Persian
محدودیتهای شاتر چرخشی در تصویربرداری با سرعت بالا: آنچه باید بدانید
ساخته شده در 09.26
در دنیای تصویربرداری با سرعت بالا، ثبت سوژههای سریعالسیر با وضوح هم یک هنر است و هم یک علم. از عکاسی ورزشی که آخرین گام یک دونده را یخزده میکند تا دوربینهای صنعتی که خطوط مونتاژ سریع را زیر نظر دارند، تقاضا برای تصاویر تیز و دقیق با سرعت بالا هرگز به این اندازه بالا نبوده است. با این حال، در زیر سطح بسیاری از مدرندوربینهاتکنولوژیای وجود دارد که میتواند حتی دقیقترین شوتها را نیز تضعیف کند: شاتر چرخشی.
در حالی که شاترهای رول شونده در گوشیهای هوشمند رایج هستند، مصرفکنندهدوربینهاو حتی برخی از تجهیزات حرفهای، طراحی آنها چالشهای منحصر به فردی را در سناریوهای با سرعت بالا ایجاد میکند. در این راهنما، ما نحوه کار شاترهای رولینگ، محدودیتهای کلیدی آنها در تصویربرداری با سرعت بالا و اینکه چرا درک این نقصها برای هر کسی که به دنبال دقت در عکاسی یا فیلمبرداری سریع است، مهم است را بررسی خواهیم کرد.
یک شاتر رولینگ چیست و چگونه با شاتر جهانی متفاوت است؟
برای درک محدودیتهای شاتر رولینگ، ابتدا ضروری است که بفهمیم آنها چگونه کار میکنند—بهویژه در مقایسه با همتای قویترشان، شاتر جهانی.
یک شاتر جهانی تمام سنسور تصویر را به طور همزمان در معرض نور قرار میدهد. هنگامی که دکمه شاتر را فشار میدهید، هر پیکسل روی سنسور به طور همزمان به مدت یکسانی نور را ثبت میکند و سپس در همان لحظه ضبط را متوقف میکند. این رویکرد "همه در یک زمان" برای سوژههای با سرعت بالا ایدهآل است: این روش حرکت را به طور یکنواخت متوقف میکند، بدون هیچ گونه اعوجاج، و آن را به استاندارد طلایی برای تصویربرداری علمی، پخش ورزشی و رباتیک تبدیل میکند.
یک شاتر متحرک، در مقابل، حسگر را به صورت متوالی در معرض نور قرار میدهد. به جای ضبط کل فریم به طور همزمان، حسگر را خط به خط (یا ردیف به ردیف) از بالا به پایین (یا از سمت چپ به راست) اسکن میکند. هر ردیف از پیکسلها در زمان کمی متفاوت شروع و متوقف به ضبط نور میشود—اغلب فقط در میکروثانیهها فاصله، اما به اندازهای کافی برای ایجاد آثار قابل مشاهده زمانی که سوژهها (یا خود دوربین) به سرعت حرکت میکنند.
این طراحی ارزانتر برای تولید است و مصرف انرژی کمتری دارد، به همین دلیل در گوشیهای هوشمند، دوربینهای DSLR و دوربینهای بدون آینه که به مصرفکنندگان عمومی هدفگذاری شدهاند، رایج است. برای صحنههای ثابت یا با حرکت کند، شاترهای رولینگ به خوبی کار میکنند - احتمالاً هرگز تفاوت را متوجه نخواهید شد. اما در تصویربرداری با سرعت بالا، ماهیت توالیدار آنها به یک نقطه ضعف بحرانی تبدیل میشود.
محدودیتهای کلیدی شاتر رولینگ در سناریوهای با سرعت بالا
در محیطهای با سرعت بالا—جایی که سوژهها سریعتر از آنچه که شاتر میتواند سنسور را اسکن کند حرکت میکنند—شاترهای چرخشی اعوجاجهای قابل پیشبینی اما مشکلساز را معرفی میکنند. بیایید به بررسی رایجترین مسائل و دلایل وقوع آنها بپردازیم.
