трябва обаче да се има предвид, че колкото по -висока е честотата на кадрите, толкова повече място ще бъде необходимо за съхраняване на видеоклипа и толкова повече каналът за предаване ще бъде зареден.
Компенсация на подсветката (HLC, BLC, WDR, DWDR)
Честите проблеми с видеонаблюдението са:
- отделни ярки обекти, които попадат в рамката (фарове, лампи, фенери), които осветяват част от изображението и поради което важни детайли не могат да се видят;
- твърде ярко осветление на заден план (слънчева улица зад вратите на стаята или извън прозореца и т.н.), на фона на която близките обекти изглеждат твърде тъмни.
За решаването им има няколко функции (технологии), използвани в камерите за наблюдение.
HLC - Висока светлинна компенсация.Сравнете:
BLC - Компенсация на задното осветление.Той се реализира чрез увеличаване на експонацията на цялото изображение, в резултат на което обектите на преден план стават по -светли, но фонът е твърде светъл, невъзможно е да се видят детайлите в него.
WDR (понякога наричан още HDR) означава Wide Dynamic Range.Използва се и за компенсиране на подсветката, но по -ефективно от BLC. Когато използвате WDR, всички обекти във видеото имат приблизително еднаква яркост и яснота, което ви позволява да видите не само предния план в детайли, но и фона. Това се постига поради факта, че камерата прави снимки с различни експозиции и след това ги комбинира, за да получи рамка с оптимална яркост на всички обекти.
D -WDR - софтуерна реализация на широк динамичен диапазон, което е малко по-лошо от пълноценния WDR.
Класове на защита IK (вандалоустойчив, антивандален) и IP (срещу влага и прах)
Този параметър е важен, ако изберете камера за външно видеонаблюдение или в помещение с висока влажност, прах и т.н.
IP класове- това е защита срещу проникване на чужди предмети с различни диаметри, включително прахови частици, както и защита срещу влага. КласовеИ К- това е антивандална защита, т.е.от механично въздействие.
Най -често срещаните външни охранителни камери са IP66, IP67 и IK10.
- Клас на защита IP66: Камерата е напълно прахоустойчива и защитена от силни водни струи (или морски вълни). Водата навлиза в малки количества и не пречи на работата на видеокамерата.
- Степен на защита IP67: Камерата е напълно прахоустойчива и може да издържи на краткосрочно пълно потапяне под вода или дългосрочно излагане на сняг.
- Вандалоустойчив клас на защита IK10: корпусът на камерата ще издържи на удара от 5 кг товар от височина 40 см (енергия на удара 20 J).
Скрити зони (Маска за поверителност)
Понякога се налага да се скриете от наблюдението и записването на някои области, които попадат в полезрението на камерата. Най -често това се дължи на защитата на личния живот. Някои модели камери ви позволяват да регулирате параметрите на няколко такива зони, обхващащи определена част или части от изображението.
Например, на снимката по -долу, прозорците на съседната къща са скрити в изображението на камерата.
Други функции на камерите за видеонаблюдение (DIS, AGC, AWB и др.)
OSD меню- възможност за ръчно регулиране на много параметри на камерата: експозиция, яркост, фокусно разстояние (ако има такава опция) и т.н.
- снимане при условия на слаба светлина без инфрачервено осветление.
DIS- функция за стабилизиране на изображението от камерата при снимане в условия на вибрация или движение
EXIR технология- Инфрачервена технология за осветяване, разработена от Hikvision. Благодарение на него се постига по -голяма ефективност на подсветката: по -дълъг обхват с по -ниска консумация на енергия, разсейване и т.н.
AWB- автоматично регулиране на баланса бялв изображението, така че цветопредаването да е възможно най -близо до естественото, видимо за човешкото око. Особено актуално за помещения с изкуствено осветление и различни източници на светлина.
AGC (AGC)- автоматичен контрол на усилването. Използва се, за да се гарантира, че изходният видеопоток от камерите е винаги стабилен, независимо от силата на входния видео поток. Най -често се изисква усилване на видео сигнала при условия на слаба осветеност, а намаляване - напротив, когато светлината е твърде силна.
Детектор за движение- благодарение на тази функция камерата може да се включва и записва само при движение на обекта на наблюдение, както и да предава алармен сигнал при задействане на детектор. Това помага да се спести място за съхранение на видео на видеорекордера, да се облекчи каналът за предаване на видео поток и да се организира известие на персонала за настъпило нарушение.
Вход за аларма на камерата- това е възможността за включване на камерата, стартиране на видеозапис при възникване на събитие: задействане на свързан сензор за движение или друг сензор, свързан към него.
Алармен изходви позволява да задействате реакция на алармено събитие, записано от камерата, например да включите сирената, да изпратите предупреждение по пощата или SMS и т.н.
Не намерихте характеристиката, която търсите?
Опитахме се да съберем всички често срещани характеристики на камерите за видеонаблюдение. Ако не сте намерили тук обяснение на някой параметър, който не разбирате, напишете в коментарите, ние ще се опитаме да добавим тази информация към статията.
сайт
Както конвенционалните филмови камери, така и съвременните цифрови фотоапарати имат система с оптични лещи, бленда и затвор. Можем да кажем, че от гледна точка на основната схема на фотографското устройство малко се е променило с появата на цифрово фотографско оборудване: светлинните лъчи се събират в обектива и след това се насочват през отвора (диафрагмата) към фоточувствителния елемент (сензор). В тази схема затворът и блендата са елементи, невидими за очите на фотографа, които въпреки това оказват огромно влияние върху резултата от снимането. Защо тези елементи, добре познати от филмовите устройства, са запазени в съвременното цифрово фотографско оборудване? За какво са необходими? Как работят блендата и затворът в цифров фотоапарат?
