سرعت شاتر دوربین مداربسته چقدر باید باشد؟

مکانیسم عملکرد تمامی دوربین‌ها با نور است و بدین صورت است که نور با تابیده شدن به دیافراگم باعث بزرگ شدن یا کوچک شدن آن خواهد شد. در واقع قسمتی که باعث وارد شدن نور به لنز می‌شود، شاتر نام دارد. شاتر یک عنصر مهم در دوربین ها است. قسمتی از دوربین که اجازه وارد شدن نور به لنز را برای مدت زمان مشخصی می دهد، شاتر می گویند. شاتر در دوربین مداربسته عملکردی مشابه شاتر در دوربین های عکاسی دارد. در این مقاله قصد داریم تا به مفهوم شاتر در دوربین مداربسته بپردازیم.

 

سرعت شاتر دوربین مداربسته چیست؟

سرعت شاتر مدت زمانی است که شاتر دوربین شما باز می‌ماند و بنابراین مدت زمانی است که حسگر در معرض نور قرار می‌گیرد. هر چه مدت زمان بیشتری باز باشد، نور بیشتری به حسگر برخورد می‌کند و تصویر روشن‌تر می‌شود.

سرعت شاتر یک ضلع مثلث نوردهی است، سه عاملی که نوردهی یک تصویر را تعیین می‌کنند. دو ضلع دیگر دیافراگم و تنظیم ISO هستند. دیافراگم میزان باز یا بسته بودن دهانه لنز است که بر میزان نوری که به حسگر می‌رسد نیز تأثیر می‌گذارد. تنظیم ISO حساسیت حسگر به نور را کنترل می‌کند، ISO بالاتر منجر به تصاویر روشن‌تر می‌شود، اما معمولاً به قیمت افزایش نویز تصویر.

سرعت شاتر بالا مانند ۱/۱۰۰۰ ثانیه، که به معنی باز ماندن شاتر فقط برای یک میلی‌ثانیه است، می‌تواند حرکت یک سوژه سریع مانند یک موتورسوار که با سرعت در حال حرکت است را ثابت کند. با این حال، سرعت شاتر بالا به این معنی است که نور کمتری وارد دوربین می‌شود، بنابراین معمولاً دیافراگم را بازتر می‌کنید یا ISO را بالا می‌برید تا از نوردهی مناسب تصویر اطمینان حاصل کنید. سرعت شاتر بسیار پایین مانند ۱ ثانیه منجر به تار شدن موتورسوار در حال حرکت می‌شود.

 

مکانیزم سرعت شاتر دوربین مداربسته روی چه مواردی تاثیر می‌گذارد؟

فناوری شاتر در دوربین‌ها یک جزء اساسی است که نحوه تعامل نور با حسگر دوربین را کنترل می‌کند. در دوربین، شاتر به عنوان یک دروازه عمل می‌کند و مدت زمانی را که حسگر دوربین در معرض نور قرار می‌گیرد، تعیین خواهد کرد. وقتی دکمه شاتر را فشار می‌دهید، مکانیزم شاتر باز می‌شود تا نور از لنز عبور کرده و به حسگر برسد. مدت زمانی که این شاتر باز می‌ماند بسیار مهم است؛ زیرا مستقیماً بر نوردهی تصویر تأثیر می‌گذارد.

نوردهی به میزان نوری که به حسگر برخورد می‌کند اشاره دارد که به نوبه خود بر روشنایی و جزئیات عکس نهایی تأثیر گذار خواهد بود. نوردهی طولانی‌تر اجازه ورود نور بیشتری را می‌دهد و تصویر را روشن‌تر می‌کند، در حالی که نوردهی کوتاه‌تر میزان نور را محدود می‌کند و تصویر تیره‌تری ایجاد می‌کند.

شاتر همچنین نقش کلیدی در کنترل وضوح تصویر دارد. اگر شاتر برای مدت طولانی باز باشد، سوژه‌های سریع می‌توانند تار به نظر برسند؛ زیرا در حالی که حسگر در حال ثبت تصویر است، حرکت کرده‌اند. اینجاست که مفهوم تاری حرکت مطرح می‌شود. سرعت شاتر سریع‌تر، سوژه‌های سریع را ثابت می‌کند و آنها را با جزئیات واضح ثبت می‌کند. از سوی دیگر، سرعت شاتر پایین‌تر به شما امکان می‌دهد تا حرکت، مانند آب جاری یا وسایل نقلیه در حال حرکت را ثبت کنید و جلوه‌ای نرم و تار ایجاد کنید که به آن حس هنری می‌بخشد.

