در دوربینهای مداربسته، کیفیت تصویر یکی از مهمترین عوامل در تشخیص چهره، پلاک خودرو و بررسی دقیق وقایع است. یکی از پارامترهای بسیار مهم در کیفیت تصویر دوربین مداربسته، شاتر (Shutter) یا سرعت شاتر است. تنظیم صحیح شاتر میتواند تفاوت بین یک تصویر شفاف و یک تصویر تار و غیرقابل استفاده را تعیین کند. در این مقاله به مفهوم شاتر و تنظیم شاتر دوربین مداربسته میپردازیم.
در این مقاله میخوانید:
شاتر چیست؟
شاتر در دوربین مداربسته به مدت زمانی گفته میشود که سنسور تصویر (Image Sensor) در معرض نور قرار میگیرد تا تصویر ثبت شود. حتما اصطلاح شاتر را در دوربینهای عکس برداری قدیمی شنیدهاید. برای ثبت عکس این دوربینها نیاز بود تا برای مدت زمان معینی، فیلم در معرض نور محیط قرار بگیرد. این مدت زمان مشخص و تعیین شده است. زیرا که در صورت تابیده شدن نور برای مدت بیشتر، عکس کاملا سفید یا در اصطلاح اشباع میشد. همچنین اگر نور برای مدت زمان کمتری به عکس تابیده میشد، عکس تاریک و کم رنگ بود. دوربینهای قدیمی دارای یک دریچه برای تنظیم این مدت زمان بودند. این دریچه را شاتر مینامند.
سرعت شاتر چیست؟
برای تشکیل تصویر و فیلم در دوربینهای مداربسته به نور نیاز است. دوربینها برای ثبت تصاویر باید برای مدت زمان مشخصی اجازه تابیده شدن نور به فیلم را بدهند. به عبارت دیگر دیافراگم برای کنترل میزان نور عبوری از لنز با شرایط نوری، بزرگ و کوچک میشود. دیافراگم در شرایط نوری کم، بزرگ و در شرایط نوری زیاد، کوچک میشود. مدت زمانی که دیافراگم یا آیریس دوربین مداربسته اجازه عبور نور را میدهد، سرعت شاتر میگویند. زمانی که دکمه عکس گرفتن در این دوربینها را فشار میدهیم، دریچه شاتر برای عبور نور برای زمان مشخصی باز میشود و سپس مجددا بسته میشود. به مدت زمانی که شاتر باز میشود تا نور به فیلم بتابد، سرعت شاتر میگویند. سرعت شاتر با یک عدد نمایش داده میشود که این عدد با میزان نور عبوری رابطه مستقیم دارد.
انواع شاتر در دوربین مداربسته
جالب است بدانید که دوربینهای مداربسته نیز دارای شاتر هستند. شاتر دوربین مداربسته به صورت فیزیکی نیست. چیپ تصویر دوربین مداربسته به صورت کلی در معرض نور قرار دارد. دوربینهای مداربسته در هر ثانیه قادر به تصویر برداری تعداد زیادی عکس هستند. هر عکس یک فریم است. هر چه نرخ فریم ریت در یک دوربین مداربسته بیشتر باشد، در هر ثانیه قادر به ثبت تعداد تصاویر بیشتری است. فیلمها از قرار گرفتن تعداد زیادی تصویر ثابت در کنار یکدیگر تشکیل میشوند. هر تصویر ثابت طی مدت زمان مشخصی تشکیل میشود. این مدت زمان را در دوربین مداربسته زمان شاتر میگویند. رایجترین انواع شاتر در دوربین مداربسته عبارتند از:
1- شاتر مکانیکی: این نوع شاتر دارای قطعه فیزیکی برای باز و بسته شدن مسیر نور است. با حرکت فیزیکی این قطعه، لنز برای مدت زمان مشخصی باز و بسته میشود. این نوع شاتر معمولا مناسب تصاویر با سرعت پایین است.
2- شاتر Global Shutter: در Global Shutter، همهی پیکسلهای سنسور به صورت همزمان نور را دریافت میکنند و تصویر در یک لحظه ثبت میشود. شاتر گلوبال دارای مصرف انرژی و هزینه بالاتری است. از این نوع شاتر اغلب فقط در دوربینهای حرفهای استفاده میشود.
3- شاتر الکترونیکی: در دوربینهای مداربسته مدرن، شاتر به جای قطعه مکانیکی بهصورت الکترونیکی و از طریق کنترل زمان فعال بودن سنسور تصویر انجام میشود. این نوع شاتر برای محیطهایی با نور خاص ممکن است باعث ایجاد نویز شود.
تنظیم شاتر دوربین مداربسته
تنظیم شاتر دوربین مداربسته یکی از مهمترین مراحل برای دستیابی به تصویر شفاف، دقیق و قابل استناد است. شاتر مشخص میکند سنسور دوربین چه مدت در معرض نور قرار بگیرد. همین موضوع مستقیماً بر روشنایی تصویر، وضوح اجسام متحرک و کیفیت کلی ویدئو تأثیر میگذارد. اگر تنظیم شاتر به درستی انجام نشود، حتی بهترین دوربین مداربسته هم نمیتواند تصویر مطلوبی را ارائه دهد.