Целта на затвора и блендата
Портал- Това е един от основните механизми на цифров фотоапарат, който е отговорен за предаването на светлинни лъчи към фоточувствителния елемент (матрица) за определен период от време, когато фотографът натисне бутона на затвора. Основната цел на затвора е да регулира продължителността на преминаването на светлината през оптичната система на камерата.
Времето, през което затворът на камерата се отваря, се нарича скорост на затвора или време на експозиция. Ако скоростта на затвора е по -малка от секунда, тя се посочва като знаменател на фракцията, обозначаваща част от секундата. Например 1/125 от секундата или 1/30 от секундата. Капаците, инсталирани в цифрови фотоапарати, могат да се затварят и отварят с висока скорост, като по този начин регулират времето на експозиция на матрицата, тоест скоростта на затвора, с висока точност.
- Електронен затвор
Ако във филмови камери е инсталиран механичен затвор, който отваря и затваря завесите, ограничавайки ефекта на светлината върху филма, то в цифровите фотоапарати ролята му се играе от електронен затвор. Почти всички цифрови фотоапарати са оборудвани с този електронен еквивалент на затвора, който е вграден директно в сензора на камерата.
Това е един вид превключвател, който включва сензора за приемане на светлинния поток в точното време и го изключва по команда на процесора. Електрониката и процесорът на камерата контролират напълно работата на такъв затвор. Особеността на електронния затвор е, че светлината удря постоянно матрицата, което прави възможно по -специално прехвърлянето на изображението от матрицата към LCD на камерата. Когато се задейства електронният затвор, изображението от матрицата на камерата се отчита за определен период от време. Този интервал между нулиране на матрицата и момента, в който електронната информация се отчита от нея, в този случай е времето на задържане.
Предимството на използването на електронни капаци в съвременните цифрови фотографски технологии е, че те могат да се използват за постигане на много кратки експозиции. Такъв затвор, по -специално, може да работи със скорост на затвора до 1/8000 или 1/15000 s. В допълнение, електронният затвор работи безшумно и без вибрации.
Той обаче има и своите недостатъци. Това е преди всичко ниско качество, свързано с различни изкривявания на изображението, причината за които е последователното отчитане на клетките на матрицата. Поради постоянното излагане на светлина, електронният затвор е предразположен към призраци, цъфтеж и други неприятни ефекти. Ето защо в усъвършенстваните компактни фотоапарати и професионалните цифрови устройства, освен електронен затвор, винаги има традиционен механичен затвор. Евтините цифрови фотоапарати използват само електронен затвор.
Въпреки появата на цифрова фотография с електронни щори, контролирани от мощни процесори, механичният затвор не е в миналото. Все още се използва в прилични цифрови фотоапарати, само че сега е сдвоен с електронен. Синхронната работа на тези два затвора дава възможност за постигане на бързи скорости на затвора, като същевременно се избягва появата на призраци около контрастни изображения. В професионалните DSLR и усъвършенствани компакти, електронният затвор се използва само за ултра къси експозиции, но най-вече механичният работи.
В допълнение към факта, че механичният затвор дозира светлината, падаща върху фоточувствителния елемент на камерата, той служи и за допълнителна защита на матрицата от прах и мръсотия. В крайна сметка матрицата е най -скъпият елемент на цифров фотоапарат, особено когато идваза професионална камера. Самият механичен затвор има определен ресурс от работа и с течение на времето се разпада.
По своя дизайн механичните капаци традиционно се делят на два вида - централни и пердета (с фокусна равнина). Централният затвор обикновено се монтира между лещите на обектива. Той използва капаци под формата на тънки венчелистчета, които отварят светлинния отвор на лещата от оптичната ос към ръбовете и се затварят в обратна посока. Това осигурява равномерно разпределение на осветеността в цялото поле на рамката. Най -голяма ефективност притежава централният затвор, при който щорите за защита от светлина работят с най -висока скорост.
Централният затвор има доста предимства: няма изкривяване на изображението в резултат на работа, равномерно разпределение на осветеността и добра устойчивост на температурни колебания. Въпреки това, в сравнение с щорите, централните имат по -ниска ефективност и по -ниска минимална скорост, тоест по -бавна мигновена експозиция.
Що се отнася до завесата или щората на фокусната равнина, тя използва непрозрачен затвор, състоящ се от две части, разделени от напречен прорез. Тази цепка е мястото, където светлината от обектива влиза. При задействане на затвора завесите се движат едно след друго: първият светлинен затвор отваря прозореца на рамката, а другият съответно го затваря. Скоростта на затвора тук зависи от ширината на процепа.
Основните предимства на завесата за завеси са нейната висока ефективност (може да достигне 95%) и способността да се изработват кратки експозиции (до 1/1250 s при някои модели). Но при снимане на бързо движещи се обекти, използването на затвора във фокусна равнина често води до изместване и изкривяване на отделни елементи на изображението. Капаците на завесите се характеризират и с факта, че са по -податливи на температурни колебания.