درک چگونگی کنترل زمان‌بندی و میزان نوری که شاتر به حسگر می‌رسد، برای ثبت تصاویر با کیفیت بالا با نوردهی و وضوح دقیق بسیار مهم است. نوع شاتر مورد استفاده، چه مکانیکی، الکترونیکی یا ترکیبی از هر دو، بر نحوه تعامل این عوامل و عملکرد کلی دوربین تأثیر می‌گذارد.

 

شاتر آهسته در دوربین‌های امنیتی چیست؟

گرفتن تصاویر ویدیویی خوب در طول روز می‌تواند با وجود تمام عوامل تصادفی که نمی‌توانید کنترل کنید، به اندازه کافی سخت باشد، اما گرفتن تصاویر خوب در شب همیشه دشوارتر است. سرعت شاتر آهسته به حسگر ویدیویی دوربین مداربسته اجازه می‌دهد تا نور کافی را برای کار در شرایطی که چشم انسان آن را تاریکی کامل درک می‌کند، جمع کند.

نحوه عملکرد شاتر الکترونیکی خودکار (AES)

مکانیسم شاتر یک دوربین استاندارد (مبتنی بر فیلم) با باز شدن بسیار کوتاه (و سپس بسته شدن) هنگام فشار دادن دکمه کنترل شاتر کار می‌کند. نوری که از لنز عبور می‌کند از شاتر عبور کرده و به فیلم برخورد می‌کند. این فیلم با مواد شیمیایی حساس به نور پوشانده شده است که هنگام قرار گرفتن در معرض نور تغییر می‌کنند. مدت زمانی که شاتر باز است (در دوربین‌های بهتر) قابل تنظیم است، بنابراین می‌توانید میزان نوری که به فیلم برخورد می‌کند را کنترل کنید. سپس بخش در معرض نور فیلم برداشته شده و با فیلم جدید جایگزین می‌شود.

در دوربین‌های دیجیتال، دوربین‌های شبکه و دوربین‌های مداربسته فیلمی وجود ندارد. یک قطعه از ماده نیمه‌هادی لایه‌ای – یک حسگر CCD یا CMOS – جای فیلمی را که در یک دوربین استاندارد استفاده می‌کنید، می‌گیرد. بسته به حسگر، دوربین ممکن است دارای شاتر مکانیکی باشد یا کاملاً الکترونیکی باشد. در مورد دوربین‌های مداربسته، نوع شاتر معمولاً یک شاتر الکترونیکی خودکار (AES) است.

بدون اینکه خیلی چیزها را پیچیده کنیم، بیایید بگوییم که تراشه دوربین و حسگر ویدیویی (CCD یا CMOS) دقیقاً نحوه عملکرد AES را هنگام روشن کردن دوربین، بر اساس نور موجود، تعیین می‌کنند. هدف، به حداکثر رساندن نوردهی برای به دست آوردن یک تصویر خوب است. مانند شاترهای مکانیکی، شاترهای الکترونیکی اتوماتیک دارای یک درجه‌بندی سرعت هستند که زمان نوردهی را تعیین می‌کند، معمولاً از ۱/۱۰۰۰۰ تا ۱/۶۰ ثانیه. از آنجایی که این شاترها اتوماتیک هستند، معمولاً هیچ کنترلی ندارید، برخلاف یک دوربین استاندارد مبتنی بر فیلم که در آن تنظیمات مکانیکی دارید (البته در دوربین‌های خوب).

 

درجه‌بندی سرعت شاتر و محدوده سرعت شاتر

سرعت شاتر می‌تواند از بسیار سریع (۱/۱۰۰۰، ۱/۱۰۰۰۰ ثانیه یا کمتر) تا بسیار آهسته (۱/۲ ثانیه، ۱ ثانیه یا بیشتر) متغیر باشد. در شرایط عادی، از آنجایی که سرعت شاتر به طور خودکار کنترل می‌شود، سرعت شاتر سریع به ندرت اثرات منفی دارد.

با این حال، حتی هنگام استفاده از سرعت شاتر آهسته “معمولی” (مانند ۱/۳۰ ثانیه)، تاری حرکت ممکن است جزئیات را مبهم کند. آستانه‌ای که تاری در آن رخ می‌دهد، بسته به سطح نور، سرعت جسم و سایر متغیرها، بسیار متفاوت است و هیچ قانون سخت و سریعی برای آنچه که به طور کلی “خیلی آهسته” است، وجود ندارد.

