ILCE-9M2 Zmniejszanie wpływu migotania wysokiej częstotliwości
Pojęcie migotania
1. Pojęcie migotania
Migotanie, czyli przerywane rozbłyski występujące w niektórych źródłach światła, może powodować powstawanie pasów lub częściowe odbarwienie na obrazach.
2. Dlaczego migotanie stanowi problem?
2-1. Charakterystyka oświetlenia
Większość lamp jarzeniowych wyposażona jest co prawda obecnie w falowniki, ale starsze lampy jarzeniowe migoczą z częstotliwością 100 lub 120 razy na sekundę.
Natomiast w przypadku coraz powszechniej stosowanego oświetlenia i sygnalizacji LED występuje migotanie o znacznie większej częstotliwości od kilkuset do kilku tysięcy razy na sekundę.
Zmiany jasności spowodowane wspomnianym migotaniem mogą powodować problemy na obrazach.
Oświetlenie fluorescencyjne
- Cykl migotania: 100 lub 120 Hz
- Charakterystyka: często kolor obiektów zmienia się przy ciągłych wahaniach jasności, ponieważ wspomniane lampy migoczące świecą raz jaśniej raz ciemniej.
Oświetlenie LED
- Cykl migotania: na poziomie setek lub tysięcy Hz
- Charakterystyka: oświetlenie wielokrotnie i szybko włącza się i wyłącza.
2-2. Budowa migawki aparatu
Aby zrozumieć, dlaczego migotanie światła może powodować powstawanie pasm na obrazach, należy poznać budowę migawki aparatu.
W aparatach cyfrowych z wymiennymi obiektywami migawka szczelinowa znajduje się przed przetwornikiem obrazu.
Migawki szczelinowe składają się z kurtyny przedniej i tylnej. Poprzez zmianę odstępu czasu pomiędzy momentami, kiedy poszczególne kurtyny zaczynają się przesuwać, aparaty sterują czasem ekspozycji (czasem otwarcia migawki).
Na przykład, ustawienie czasu otwarcia migawki 1/1000 sekundy oznacza, że od momentu, gdy przednia kurtyna minęła pewien punkt na ekranie do momentu minięcia tego samego punktu przez tylną kurtynę upłynie 1/1000 s.
Z drugiej strony mija około 4 milisekund do kilkudziesięciu milisekund od rozpoczęcia ruchu przez przednią kurtynę do zatrzymania się tylnej kurtyny. Ten okres czasu jest różny w zależności od rodzaju stosowanej migawki.
Przed rozpoczęciem ruchu przez migawkę
W czasie ruchu migawki
B tylna kurtyna
C czas ekspozycji (czas otwarcia migawki)
Z uwagi na fakt, że u góry i u dołu przetwornika obrazu czas ekspozycji jest inny, w górnej i w dolnej części przechwytywanych obrazów mogą występować różnice w jasności i kolorystyce.
Zmiany jasności mogą występować w postaci pasów w przypadku rejestrowania obrazów przy oświetleniu LED z szybkim cyklem migotania lub gdy ruch szczeliny migawki wymaga dłuższego czasu.
3. Zmniejszanie wpływu migotania podczas rejestrowania obrazów
3-1. W jaki sposób aparat może zmniejszyć wpływ migotania
W warunkach oświetlenia jarzeniowego migoczącego z częstotliwością 100 Hz i 120 Hz oświetlenie pozostaje jasne nieco dłużej niż trwa sam ruch migawki mechanicznej. Uwzględniając odpowiednią synchronizację czasu, aparat może zmniejszyć efekt migotania, sterując ruchem migawki. (Szczegółowe informacje w sekcji 3-1-3).
Funkcja służąca do wspomnianej automatycznej regulacji momentu rejestrowania obrazu przez aparat określana jest mianem rejestrowania z redukcją migotania.
Rejestrowanie z redukcją migotania jest skuteczne tylko przy oświetleniu migoczącym z częstotliwością 100 lub 120 Hz, na przykład w przypadku lamp jarzeniowych.