- Електронно-оптичен затвор
Някои модели цифрови фотоапарати използват електронен затвор вместо механичен затвор с електронен затвор. Това е течен кристал, който се намира между две паралелно поляризирани плочи. Чрез него светлинният поток преминава към усилвателя на изображението на камерата. Когато се приложи напрежение върху тънкото проводимо отлагане на вътрешната повърхност на плочите, възниква електрическо поле, което променя поляризационната равнина на течния кристал с 90 градуса. В резултат на това се осигурява максимална непрозрачност на кристалите и в резултат на това затворът с течни кристали се затваря. При липса на напрежение светлината навлиза в матрицата през течния кристал. Тъй като тук няма механични елементи, електрооптичният затвор е доста надежден и прост.
Бленда на цифров фотоапарат
Диафрагмата в класическата си форма е проектирана като непрозрачен капак, образуван от тънки метални остриета, движещи се към центъра на обектива. Това е така наречената диафрагма на ириса. Тънките венчелистчета, подредени в кръг по ръба на лещата, се въртят и по този начин увеличават или намаляват отвора, през който навлиза светлината. Колкото повече са отворени перките на блендата, толкова повече светлина преминава към фоточувствителния елемент. Контролът на блендата в цифровите фотоапарати може да се извършва в ръчен или автоматичен режим.
Ръчното управление на блендата обикновено се осъществява под формата на пръстен върху външната повърхност на цевта на обектива, върху който е отбелязана скалата за номера на блендата. Когато завъртите пръстена на блендата, лопатките се движат. В този случай всеки преход от една стойност на f-числото към съседна стойност осигурява промяна в количеството светлина, преминаващо през обектива точно два пъти. Режимът с приоритет на блендата е много удобен, когато можете сами да настроите блендата, а камерата автоматично ще зададе всички други параметри на снимане. Контролът на блендата в автоматичен режим се извършва с помощта на електрониката на камерата, като се изхожда от анализа на специфичните условия на фотографията.
Промяната на блендата засяга две ключови свойства на изображението едновременно - бленда и дълбочина на рязкост. Блендата се разбира като максималното количество светлина, което даден обектив е способен да пропуска. При дневна светлина не е трудно да регулирате и контролирате блендата на цифров фотоапарат. Но при условия на слаба осветеност, например, когато снимате в тъмна стая, фотографът трябва да снима с голям отвор на блендата, така че снимката да не се окаже тъмна. Това изисква гъвкав контрол на блендата, за да се компенсира липсата на светлина.
Размерът на блендата също определя областта, която ще изглежда рязка на снимката. С други думи, блендата определя дали фонът в картината ще бъде размазан или остър. Например, малка бленда се използва за размазване на фона и перспективата. Дълбочината на рязкост се простира от центъра до ръба на изображението, така че колкото по -близо до ръба на изображението, толкова по -размазан ще бъде обектът. Напротив, голяма бленда се използва, когато всичко трябва да изглежда рязко на снимка. Като цяло контролът на блендата дава на фотографа пълна свобода на действие и широко поле за творчески експерименти.
Говорейки за затвора и блендата на цифров фотоапарат, трябва да се отбележи, че в някои съвременни фотоапарати диафрагмата може да се комбинира с централен затвор. В този случай механизмът на блендата се задейства точно в момента на освобождаване на затвора, а перките на затвора в същото време се отклоняват на разстояние, което съответства на зададената стойност на блендата. Но такива комбинирани капаци-диафрагми с регулиране на големината и продължителността на отваряне на светлинния отвор се инсталират главно в камерите за начално ниво. Въпреки че осигуряват голяма компактност на фотографското оборудване.
Проблемът е, че поради своята конструкция комбинираният механизъм с бленда може да работи само с двойки експозиция, като например дълга експозиция - минимална относителна бленда или къса скорост на затвора - максимална относителна бленда. Тази линейност на параметрите на експонация води до факта, че например при условия на слаба осветеност камерата ще използва дълги експозиции с отворена бленда, което естествено ще се отрази негативно на качеството на снимката. В допълнение, капаците на блендата не могат да осигурят широк диапазон от скорости на затвора и отвори.
Затворът и блендата остават основните механизми на фотографския апарат в епохата цифрови технологии... Наред с характеристиките на обектива, затворът и блендата до голяма степен определят качеството на фотографското изображение. Възможността за ръчно регулиране на блендата и скоростта на затвора предоставя на фотографа място за творчески експерименти и фина настройка на цифровата камера за специфични условия на снимане.
За разлика от всичко, и в същото време толкова познат на съвременните хора - звукът на затвора (затвора) на камерата. Този звук стана толкова разпознаваем, че стана синоним на фотографията, имитира се по цифрови аналози и мобилни телефони по електронен път. Замисляли ли сте се за мистериозния процес зад този звук?
Работа на затвора в SLR фотоапарати
Има три основни компонента на затвора за камера: огледало, долна завеса и горна завеса. Когато гледате през визьора, така наречените SLR камери, по същество виждате изображението директно от обектива, преминаващ през група огледала. Когато натиснете спусъка, огледалото се повдига за кратко, за да може светлината да удари матрицата / филма. Ето защо картината изчезва във визьора - в този момент става тъмно.
След като огледалото се издигне нагоре, малка завеса започва да се движи отгоре надолу, излагайки матрицата / филма зад него. След това друга завеса пада надолу, покривайки цялата матрица / филм. В зависимост от зададената скорост на затвора, този процес може да варира във времето. Понякога може да стане много бързо.
И така - втората завеса затваря матрицата, огледалото пада надолу, връщайки се на първоначалното си място, завесите заемат първоначалното си положение. Цялото това действие, от момента на повдигане на огледалото до връщането му, е цикълът на затвора.