با این اوصاف، ما اکیداً توصیه می‌کنیم که تقریباً در همه موارد از سرعت شاتر کمتر از ۱/۳۰ ثانیه استفاده نکنید، زیرا احتمال تاری حتی در اشیاء با حرکت آهسته نیز وجود دارد. برای اشیاء با حرکت سریع‌تر (مانند اتومبیل‌ها)، بسته به سرعت وسیله نقلیه، ممکن است حداقل سرعت شاتر ۱/۶۰ ثانیه یا بالاتر برای از بین بردن تاری مورد نیاز باشد.

 اگر AES با سرعت ۱/۱۰۰۰۰ ثانیه کار کند، به این معنی است که حسگر تصویر به مدت ۱/۱۰۰۰۰ ثانیه نور را جمع‌آوری می‌کند و سپس سیگنال را به مدارهای پردازش تصویر می‌فرستد که سپس آن را به حافظه یا از طریق کابل ویدئو به مانیتور شما ارسال می‌کنند. در همین حال، حسگر تصویر (اگر حسگر CCD باشد – حسگرهای CMOS کمی متفاوت عمل می‌کنند) توسط مدارهای کنترل خود “پاک‌سازی” و تنظیم مجدد می‌شود و آماده دریافت تصویر (یا فریم) دیگری می‌شود.

اکثر دوربین‌های مداربسته مجهز به گزینه‌های DSS معمولاً راهی برای کاربر دارند تا این گزینه را از طریق منوی نمایشگر روی صفحه (OSD) برنامه‌ریزی کند (اگرچه ممکن است از روش‌های دیگری نیز استفاده شود).

 

تفاوت سرعت شاتر با  مفهوم نوردهی چیست؟

اصطلاحات سرعت شاتر و نوردهی اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما از نظر فنی یکسان نیستند. سرعت شاتر به مدت زمانی که حسگر در معرض نور قرار می‌گیرد اشاره دارد. نوردهی شامل سرعت شاتر (“مدت زمان”) همراه با میزان باز بودن دیافراگم (“میزان باز بودن دیافراگم”) است. با این حال، “نوردهی” اغلب به معنای سرعت شاتر استفاده می‌شود که اشتباه است. در عمل، اکثر دوربین‌های مداربسته به طور خودکار دیافراگم را تا حد امکان باز می‌کنند یا از دیافراگم ثابت استفاده می‌کنند و سرعت شاتر را به عنوان پارامتر کلیدی باقی می‌گذارند.

تفاوت شاتر خودکار و شاتر دستی در دوربین‌های مداربسته

دوربین‌های مداربسته تقریباً به طور پیش‌فرض روی کنترل خودکار سرعت شاتر قرار دارند، به این معنی که دوربین بدون هیچ گونه دخالت کاربر، سرعت خود را تنظیم می‌کند. در صحنه‌های روشن‌تر، سرعت شاتر سریع‌تر خواهد بود (مثلاً ۱/۱۰۰۰ ثانیه)، اما اگر کاملاً تاریک باشد، سرعت شاتر کند می‌شود (مثلاً ۱/۳۰ ثانیه).

کاربران اغلب ممکن است حداقل و حداکثر سرعت شاتر را برای کنترل بهتر میزان نوردهی دوربین تنظیم کنند. با این حال، این کار معمولاً لازم نیست مگر اینکه مشکلات قابل مشاهده‌ای وجود داشته باشد یا در کاربردهای تخصصی مانند LPR. به ندرت، تولیدکنندگان ممکن است از پیش‌فرض‌های ضعیفی مانند شاتر آهسته استفاده کنند که در ادامه این پست به آن پرداخته خواهد شد.

 

کاربرد سرعت شاتر ثابت در دوربین‌های مداربسته

دوربین‌های تحت شبکه از جمله دوربین تحت شبکه هایک ویژن، اغلب امکان کنترل‌های پیشرفته برای ثابت کردن سرعت شاتر دوربین را فراهم می‌کنند. با این حال، ما این را جز در کاربردهای بسیار خاص توصیه نمی‌کنیم. رایج‌ترین کاربرد نظارتی برای سرعت شاتر ثابت، ثبت پلاک خودرو است. تصاویر زیر همان دوربین را در یک برنامه ثبت پلاک خودرو نشان می‌دهند که از سرعت شاتر پیش‌فرض ۱/۳۰ ثانیه و شاتر ۱/۵۰۰ ثانیه استفاده می‌کند. با استفاده از تنظیمات پیش‌فرض، حتی در سرعت‌های پایین (کمتر از ۱۰ مایل در ساعت)، دوربین قادر به ثبت پلاک نیست، در حالی که در سرعت‌های ۱/۵۰۰ ثانیه، پلاک به وضوح قابل خواندن است.