به طور کلی شاتر دوربین مداربسته به دو صورت دستی و اتوماتیک قابل تنظیم است. معمولا دوربینهای مداربسته به صورت پیش فرض بر روی اتوماتیک قرار دارند. هنگامی که تنظیمات شاتر به صورت اتوماتیک باشد، با توجه به شرایط نوری محیط مقدار آن به صورت اتوماتیک تغییر پیدا میکند. به صورتی که در محیطهای پر نور سرعت شاتر بیشتر و در محیطهای کم نور سرعت آن کاهش پیدا میکند. تا زمانی که مشکلی در تصاویر وجود نداشته باشد، به تنظیم سرعت شاتر به صورت دستی نیازی نیست. زیرا اگر تنظیمات Shutter time را به حالت دستی تغییر دهید، ممکن است تصاویر خیلی تاریک و یا خیلی روشن شوند.
Shutter time در دوربین مداربسته چقدر است؟
سرعت شاتر در دوربین مداربسته و یا Shutter time یکی از نکات مهم برای مشاهده تصاویر دوربین است. این سرعت به دو عامل مهم بستگی دارد.
- میزان حساسیت سنسور به نور: سنسور و یا همان چیپ تصویر یکی از عوامل تعیین کننده سرعت شاتر است. هر چه میزان حساسیت سنسور تصویر به نور بیشتر باشد، تصویر در مدت زمان کمتری تشکیل می شود.
- شرایط نوری محیط: علاوه بر چیپ تصویر، میزان نور محیط نیز در تعیین سرعت شاتر تاثیر گذار است. هر چه میزان نور محیط زیادتر باشد، تصویر در مدت زمان کمتری تشکیل میشود. در محیطهایی با نور زیاد سرعت شاتر افزایش و در محیطهای کم نور، سرعت شاتر کاهش مییابد.
اهمیت شاتر در دوربینهای مداربسته
برخلاف دوربینهای عکاسی، در دوربین مداربسته هدف اصلی ثبت مداوم، دقیق و قابل استناد وقایع است. شاتر تأثیر مستقیم بر موارد زیر دارد:
- وضوح تصویر اجسام متحرک
- جلوگیری از محوشدگی (Motion Blur)
- ثبت پلاک خودرو
- تشخیص چهره افراد
- عملکرد صحیح دید در شب
- کاهش نویز تصویر
تنظیم نادرست شاتر میتواند باعث شود تصویر بیش از حد تاریک، بیش از حد روشن یا همراه با کشیدگی و تاری حرکت باشد.
آیا سرعت شاتر در دوربین مداربسته بر روی کیفیت تصاویر تاثیر دارد؟
بله. سرعت شاتر در مشاهده و کیفیت تصاویر تاثیر دارد. اگر دوربین شما از سرعت شاتر خوبی برخوردار نباشد زمانی که از یک تصویر متحرک فیلم برداری میکنید، ممکن است تصاویر را به صورت تار ضبط کند. یکی از علت های تار شدن تصویر دوربین مداربسته، سرعت شاتر است. برای درک بهتر به این مثال توجه کنید: دوربین شما شروع به تشکیل دادن تصویر میکند. زمان شاتر و یا سرعت شاتر دوربین مداربسته 5 ثانیه است. به این معنی که از زمان شروع تشکیل تصویر تا زمان اتمام آن، 5 ثانیه زمان میبرد. اگر در این مدت زمان، جسمی از مقابل دوربین حرکت کند، تصویر آن به صورت تار ثبت میشود. در نتیجه هر چه سرعت شاتر بیشتر باشد و مدت زمان تشکیل تصویر کمتر باشد، تصاویر خروجی با وضوح بیشتر دیده میشوند.
سرعت شاتر در اغلب سیستمهای مداربسته، کسری از ثانیه است. معمولا سرعت شاتر دوربینهای مداربسته در کاربریهای معمولی مانند منازل مشکل خاصی را ایجاد نمیکند. اما در کاربریهایی مانند اتوبانها، بزرگراهها و… سرعت شاتر از اهمیت ویژهای برخوردار است.
واحد اندازه گیری سرعت شاتر
Shutter time بر اساس واحد زمان اندازهگیری میشود. همانطور که گفته شد، سرعت شاتر در اغلب دوربینها، کسری از ثانیه است و سرعت شاتر در کسری از ثانیه اندازهگیری میشود. به طور مثال اگر Shutter time در یک دوربین 25/1 باشد، این به معنی یک بیست و پنجم ثانیه است. میزان حداقل و حداکثر سرعت شاتر هر یک از دوربینهای مداربسته با یک عدد در کاتالوگ دوربین ذکر شده است. به عنوان مثال: (1 ثانیه تا 10001) اغلب دوربینهای مداربسته از سرعت شاتر 4000/1 ثانیه استفاده میکنند.
کلام آخر
یکی از نکات مهم در طراحی شاتر دوربین مداربسته، دریافت نور یکسان در کل صفحه فیلم است. این نکته به دلیل ثبت تصویر واضح دارای اهمیت بالایی است. اگر شاتر را به یک درب اتوماتیک مینیاتوری در پارکینگ تشبیه کنیم. زمانی که این درب برای دریافت نور باز می شود، طبیعی است که نور بیشتری به قسمت پایینی سطح می تابد. این اتفاق به این دلیل است که بخش پایین، زمان طولانی تری نور دریافت کرده است. اما با پیشرفت دوربین های مداربسته از شاتری با نام focal-plane استفاده می شود. این شاتر باعث ایجاد تعادل در تابیدن نور به سطح حسگر می شود.
مطالب پیشنهادی مخاطبین
توضیحات خوبی بود ممنون