SLR камери
Работа на затвора без DSLR
За разлика от SLR камерите, без SLR камери няма огледална система или пента призма. Всъщност, затова този тип камера се нарича без SLR. Матрицата в такива устройства е постоянно изложена на светлината, преминаваща през лещата. Поради тази причина не-SLR фотоапаратите използват LCD екран или електронен визьор.
Веднага щом потребителят натисне бутона на затвора, долната завеса се повдига нагоре, за да затвори сензора. След това същата завеса започва да се спуска и в този момент се извършва експозицията. След това втората завеса се спуска и затваря матрицата. След като вторият затвор затвори сензора, експонацията приключва и капаците се връщат в първоначалното си положение.
Графичен пример за един цикъл за няма SLR камери
Необходим ли е механичен затвор?
Преди ерата на цифровите сензори беше много важно да се оборудва камерата със затвор. Това се дължи на факта, че филмът не може просто да се включи и след това да се изключи. Фотографският филм и филмът са много чувствителни към светлина и всяко, дори кратко излагане на светлина е изпълнено с последствия. Разбира се, в днешно време технологията дава възможност напълно да се откаже от механичен затвор в камери от определена категория.
Класически пример за такива, без капаци, са потребителските камери - ръчни устройства и мобилни телефони. Камери от този вид обикновено са по -шумни от класическите им колеги. Това се дължи на факта, че в такива камери захранването постоянно се подава към матрицата. Трябва също така да се има предвид, че колкото по -висока е ISO стойността, толкова по -шумно ще бъде изображението и това се отнася за всеки тип камера.
Най-вероятно в близко бъдеще технологията ще ви позволи да получите изображения с професионално качество, използвайки камери без капаци, но в момента те все още са далеч от професионално качество.
Как работи затворът при заснемане на видео
Механизмът на действие на затвора за заснемане на видео е много различен от принципа на действие на затвора за фотография. Това се дължи на факта, че конвенционалната камера е в състояние да активира механизма на затвора приблизително шест пъти в секунда. Задействащият механизъм е просто твърде бавен за видео, което обикновено записва 25 или 30 кадъра в секунда. Следователно завесите и механизмите на огледалата са отворени през цялото време. Затворът се реализира въз основа на регулиране на времето за четене на информация от матрицата. Това е електронният затвор. Експозицията се определя от времето между изхвърлянето на матрицата и момента на четене на информация от нея. Съответно матрицата се нулира след всеки кадър.
Какво е Global Shutter?
Може би името подсказва факта, че това е един от типовете затвори, но всъщност взаимодействието на Global Shutter и матрицата е много важен момент. Що се отнася до сензорите за видеокамера, има два основни типа сензори, които трябва да знаете - CMOS и CCD.
CMOS - CMOS (допълнителен полупроводников метален оксид) матрица, най -често срещана в категорията полупрофесионални камери. И трябва да призная, те са много проблематични. Това се дължи на принципа на работа на CMOS матрицата. Той чете информация от пиксели, движещи се от горния ляв ъгъл до долния десен ъгъл. Това създава проблем, тъй като ако обектът се движи бързо по време на снимане, изходът е изкривено изображение. При такива обстоятелства Rolling Shutter (както се нарича) създава "желе" ефект, който е брак от професионална гледна точка. И този ефект е особено очевиден при заснемане на видео.
Друг тип сензор - CCD - CCD (Charge Coupled Device) записва целия кадър. Това е т.нарГлобален затвор. Как работи Global Shutter подобно на работата на филмова камера - целият кадър се записва, като по този начин се елиминира деформацията на изображението. Поради товаГлобален затвор създава по-реалистично и висококачествено изображение.
В наши дни на беззеркални камери е инсталиран електронен затвор. Това нещо може да съсипе цялата ви стрелба, ако не разбирате къде е подходящо и къде не.
Тази снимка показва класическия електронен затвор. Снимайте ръчно при 1/18 000 от секундата в серия, при f / 1,2 при 84 мм фокусно разстояние (EGF) и минимално ISO. Както можете да си представите, имаше твърде много светлина, за да се снима при такава отворена бленда, а на класическа камера, ограничена със скорост на затвора от 1/8000 секунда (а за много DSLR и UPC, в най -добрия случай, 1/4000) щеше да има да се използва неутрален филтър, който... .
На BZK, с който направих този кадър, беше възможно да се включи електронният затвор, с който скоростта на затвора стана до 1/32 000 от секундата. Изглежда, че е добре, но ... както виждате, има нюанси.
Изводът е, че времето, когато пикселите в началото на матрицата спряха да се четат и когато в края е значително различно. Оказва се, че част от кадъра е направен по -рано, а част по -късно и всяко движение в кадъра се деформира. Ето защо стабилизаторът е МНОГО полезен за фотоапарати с възможност за използване на електронен затвор - в обектива или на матрицата. Stub ви позволява да поддържате картината на ниво и да "разбиете" повече или по -малко статичен сюжет е по -трудно.
При снимане с окабеляване, при използване на електронен затвор се получава следният забавен ефект:
Всичко, с изключение на основния обект "подчинен в кадъра", е наклонен. И съдейки по наклона, между другото, прекъсването на четенето става отгоре надолу. Тоест, първо, горната част на рамката се отстранява и постепенно се фиксира към дъното. Има и трети проблем.