 

نکات مهم در رابطه با سرعت شاتر دوربین مداربسته

اکثر تولیدکنندگان  به طور خودکار شاتر را به طور پیش‌فرض روی ۱/۳۰ ثانیه تنظیم می‌کنند. با این حال، کاربران مراقب باشند: برخی از تولیدکنندگان هنوز به طور پیش‌فرض از شاترهای کندتر استفاده می‌کنند که ممکن است باعث تاری قابل توجه در نور کم حتی در اشیاء با حرکت آهسته شود.

علاوه بر این، تولیدکنندگان ممکن است از تکنیک‌های دیگری استفاده کنند که اساساً در عمل به معنای شاتر آهسته هستند، مانند Intensifier”“، Sens Up یا ادغام فریم. کاربران باید از این اصطلاحات آگاه باشند و در صورت شک، این ویژگی‌ها را غیرفعال کنند تا ببینند عملکرد چگونه تغییر می‌کند.

کاربران همچنین باید مراقب سایر ویژگی‌های دوربین‌های IP باشند که ممکن است باعث تاری تصویر شوند. سطوح بالای کاهش نویز دیجیتال (DNR) که در دوربین‌های امروزی با نور بسیار کم استفاده می‌شود، ممکن است باعث تاری تصویر شود.

علاوه بر این، دوربین‌های با دینامیک عریض واقعی نیز ممکن است باعث تاری تصویر شوند، زیرا چندین نوردهی را برای تولید تصویر WDR با حرکات کوچک بین آنها ترکیب می‌کنند.

این مشکلات ممکن است بسیار شبیه به تاری شاتر به نظر برسند، اما همه آنها علل متفاوتی دارند. به همین دلیل، ممکن است تکنسین‌ها برای حذف تاری و رسیدن به بهترین نتیجه، نیاز به تنظیم چندین تنظیم داشته باشند.

سرعت شاتر چگونه بر کیفیت ویدیو تأثیر می‌گذارد؟

سرعت شاتر به مدت زمانی که هر فریم به صورت جداگانه نوردهی می‌شود اشاره دارد. عکاسان قصد دارند یک تصویر ثابت را ثبت کنند تا تصاویر بسیار واضحی ارائه دهند، بنابراین سرعت شاتر بالا ترجیح داده می‌شود.

برای ویدیو، سرعت شاتر بالا فریم‌های بسیار واضحی تولید می‌کند، اما پخش ممکن است بیش از حد واقع‌گرایانه به نظر برسد. دلیل این امر این است که چشم انسان هنگام مشاهده حرکت انتظار دارد مقداری تاری طبیعی ببیند. از سوی دیگر، سرعت شاتر خیلی پایین، یک تجربه پخش تار ایجاد می‌کند.

علاوه بر این، نرخ فریم در ثانیه هرگز نباید بالاتر از سرعت شاتر باشد. این نه تنها باعث تاری می‌شود، بلکه دوربین فریم‌ها را از دست می‌دهد. به عنوان مثال، اگر دوربینی بتواند فیلم را با سرعت 24 فریم در ثانیه ضبط کند، سرعت شاتر 1/4 ثانیه فقط 4 نوردهی در ثانیه خواهد داشت و برای همه فریم‌ها باز نخواهد بود. به طور خلاصه، سرعت شاتر دوربین چیزی است که باعث تاری می‌شود، نه نرخ فریم.

جمع‌بندی

ما سعی کردیم در این مطلب به بررسی سرعت شاتر دوربین مداربسته بپردازیم و به شما کمک کنیم تا این مفهوم را بهتر درک نمایید و همچنین بتوانید تفاوت آن را با سایر موارد مرتبط با دوربین مداربسته درک نمایید. در صورتی که قصد خرید دوربین مداربسته حرفه‌ای را دارید؛ پیشنهاد می‌کنیم از کارشناسان ما کمک بگیرید.