سرعت شاتر در دوربین مداربسته

اساس کار عکس برداری و فیلم برداری، دریافت نور از محیط اطراف است. برای گرفتن عکس، می بایست مقداری نور را در معرض یک سطح حساس به نور( سنسور) قرار داده و میزان این حساسیت را کنترل کنیم. در مقاله آن چه که باید در رابطه با دیافراگم دوربین مداربسته بدانید، دیافراگم را به عدسی چشم همانند کردیم. همان گونه که قطر عنبیه چشم، بر اساس نور محیط اطراف تغییر می کند، دیافراگم نیز در شرایط کم نور، بزرگ شده و در شرایط پر نور، کوچک تر می شود تا میزان نور عبوری به لنز را کنترل کند. در بیان ساده، سرعت شاتر مشابه مدت زمانی است که چشم شما باز است تا نور را بگیرد. در این مقاله به مفهوم سرعت شاتر در دوربین مداربسته می پردازیم. 

مفهوم سرعت شاتر

سرعت شاتر برابر با زمانی است که یک شاتر باز می شود، تا نور پس از عبور از لنز و دیافراگم به یک سطح حساس به نور، مانند سنسور دیجیتال اصابت کند. بر خلاف دیافراگم، عدد سرعت شاتر، ارتباط مستقیمی با مقدار نور عبوری دارد. شکل زیر این ارتباط را نشان می دهد. عدد بالاتر در تصویر، مربوط به سرعت شاتر می باشد.

هرچه زمان شاتر کمتر باشد امکان تار شدن اجسام متحرک در تصویر کمتر است.

چالشی که در طراحی شاتر وجود دارد، این است که کل صفحه حسگر، باید تعداد فوتون برابری از نور را دریافت کنند تا تصویر واضحی ثبت شود. بسیاری از مردم فکر می کنند که شاتر مانند یک درب پارکینگ اتوماتیک مینیاتوری کار می کند. تصور کنید که این درب اتوماتیک، باز می شود تا نور از آن عبور کرده و به سطح حساس به نوری که در پشت آن قرار دارد (سنسور)، برخورد کند و سپس بسته می شود. در این شرایط، قسمت پایینی سطح حساس به نور، نور بیشتری نسبت به قسمت های بالایی دریافت می کند و علت این پدیده آن است که قسمت پایین، زمان بیشتری در معرض نور قرار می گیرد. این همان چالشی است که مهندسان در طراحی سرعت شاتر در دوربین مداربسته با آن مواجه بوده اند.

در طی سال های مختلف، طراحی های مختلفی از شاتر دوربین انجام شده است. دوربین های مدرن SLR و DSLR، از شاتر focal-plane استفاده می کنند. روش کار این شاتر، بیشتر شبیه یک درگاه پارکینگ است، اما با یک درب دوم. این درب دوم پرده نام دارد. پشت سر درب اول شروع به حرکت کرده و جلوی مسیر نور را برای رسیدن به حسگر، سد می کند. این طراحی اجازه می دهد تا تعادل نور در سراسر سنسور دیجیتال، یا فیلم برقرار شود. برای درک بهتر این موضوع، شکل زیر را ببینید.

در این طراحی، عملیات بسیار سریع، تا 1/8000 ثانیه، در دوربین های SLR و DSLR قابل انجام است.

شاتر نیز مانند بسیاری از قابلیت های دیگر، وارد دنیای دیجیتال شده است. بسیاری از دوربین های دیجیتال مدرن، از شاتر الکترونیکی استفاده می کنند. شاتر الکترونیکی، جسم فیزیکی ندارد و بدین صورت عمل می کند: حسگر دیجیتال، برای مدت زمان مشخصی فعال شده و نور وروری را دریافت می کند. سرعت شاتر الکترونیکی می تواند بسیار زیاد باشد.

سرعت شاتر در دوربین مداربسته چگونه است؟

سرعت شاتر، یکی از مشخصه های تصویر است و در دوربین مداربسته نیز اهمیت دارد. دوربین های مدار بسته عموما بصورت پیش فرض بر روی کنترل اتوماتیک سرعت شاتر تنظیم شده اند و تا زمانی که اختلالی در تصویر ارسالی از دوربین مداربسته وجود نداشته باشد، نیازی به تنظیم دستی سرعت شاتر در دوربین مداربسته، وجود ندارد. در صحنه هایی بسیار روشن سرعت شاتر سریعتر شده اما در محیط های تاریک سرعت شاتر کند می شود. 

همان گونه که گفته شد، هرچه زمان شاتر کمتر باشد امکان تار شدن اجسام متحرک در تصویر کمتر است. بنابراین در شرایطی که حرکت زیادی در میدان دید دوربین مداربسته وجود داشته باشد، ممکن است نیاز به تنظیم دستی سرعت شاتر احساس شود. نمونه این شرایط، دوربین های مداربسته پلاک خوان می باشد. شکل زیر را بینید.

آیا دوربین مداربسته، دارای شاتر فیزیکی است؟

دوربین مداربسته شاتر فیزیکی ندارد. در واقع چیپ تصویر دوربین همیشه در معرض نور است. اما همانطور که می دانید، دوربین، فیلم متحرک را از طریق گرفتن تعداد زیادی فریم در یک ثانیه می سازد. هر یک از این فریم ها در حقیقت یک عکس هستند. پس دوربین مدار بسته دائم در حال گرفتن عکس از محیط است، در نتیجه با وجود اینکه شاتر فیزیکی ندارد اما زمان شاتر دارد.

سرعت شاتر را با واحد زمان نشان می دهند. سرعت شاتر معمولا کسری از ثانیه است و زمان لازم برای تشکیل یک تصویر در دوربین را نشان می دهد (مثلا 1/25 ثانیه). در رابطه با دوربین مداربسته، چون عوامل محیطی بر سرعت شاتر تاثیر می گذارند و تنظیم آن به شکل اتوماتیک انجام می شود، سرعت شاتر را معمولا به صورت یک بازه نشان می دهند. شکل زیر، صفحه مربوط به تنظیمات تصویر را در دوربین مداربسته نشان می دهد و سرعت شاتر، یکی از گزینه های آن می باشد.

عوامل تاثیرگذار بر سرعت شاتر در دوربین مداربسته

• حساسیت چیپ تصویر به نور: هرچه حساسیت چیپ تصویر دوربین مداربسته به نور بیشتر باشد، زمان کمتری لازم دارد تا یک تصویر را بسازد.
• میزان نور محیط: هر چه نور محیط بیشتر باشد، چیپ تصویر می تواند در زمان کمتری تصویر را بسازد.