Електронният затвор също се страхува от флуоресцентни лампи, поради тяхното трептене - ефект може да се получи, когато яркостта на снимката плува през рамката на ивици, сякаш снимката е направена през щорите. И тук много зависи от светлината и сензора, ефектът може да бъде много изразен или едва забележим само при обръщане.
И накрая, на повечето съвременни UPC не можете да снимате в студиото в режим на електронен затвор. Ефектът е същият като избора на грешна скорост на X -синхронизация - част от кадъра е осветена, а част в пълна тъмнина.
Като цяло ще обобщя. Електронният затвор е готин - позволява ви да използвате камерата в „безшумен режим“, да снимате незабелязано, да използвате по -бързи скорости на затвора, но в същото време може да развали кръвта. Не си струва да снимате динамиката с него и дори хора, скачащи на батут. Можете да снимате балет в този режим, статични портрети също на ярко слънце, но веднага щом движението влезе в кадъра ... проблемите започват. И тези проблеми до голяма степен зависят от това каква камера и какъв сензор.
Както разбирам, сензорите се подобряват и например най -новият композитен сензор е инсталиран в компактния Sony RX100 M4, който чете цялата картина наведнъж. Все още не съм виждал камерата, според рецензиите на западни колеги, тя практически няма проблеми с работата на електронния затвор, а по същата причина няма спускащ се затвор при заснемане на видео. Но това все пак е сапунена чиния. Ще видим, когато многослойните сензори стигнат до по -сериозни камери.
По отношение на актуалните огледални камери, всичко варира значително, трябва да проверите моделите поотделно. За някои проблемът е по -изразен, за други е по -малко - зависи, очевидно, от скоростта, с която данните се четат от матрицата.
И двата кадъра - отхвърляне от задкулисието от снимките на видеото към сингъла "Лято" Родиона Газманова , който. И ние ще публикуваме подкрепата малко по -късно, има много готини моменти, в които успях да проверя много от чиповете на една от чисто новите огледални камери, от тези, които сега са на моите тестове. Има планове за преглед на Fujifilm X-T10 и Sony A7-II скоро, а 42-мегапикселовият A7R-II е на път.
Скоро ще публикувам преглед на обектива Olympus 75mm f / 1.8, а в понеделник смятам да направя преглед на новия 14-150. Всичко вече е написано, остава да се навакса тук.
Е, по темата на поста исках да попитам: използвате ли безшумния режим на камерата или бихте искали да го използвате?
Скъпи приятели, днес искаме да ви кажем каква е разликата между електронен и механичен затвор. На някои камери можете да избирате между електронно и механично освобождаване на затвора. Електронният затвор позволява контрол на експозицията чрез включване и изключване на сензора на камерата при задействане. Механичният затвор използва традиционна предна и задна завеса, разположена пред сензора, която се отваря и затваря, за да регулира експозицията.
Електронен затвор
Тиха работа
Предимството му е безшумната му работа, тъй като вътрешните части не се движат по време на настройката на експозицията. Това е важно в случаите, когато звукът от механично освобождаване на затвора може да привлече вниманието на субекта, например при заснемане на дива природа отблизо, спортни събития или когато фотографът трябва да остане незабелязан.
Повишена честота на кадрите
В електронния затвор няма механични части, така че честотата на кадрите може да бъде по -висока от тази, получена с механичен затвор. Например, Nikon 1 V3 може да снима при 20 кадъра в секунда с електронен затвор и 6 кадъра в секунда с механичен затвор.
Намалено трептене / размазване
Движението на предната завеса на механичните капаци или ударът на огледалото причиняват незначителни вибрации, които при камерите с висока разделителна способност могат да доведат до треперене или замъгляване на изображенията. Когато снимате със статив с помощта на електронния затвор, трептенето на фотоапарата и замъгляването на изображението се намаляват, тъй като физическите предмети във фотоапарата не се движат.
Механичен затвор
Намаляване на хоризонталните изкривявания на затвора
Когато снимате с бърза скорост на затвора на обекти, преминаващи покрай или по време на бързо панорамиране, CMOS сензорът може да създаде хоризонтално изкривяване на затвора. Когато се използва електронен затвор, CMOS сензорът се включва и сканира последователно ред по ред, а при заснемане на бързо движещи се обекти в изображението се показва изкривяване, например се вижда следа на голфър, който е изпуснал тоягата си за голф. Ако при снимане с бърза скорост на затвора се използва механичен затвор, предните и задните завеси са толкова близки една до друга, че само фрагмент (лента) от сензора се излага в даден момент. Това помага за намаляване на хоризонталните изкривявания на затвора.
Увеличаване на скоростта на синхронизиране на светкавицата
Синхронизирането със светкавица често е по -бързо с механични щори, отколкото с електронни. Това се дължи на характеристиките на електронния затвор и честотата на сканиране на матрицата. Когато снимате на открито при ярка светлина и използвате най -бързата скорост на синхронизиране на светкавицата, най -добре е да работите с механичен затвор. Например, максималната скорост на синхронизиране на светкавицата при използване на механичен затвор Nikon 1 V3 е 1/250 s, а при използване на електронен затвор е 1/60 s.