1. اثر "ژلهای": انحراف ناشی از حرکت دوربین یا سوژه
قابل شناساییترین اثر شاتر رولینگ، اثر ژلهای (یا اثر ژله) است که به دلیل نحوهای که خطوط مستقیم را به اشکال موجدار و شبیه ژله تغییر میدهد، نامگذاری شده است. این اتفاق زمانی میافتد که یا دوربین یا سوژه در حین اسکن سنسور به طور قابل توجهی حرکت کند.
به عنوان مثال:
• یک کاربر گوشی هوشمند که به سرعت برای فیلمبرداری از یک خودروی مسابقهای حرکت میکند، متوجه خواهد شد که بدنه خودرو یا افق پسزمینه مانند یک موج خم میشود.
• یک پهپاد که جمعیت در حال حرکت سریعی را ضبط میکند ممکن است سرها یا شانههای مردم را کشیده یا کج نشان دهد، زیرا حرکت دوربین از اسکن حسگر پیشی میگیرد.
چرا این اتفاق میافتد؟ هنگامی که شاتر از بالا به پایین حرکت میکند، هر ردیف سوژه را در زمانی کمی دیرتر ثبت میکند. اگر دوربین یا سوژه در حین این اسکن جابجا شوند، ردیف بالایی سوژه را در یک مکان ثبت میکند، در حالی که ردیف پایینی آن را در مکان دیگری ثبت میکند. نتیجه یک تصویر کج و نابرابر است که توهم یک لحظه واحد و منجمد را از بین میبرد.
2. کج و مایل در سوژههای سریعالسیر
زمانی که یک سوژه به صورت افقی (عمود بر جهت اسکن شاتر چرخشی) حرکت میکند، شاترهای چرخشی اغلب باعث ایجاد اعوجاج کج میشوند—که باعث میشود خطوط عمودی و مستقیم به صورت کج به نظر برسند.
تصور کنید که یک قطار سریعالسیر را از جلو با یک دوربین شاتر چرخشی عکاسی میکنید. قطار از چپ به راست در حال حرکت است در حالی که شاتر از بالا به پایین اسکن میشود. زمانی که شاتر به ردیف پایینی سنسور میرسد، قطار کمی به سمت راست حرکت کرده است. بالای قطار با موقعیت آن در ابتدای اسکن همراستا است، در حالی که پایین آن با موقعیت آن در انتها همراستا است—که منجر به ظاهری مایل برای قطار میشود، گویی که در حال خم شدن به سمت یک پیچ است.
این اثر بهویژه در محیطهای صنعتی مشکلساز است، جایی که مهندسان از دوربینهای پرسرعت برای اندازهگیری موقعیت یا زاویه قطعات با سرعت بالا (مانند نوار نقالهها، چرخدندههای چرخان) استفاده میکنند. یک تصویر کج میتواند منجر به اندازهگیریهای نادرست شود و کنترل کیفیت یا بازرسیهای ایمنی را به خطر بیندازد.
3. نمایش جزئی و تاری حرکت
در تصویربرداری با سرعت بالا، حتی تأخیرهای کوچک نیز اهمیت دارند. شاترهای رولینگ هر ردیف را برای همان مدت زمان کل (به عنوان مثال، 1/1000 ثانیه) در معرض قرار میدهند، اما از آنجا که به صورت متوالی شروع میشوند، یک سوژه با حرکت سریع ممکن است قبل از اتمام اسکن از کادر خارج شود. این باعث ایجاد exposures جزئی میشود، جایی که بخشهایی از سوژه قطع یا تار میشوند.
یک پرنده را در نظر بگیرید که با سرعت بالا از جلوی دوربین پرواز میکند. ردیفهای بالایی حسگر پرنده را به طور کامل ثبت میکنند، اما زمانی که شاتر به ردیفهای پایینی میرسد، پرنده از کادر خارج شده است—و قسمت پایین تصویر خالی مانده یا فقط یک پر دم محو را نشان میدهد.
در تحقیقات علمی—مانند مطالعه پرواز حشرات یا حرکت پرتابه—نمایشهای جزئی میتوانند دادهها را بیفایده کنند. محققان به تصاویر کامل و واضح برای تحلیل الگوهای حرکتی وابستهاند و آثار شاتر چرخشی متغیرهایی را معرفی میکنند که نتایج را منحرف میسازد.