Z racji tego, że źródła światła LED migają z częstotliwością kilkuset do kilku tysięcy Hz (odstęp czasu jest krótszy niż w przypadku szybkiego ruchu migawki na poziomie 4 milisekund), szczelina nie zdoła się przesunąć od jednej krawędzi do drugiej w tak krótkim czasie w okresie dużej jasności oświetlenia, nawet gdyby aparat mógł wykryć cykl migotania. Z tego powodu funkcja ta nie jest skuteczna w zmniejszaniu problemów związanym z takim rodzajem migotania.
3-1-1. Oświetlenie fluorescencyjne
Ruch migawki ma miejsce w okresie (cyklu), gdy lampy fluorescencyjne świecą jasno, co sprawia, że funkcja ta działa skutecznie w przypadku fotografowania przy takim oświetleniu.
3-1-2. Oświetlenie LED
Cykl migotania jest szybszy niż jakikolwiek czas ruchu migawki, co może skutkować pasami na obrazach.
3-1-3. Różnice w szybkości ruchu szczeliny
Najnowsze aparaty cyfrowe z wymiennymi obiektywami mogą być wyposażone w dwa rodzaje migawek: migawkę mechaniczną i migawkę elektroniczną. Każda z nich przesuwa szczelinę z inną prędkością.
| Migawka mechanicz. | Prędkość ruchu szczeliny: duża (czas przesuwania ok 4 ms) Wibracje/dźwięk: występują |
|---|---|
| Migawka elektronicz. (cicha migawka) |
Prędkość ruchu szczeliny: mała (czas przesuwania kilkadziesiąt ms) Wibracje/dźwięk: brak |
- Określanie jednego typu mianem „migawka elektroniczna” może sprawiać wrażanie, że ruch wydaje się szybszy, ale w rzeczywistości nie jest to zgodne z prawdą.
Ruch kurtyn przedniej i tylnej w migawce mechanicznej jest szybki, ponieważ ma ona po prostu blokować światło. Natomiast migawka elektroniczna resetuje jeden wiersz przetwornika obrazu po drugim, aby uzyskać ruch przedniej kurtyny, po czym odtwarzana jest rola tylnej kurtyny poprzez odczytywanie wierszy jeden po drugim. Z racji tego, że odczyt ten wymaga czasu, do odczytu całego przetwornika obrazu wiersz po wierszu potrzebne jest kilkadziesiąt milisekund.
Z tego powodu ruch szczeliny z użyciem migawki elektronicznej trwa dłużej. - Rejestrowanie z redukcją migotania jest dostępne tylko wówczas, gdy wykorzystywana jest funkcja [Migawka mechanicz.].
Próba użycia funkcji rejestrowania z redukcją migotania przy migawce elektronicznej nie byłaby skuteczna, ponieważ ruch szczeliny jest w tym przypadku wolniejszy. Bez względu na to, w którym momencie rozpocznie się ruch migawki, nie można uniknąć okresu obniżonej jasności podczas migotania światła fluorescencyjnego.
3-2. Zmniejszanie wpływu migotania wysokiej częstotliwości
Jednakże czasami korzystniejsze może się okazać bezgłośne rejestrowanie obrazów (przy użyciu migawki elektronicznej) na występach estradowych przy oświetleniu LED, czy też korzystanie z trybu szybkich zdjęć seryjnych w przypadku imprez sportowych odbywających się w miejscach z oświetleniem i sygnalizacją LED.
W tych przypadkach dostępna jest funkcja zmniejszająca wpływ migotania wysokiej częstotliwości (Zmienna migawka).
Funkcja ta, zwana również „funkcją zapobiegania migotaniu wysokiej częstotliwości”, zmniejsza wpływ migotania poprzez precyzyjne dopasowanie szybkości migawki do cyklu migotania.
Przy zwykłych przyrostach ustawiania czasu otwarcia migawki (z krokiem 1/3 lub 1/2) trudno jest uzyskać dopasowanie do cyklu migotania, natomiast wspomniana funkcja umożliwia jeszcze bardziej precyzyjną regulację czasu otwarcia migawki celem dopasowania go do tego cyklu i redukcji problemów związanych z migotaniem.