Хареса ли ви статията? Задавайте въпроси и не забравяйте
Един от основните механизми на цифровите фотоапарати е затворът, неговото функционално предназначение е да предава при натискане на бутон светлинни лъчи към матрицата, която е фоточувствителен елемент. Светлинните лъчи се предават за определен период от време. Този период от време, през който се отваря затвора, се нарича " откъс". Характерна особеност на цифровите устройства е инсталирането на капаци, които могат да се затварят и отварят с много висока скорост, поради което времето на експозиция (матрично осветяване) се регулира с висока точност. За специалистите е много важно фотографското оборудване да има такава точност, както и широк диапазон. При по -ниски скорости на затвора повече светлина влиза в матрицата. Затворът на съвременните цифрови фотоапарати, особено за професионална употреба, може да контролира добре скоростта на затвора. В същото време този елемент предпазва матрицата от отблясъци, които могат да възникнат при четене на изображението, в самото начало на експозицията.
Видове затваряния
Вентилите могат да се различават по своя дизайн, както и по принципа на затваряне. Според такива характеристики тези елементи са разделени на електронни и механични. В различни модели цифрово фотографско оборудване е инсталиран електронен затвор, той е вграден директно в сензора на камерата.
Електронен затвор
В подходящия момент той включва сензора, за да получи светлинния поток, и след това го изключва по команда на процесора. Работата на такъв затвор се контролира от процесора на камерата и неговото електронно оборудване. Когато използвате такива електронен елементсветлинният поток постоянно удря матрицата, благодарение на което изображението от матрицата се предава на LCD дисплея на цифровия апарат. Такова изображение се чете за определено време, което продължава между нулирането на матрицата и момента, в който се чете електронната информация. Този път е скоростта на затвора, с която се характеризира камерата. Благодарение на електронните щори, фотографът може да използва бързи скорости на затвора, дори до 1 / 15000s. Електронният затвор се характеризира с липса на шум и вибрации. Единственото нещо е, че когато използвате такъв затвор, можете да наблюдавате ниско качество на изображението, тъй като клетките на матрицата се четат последователно. За да се избегне изкривяване на изображението, такива неприятни ефекти като ореол, цъфтеж, професионално фотографско оборудване също са снабдени с механичен затвор.
Механичен затвор
Осигурява допълнителна защита на матрицата от фини замърсявания и прах. Той също така изпълнява такава важна функция като дозиране на светлината, падаща върху фоточувствителния елемент на камерата, тоест върху матрицата. Благодарение на механичния затвор скъпата матрица запазва високите си технически качества. За такъв капак е характерен определен експлоатационен живот.
Механичните капаци също са разделени на две групи - завеси и централни.
Централен капак
Представлява структура от тънки плочи ( венчелистчета), отваряйки се към ръбовете и затваряйки се в обратна посока, така че светлинният поток се разпределя равномерно. Той се вписва между обективите на обектива. Най -ценните за професионалистите са онези клапани, при които клапаните се отварят много бързо.
Ролетни щори
Те имат по -висока скорост и по -висока мигновена експозиция. При проектирането на завесата за завеси се използват две части (завеси), които са отделени една от друга с прорез. Светлинен поток прониква в него от лещата. Когато се задейства прореза на затвора, първата му завеса отваря прозореца на рамката, втората се затваря. Скоростта на затвора зависи от ширината на празнината, която се образува между завесите. Принципът на капака на завесата, който премества завесите, може да изкриви някои обекти в картината. Но този затвор може да се справи с бързи експозиции и има висока ефективност.
Електронно-оптичен затвор
Цифровите фотоапарати могат да използват и електрооптичен затвор, който е течен кристал, разположен между две поляризирани плочи. Светлинен поток преминава през този кристал, след което той влиза в оптичния преобразувател.
Затворът е съществен елемент в работата на всяко фотографско оборудване. Основният принцип на действие на всякакъв вид щори е отварянето по време на фотографиране, предаването на светлинни лъчи. Когато светлинният поток удари фоточувствителния елемент, рамката се излага. Следващият етап- затворът се затваря, за да може да се направи следващият кадър. Затворът играе много важна роля в дизайна на камерата. ...
Други теми:
Покажете html код за вграждане в блога
Видове капаци на фотоапарати
Един от основните механизми на цифровите фотоапарати е затворът, функционалната му цел е да предава при натискане на бутон светлинни лъчи към матрицата, която е фоточувствителен елемент. Светлинните лъчи се предават за определен период от време. Този период от време
Откъс- времето, през което то остава отворено и предава светлина за излагане на чувствителен към светлина филм или матрицата на цифров фотоапарат.
Например, е един от двата основни начина за въздействие върху това колко светлина достига матрицата на камерата (), за разлика от. Но в допълнение към стойността на експозицията, използваната скорост на затвора зависи от това как изобразеният обект ще изглежда на картината (фиг. 1).
Ориз. 1 - Влияние на експозицията върху изобразения обект
При същата стойност на блендата скоростта на затвора от 1 / 125s е два пъти по -дълга от скоростта на затвора от 1 / 250s. Така върху матрицата ще пада два пъти повече светлина, т.е. експозицията при 1/125 s е с една крачка по -дълга, отколкото при 1/250 s.
Стойности, приети от скоростта на затвора на фотоапарата
При пълномащабна скорост на затвора всяка стъпка означава наполовина да намали количеството светлина: 30 s, 15 s, 8 s, 4 s, 2 s, 1 s, 1/2 s, 1/4 s, 1/8 s, 1/ 15 s, 1/30 s, 1/60 s, 1/125 s, 1/250 s, 1/500 s, 1/1000 s, 1/2000 s, 1/4000 s, 1/8000 s.
Тази скала не е приложима за всички камери. В някои може да е по -ограничено, в други ще се прилагат междинни стойности от една трета (1/3) или половината (1/2) от основната стъпка (1/30 - 1/40 - 1/50 - 1 /60).