4. نورپردازی نامتعارف در محیطهای به سرعت در حال تغییر
پردههای رولینگ با منابع نوری که به سرعت تغییر میکنند، مانند چراغهای LED چشمکزن، استروبها یا نور خورشید که از میان شاخ و برگهای متحرک عبور میکند، مشکل دارند. زیرا هر ردیف در زمان متفاوتی در معرض نور قرار میگیرد، برخی ردیفها ممکن است یک فلش روشن را ثبت کنند، در حالی که دیگر ردیفها صحنه را در نور کمتر ثبت میکنند—که منجر به ایجاد نوارهای نوری یا روشنایی نامنظم در سراسر قاب میشود.
این یک مشکل رایج در عکاسی ورزشی داخلی است، جایی که نورهای استادیوم معمولاً با فرکانس 50-60 هرتز (مطابق با فرکانسهای شبکه برق) چشمک میزنند. یک دوربین با شاتر رولینگ که در حال اسکن یک زمین بسکتبال است، ممکن است نوارهای روشن و تاریک متناوبی را ثبت کند، زیرا ردیفهایی که در حین فاز "روشن" نور قرار دارند، روشنتر از آنهایی هستند که در فاز "خاموش" قرار دارند.
برای تولیدکنندگان محتوا، این عدم سازگاری جریان بصری یک ویدیو یا مجموعهای از عکسها را خراب میکند. برای مهندسانی که از دوربینهای پرسرعت برای نظارت بر ماشینآلات تحت نور استروب استفاده میکنند، میتواند جزئیات حیاتی (مانند دندانه دندهای که به درستی همراستا نیست) را در نوارهای تاریک پنهان کند.
5. شاتر گردان در مقابل همزمانی فلاش
عکاسی با فلاش به زمانبندی دقیق وابسته است: فلاش باید در حالی که سنسور به طور کامل در معرض نور قرار دارد، شلیک شود تا تصویری واضح ثبت شود. با شاترهای جهانی، این کار ساده است - کل سنسور به طور همزمان فعال است، بنابراین فلاش میتواند یک بار شلیک کند تا نوردهی یکنواختی داشته باشد.
با این حال، شاترهای رولینگ نمیتوانند بهطور تمیز با فلاشها همگام شوند. اگر فلاش در حین اسکن فعال شود، تنها ردیفهایی که در آن لحظه دقیق در معرض نور فلاش قرار دارند، نور فلاش را ثبت خواهند کرد. ردیفهایی که قبل یا بعد از آن اسکن شدهاند، تیرهتر خواهند بود و منجر به یک نوردهی جزئی فلاش میشوند - یک نوار روشن در سراسر تصویر، با بقیه زیر نوردهی.
این محدودیت برای عکاسان رویداد که لحظات سریع (مانند رقص اول عروسی، جمعیت در کنسرت) را با فلاش عکاسی میکنند، دردسرساز است. حتی فلاشهای با سرعت بالا نیز در هماهنگی با سرعت اسکن شاتر متحرک مشکل دارند و تصاویر با نورپردازی نامنظم باقی میمانند.
این محدودیتها در چه زمانی بیشتر اهمیت دارند؟
آرتیفکتهای شاتر رولینگ همیشه مشکلساز نیستند—زمینه کلیدی است. آنها در سناریوهایی که:
• موضوعات با سرعتهای بسیار بالا حرکت میکنند: به ماشینهای مسابقه، گلولهها یا اشیاء در حال سقوط فکر کنید.
• دوربینها به سرعت حرکت میکنند: نمونههایی شامل فیلمبرداری با پهپاد، شاتهای اکشن دستی، یا دوربینهای نصب شده بر روی وسایل نقلیه متحرک.
• دقت حیاتی است: تحقیقات علمی، بازرسی صنعتی یا تحلیل حرکت به دادههای دقیق و بدون تحریف وابستهاند.
• نورپردازی ناپایدار است: محیطهایی با نورهای چشمکزن یا تغییرات سریع نور، نواربندی را تشدید میکنند.
در مقابل، برای پرترههای ایستا، عکاسی از مناظر، یا ویدیوهای با حرکت کند (مانند یک آموزش آشپزی)، شاترهای چرخشی به خوبی عمل میکنند—محدودیتهای آنها تقریباً نامرئی است.