Zmniejszanie wpływu migotania przez dopasowanie czasu otwarcia migawki do cyklu migotania
Na poniższych rysunkach przedstawiono, jak obrazy tworzone na przetworniku obrazu są stopniowo pobierane w trakcie ruchu migawki.
2 Droga tylnej kurtyny
Ekspozycja odbywa się stopniowo od górnej krawędzi obrazu, co oznacza, że przy dolnej krawędzi obrazu ekspozycja ma miejsce później.
Na kolejnym rysunku przedstawiano migotanie w miarę przesuwania się migawki.
* Czas zaznaczono na osi poziomej, a migotanie źródła światła pokazano w postaci pionowych pasów.
Gdy czas otwarcia migawki nie jest zgodny z cyklem migotania, momenty podczas ekspozycji przy mniejszej lub większej jasności widoczne są w formie pasów.
Następnie zastanówmy się nad sytuacją, gdy czas otwarcia migawki jest zgodny z cyklem migotania
Przy czasie otwarcia migawki zgodnym z cyklem migotania w każdej chwili ekspozycji zapewniona jest stała jasność od momentu wysokiej jasności źródła światła do momentu niskiej jasności. W ten sposób można wyeliminować pasy
Następnie spójrzmy, jak zmienia się wygląd monitora LCD w trakcie regulacji czasu otwarcia migawki przy użyciu tej funkcji celem zmniejszenia wpływu migotania wysokiej częstotliwości w rzeczywistym aparacie.
Przykład: rejestrowanie obrazu przy czasie otwarcia migawki niezgodnym z cyklem migotania
Ekran
Przechwycone zdjęcie
Przykład: rejestrowanie obrazu przy czasie otwarcia migawki zgodnym z cyklem migotania
Ekran
Przechwycone zdjęcie
Podsumowanie
Na obrazach zarejestrowanych migawką szczelinową przy oświetleniu z migoczących źródeł światła problemy z migotaniem objawiają się w formie pasów, ponieważ przy rejestrowaniu obrazu w różnych pozycjach przetwornika obrazu występują różne poziomy jasności.
Dostępne są dwie funkcje redukujące efekt migotania: [Fot. z Anti-flicker.] i [Flicker o wys. częst.]. Każda z tych funkcji ma zastosowanie przy innych ujęciach.
| Cechy charakterystyczne i warunki fotografowania |  Fot. z Anti-flicker. |
Flicker o wys. częst. (oprogramowanie systemowe aparatu (firmware): Ver. 2.00 lub nowsza) |
|---|---|---|
| Cechy charakterystyczne | Dzięki automatycznemu wykrywaniu częstotliwości migotania aparat może zsynchronizować rejestrowanie obrazów z momentami, w których migotanie będzie miało mniejszy wpływ. | Można ręcznie regulować czas otwarcia migawki, sprawdzając wpływ migotania na monitorze. |
| Zdjęcia/filmy | Tylko zdjęcia | Zdjęcia/filmy |
| Typ migawki | Tylko migawka mechaniczna | Migawka elektroniczna / migawka mechaniczna *1 |
| Wykrywane rodzaje migotania | Tylko migotanie z częstotliwością 100 Hz lub 120 Hz (na przykład światło fluorescencyjne) *2 | Migotanie z częstotliwością 100 Hz lub 120 Hz (na przykład światło fluorescencyjne) i migotanie z częstotliwością wyższą niż 100 Hz lub 120 Hz (na przykład światło LED) |
*1 Im krótszy czas otwarcia migawki, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia różnicy między obrazem wyświetlanym na monitorze a obrazem zarejestrowanym. Sprawdź na zarejestrowanym obrazie, czy wpływ migotania uległ zmniejszeniu.
*2 Nawet gdy w pozycji [ Fot. z Anti-flicker.] ustawiono opcję [WŁ.], aparat nie może wykryć migotania o częstotliwościach innych niż 100 Hz lub 120 Hz.
Należy zrozumieć cechy charakterystyczne poszczególnych opcji i wypróbować odpowiednich ustawień w celu zmniejszenia problemów z migotaniem na swoich ujęciach.
* Na tej stronie internetowej podano jedynie przykładowe zdjęcia.