Експозиции от 1/500 от секундата или по -малко обикновено се наричат " бърз", Експозиции от 1/15 s и повече -" бавен», Скоростта на ципа е по -малка от 1/1000 - „Свръхкратък“.
Показване на скоростта на затвора във фотоапарата
На дисплея на повечето камери например експозициите за части от секундата, например 1/500, се съкращават и просто се изписва „500“. Следователно може да възникне объркване, може да изглежда, че стойността "1000" показва скоростта на затвора два пъти по -голяма, въпреки че в действителност тя е два пъти по -кратка. Когато използвате скорости на затвора за секунди, близо до стойността се появява допълнителен знак - 30′. Трябва да свикнете с това и да внимавате да не бъркате 1/4 с и 4ʺ.
Характеристики на избора на правилната експозиция
Когато снимате от ръка при условия на слаба осветеност, е необходимо да ограничите движението на обекта и самата камера по време на експозицията, тъй като възниква фотографски дефект - разбъркване (смазване, разклащане, издърпване) (фиг. 2). За да се избегне такъв дефект, е необходимо да се гарантира, че знаменателят на стойността на скоростта на затвора в секунди не е по -малък от стойността на фокусното разстояние на обектива в милиметри. Например, когато снимате от ръка с 50 мм обектив, задайте скоростта на затвора на 1/50 s или по -малко. При снимане с 200 мм телеобектив - 1/200 сек.
Ориз. 2 - Пример за разбъркване Фотографски затвор
Времето на експонация се контролира от затвора на камерата.
Електронните и фокусни плоскостни капаци се използват в съвременните цифрови фотоапарати.
Електронен затвор
Електронният затвор не означава отделен механизъм, а принципът на измерване на експозицията чрез цифрова матрица. Скоростта на затвора се определя от времето между нулиране на матрицата и момента, в който информацията се отчита от нея. Този принцип позволява да се постигнат по-бързи скорости на затвора (включително скорости на синхронизация на светкавицата), без да са необходими скъпи високоскоростни механични щори. Този принцип се използва и при компактни цифрови фотоапарати.
Ориз. 3 - Затвор на камерата. 1 - Рамка на капака; 2 - Първата завеса; 3 - Втора завеса; 4 - Рамка прозорец; 5 - Механизмът за преместване на капаците. Най -често срещаният затвор е фокусен (фиг. 3). Скоростта на затвора се регулира от времето, което изтича между отварянето и затварянето на първата и втората завеса 2, 3. Когато спуснете затвора, първата завеса 2 се измества чрез механизъм 5, отваряйки пътя за светлинния поток. В края на посочената експозиция светлинният поток се блокира от втория затвор 3. При къси скорости на затвора вторият затвор започва да се движи, преди първият напълно да отвори прозореца на рамката 4. Пролуката, образувана между капаците, преминава през рамката прозорец, последователно го осветява. Времето на експозиция се определя от ширината на процепа. Принципът на действие на затвора с фокална равнина е показан в анимация 4.
Ориз. 4 - Ефект на затвора върху времето на експозиция Изход
Тъй като скоростта на затвора е един от най -важните параметри на експозицията, е необходимо правилно да се определи и контролира във всяка конкретна ситуация. В съвременните цифрови устройства скоростта на затвора може да бъде определена автоматично, чрез обектива (TTL измерване) или ръчно, въз основа на стойностите на измерване.
Скъпи приятели, днес искаме да ви кажем каква е разликата между електронен и механичен затвор. На някои камери можете да избирате между електронно и механично освобождаване на затвора. Електронният затвор позволява контрол на експозицията чрез включване и изключване на сензора на камерата при задействане. Механичният затвор използва традиционна предна и задна завеса, разположена пред сензора, която се отваря и затваря, за да регулира експозицията.
Електронен затвор
Тиха работа
Предимството му е безшумната му работа, тъй като вътрешните части не се движат по време на настройката на експозицията. Това е важно в случаите, когато звукът от механично освобождаване на затвора може да привлече вниманието на обекта, например при снимане на близко разстояние. дивата природа, спортни събития или когато фотографът трябва да остане незабелязан.
Повишена честота на кадрите
В електронния затвор няма механични части, така че честотата на кадрите може да бъде по -висока от тази, получена с механичен затвор. Например, Nikon 1 V3 може да снима при 20 кадъра в секунда с електронен затвор и 6 кадъра в секунда с механичен затвор.
Намалено трептене / размазване
Движението на предната завеса на механичните капаци или ударът на огледалото причиняват незначителни вибрации, които при камерите с висока разделителна способност могат да доведат до треперене или замъгляване на изображенията. Когато снимате със статив с помощта на електронния затвор, трептенето на фотоапарата и замъгляването на изображението се намаляват, тъй като физическите предмети във фотоапарата не се движат.
Механичен затвор
Намаляване на хоризонталните изкривявания на затвора
Когато снимате с бърза скорост на затвора на обекти, преминаващи покрай или по време на бързо панорамиране, CMOS сензорът може да създаде хоризонтално изкривяване на затвора. Когато се използва електронен затвор, CMOS сензорът се включва и сканира последователно ред по ред, а при заснемане на бързо движещи се обекти в изображението се показва изкривяване, например се вижда следа на голфър, който е изпуснал тоягата си за голф. Ако при снимане с бърза скорост на затвора се използва механичен затвор, предните и задните завеси са толкова близки една до друга, че само фрагмент (лента) от сензора се излага в даден момент. Това помага за намаляване на хоризонталните изкривявания на затвора.