کاهش محدودیتهای شاتر چرخشی: راهحلها و روشها
در حالی که شاترهای رولینگ نمیتوانند با شاترهای جهانی از نظر دقت سرعت بالا رقابت کنند، راههایی برای کاهش تأثیر آنها وجود دارد:
• از سرعتهای شاتر سریعتر استفاده کنید: زمانهای کوتاهتر برای نوردهی، پنجره حرکت در حین اسکن را به حداقل میرسانند و اعوجاج را کاهش میدهند. به عنوان مثال، نوردهی ۱/۴۰۰۰ ثانیه زمان کمتری برای جابجایی سوژه نسبت به نوردهی ۱/۵۰۰ ثانیه باقی میگذارد.
• دوربین را تثبیت کنید: سهپایهها، گیمبالها یا پایههای ثابت حرکت دوربین را کاهش میدهند که یکی از علل اصلی اثر ژلهای است.
• از حرکت دوربین برای دنبال کردن سوژههای سریع خودداری کنید: به جای اینکه دوربین را برای دنبال کردن یک سوژه حرکت دهید، بگذارید سوژه از یک قاب ثابت عبور کند.
• ابزارهای پسپردازش: نرمافزارهایی مانند Adobe Premiere Pro یا DaVinci Resolve فیلترهای اصلاح شاتر چرخشی را ارائه میدهند که میتوانند اثرات کج یا ژلهای را کاهش دهند (اگرچه نتایج متفاوت است و ممکن است کمی تاری ایجاد کند).
• به دوربین شاتر جهانی ارتقا دهید: برای استفاده حرفهای یا علمی، سرمایهگذاری در یک دوربین شاتر جهانی این مشکلات را بهطور کامل از بین میبرد—هرچند که با قیمت بالاتری همراه است.
آینده شاتر رولینگ در تصویربرداری با سرعت بالا
با پیشرفت فناوری، تولیدکنندگان در حال یافتن راههایی برای کاهش نقصهای شاتر چرخشی هستند. طراحیهای جدید حسگر، مانند شاترهای چرخشی الکترونیکی با نرخهای اسکن سریعتر، زمان بین قرارگیری ردیفها را کاهش میدهند و در نتیجه آثار هنری کمتر قابل مشاهده میشوند. برخی از گوشیهای هوشمند اکنون حالتهای "شاتر جهانی" را برای ویدیو تبلیغ میکنند، اگرچه اینها اغلب از ترفندهای نرمافزاری به جای سختافزار واقعی شاتر جهانی استفاده میکنند.
برای بیشتر مصرفکنندگان، کرکرههای رولینگ همچنان به عنوان یک گزینه معمول باقی خواهند ماند—هزینه و کارایی انرژی آنها به قدری ارزشمند است که نمیتوان به طور کامل آنها را جایگزین کرد. اما برای صنایعی که دقت اهمیت دارد، شاترهای جهانی (و گزینههای نوظهوری مانند سنسورهای انباشته) به کسب زمین ادامه خواهند داد.
نتیجهگیری: با دیافراگم خود آشنا شوید تا نتایج بهتری در سرعت بالا بگیرید
پردههای رولینگ یک شمشیر دو لبه هستند: آنها دوربینهای با کیفیت بالا را مقرون به صرفه و در دسترس میسازند، اما اسکن متوالی آنها چالشهای منحصر به فردی را در سناریوهای سریع ایجاد میکند. از اثرات ژلهای تا اندازهگیریهای کج، این محدودیتها میتوانند همه چیز را از یک عکس ورزشی تا دادههای علمی حیاتی تحت تأثیر قرار دهند.
با درک نحوه عملکرد شاترهای رولینگ و زمانی که نقصهای آنها مشکلساز میشود، میتوانید انتخابهای هوشمندانهتری انجام دهید—چه در انتخاب دوربین، تنظیم تکنیک عکاسی خود، یا سرمایهگذاری در ابزارهای پردازش پس از عکاسی. برای استفادههای غیررسمی، شاترهای رولینگ بیشتر از حد کافی هستند. اما زمانی که سرعت و دقت غیرقابل مذاکره هستند، شناسایی محدودیتهای آنها اولین قدم به سوی ثبت تصاویر تیز و قابل اعتماد است که به آنها نیاز دارید.
تماس
اطلاعات خود را وارد کنید و ما با شما تماس خواهیم گرفت.
WhatsApp
WeChat