Увеличаване на скоростта на синхронизиране на светкавицата
Синхронизирането със светкавица често е по -бързо с механични щори, отколкото с електронни. Това се дължи на характеристиките на електронния затвор и честотата на сканиране на матрицата. Когато снимате на открито при ярка светлина и използвате най -бързата скорост на синхронизиране на светкавицата, най -добре е да работите с механичен затвор. Например, максималната скорост на синхронизиране на светкавицата при използване на механичен затвор Nikon 1 V3 е 1/250 s, а при използване на електронен затвор е 1/60 s.
Хареса ли ви статията? Задавайте въпроси и не забравяйте
Използват се съвременни цифрови фотоапарати щори във фокална равнина от тип фокална равнина с вертикално движение на завесата... Това означава, че такъв затвор се намира непосредствено пред сензора на камерата, състои се от завеси, които се движат вертикално (обикновено отгоре надолу и отзад).
По -долу е ясна илюстрация как се освобождава затвора:
Видео 1.
Обърнете внимание колко разтърсва огледалотослед възхода и завръщането му, както и как завесите на капака треперят чудовищно... Видеото показва, че завесите на капака се състоят от няколко части (т.нар. Ламели или „щори“).
Видео 2.
В това видео можете да видите процепа, който се образува, когато завесите на капака се движат.
Видео 3.
Камера с пълен формат и изрязана камера.
Видео 4.
Разтърсва не само огледалните и жалузи, но и ножовете на блендата.
И малко разсъждения относно затвора, като се използва камерата като пример.
Синхронизирането на тази камера е 1/200 секунди. Това означава, че това е точно времето, необходимо на завесите на капака да изминат разстояние, равно на височината на сензора.
Ако трябва да снимате със скорост на затвора по -бавна или равна на синхронизацията, затворът ще работи по следния начин:
- Първата завеса се отваря, отнема 1/200 от секундата.
- Задържа се, докато матрицата остава напълно отворена. Нека вземем за пример скорост на затвора 1/60 от секундата. Втората завеса ще започне да се движи след 1/60 секунда след началото на първото движение на завесата.
- Втората завеса се затваря, отнема 1/200 от секундата.
- Капаците се издигат заедно в изходно положение.
При тези скорости на затвора е лесно да синхронизирате светкавицата и затвора. Обикновено светкавицата се задейства след първата завеса (веднага щом затворът отвори напълно сензора) или преди втората завеса да започне да се движи (преди затворът да се затвори). Например, моята Nikon светкавица има продължителност на импулса от 1/800 s до 1/40 000 s в зависимост от мощността. Когато светкавицата се задейства, сензорът на камерата е напълно отворен и няма проблеми със синхронизацията.
Ако трябва да снимате със скорост на затвора по -малка от синхронизацията, тогава затворът ще работи по следния начин:
- Първата завеса се отваря.
- Втората завеса не изчаква матрицата да се отвори напълно и започва да се движи след първата. Забавянето на втората завеса е точно това, което определя времето. Вземете най -много за пример кратка експозиция, допустими за - 1/4000 s. В този случай втората завеса започва да се движи след 1/4000 s след началото на движението на първата завеса и по този начин двете завеси се движат заедно, образувайки подвижна цепка, която произвежда експозицията.
- Капаците се издигат заедно в изходно положение.
При тези скорости на затвора е трудно да синхронизирате светкавицата със затвора. Ако светкавицата се задейства само в определен момент, тогава на снимката ще получим лента, която се образува от процепа на затвора. За да се заобиколи това ограничение, се използват високоскоростни синхронизиращи светкавици, които „светят“, докато и двата затвора се движат, за да се избегнат ивици.
Интересното е, че ако снимаме на 1/60 от секундата, тогава всъщност затворът отнема много повече време, за да работи. И така, отнема 1/60 s, за да спуснете първата завеса и да изчакате втората, 1/200 s, за да преместите втората завеса и поне още 1/200 s, за да повдигнете двете завеси до първоначалното им положение ( идеален случай, в действителност е необходимо повече време). Общо 1/60 + 1/200 + 1/200 = 2/75 s. Ако премахнете ограниченията за работа на огледалото, блендата и процесора на камерата, тогава за една секунда, при идеални условия, ще бъде възможно да се заснемат не повече от 38 кадъра, а това е механично ограничение на заснемане.
В същото време камерите, които използват електронен затвор, който не трябва да губи време за движението на завесите, вече сега без проблеми ви позволява да снимате със скорост от 60 кадъра в секунда в режим на снимка (гледайте като пример). Само си представете колко полезно би било за фотожурналистите и спортните фотографи да снимат определени събития с такава огромна скорост. Например, най -бързият SLR камераза 2014 г. - Canon 1DX, заснема максимум 14 кадъра в секунда, което е 4 пъти по -ниско от 60 кадъра в секунда за някои беззеркални фотоапарати с електронен затвор. Единственият проблем е, че съвременните електронни фотоапарати имат своите недостатъци, например „страдащи от ролетни щори“ и т.н. и докато остава само да мечтаем за електронен затвор с положителни качествамеханичен затвор и огромна скорост на снимане.
Между другото, „реалната“ скорост на завесите на капака е лесна за изчисляване. Височината на матрицата е 15,8 мм, затворът покрива това разстояние за 1/200 секунда, а скоростта му е 3,16 м / сек или 11,38 км / ч, което е доста малко :)
Благодаря за вниманието. Аркадий Шаповал.
