ILCE-9M2 Уменьшение проблем из-за высокочастотного мерцания
Описание мерцания
1. Описание мерцания
Мерцание – периодическое мигание освещения определенного типа – может приводить к появлению полос или частичному изменению цветов на изображениях.
2. Почему мерцание вызывает проблемы
2-1. Характеристики освещения
Хотя большая часть люминесцентных ламп сейчас оснащена инверторами, более старые люминесцентные лампы мерцают с частотой 100 или 120 раз в секунду.
В отличие от них, весьма распространенные светодиодные светильники и указатели мерцают с более высокой частотой — несколько сотен или тысяч раз в секунду.
Изменения яркости из-за этого мерцания могут вызывать проблемы с изображениями.
Люминесцентное освещение
- Цикл мерцания: 100 или 120 Гц
- Характеристики: зачастую цвет объектов изменяется в связи с постоянными колебаниями яркости, поскольку такие мерцающие лампы становятся то яркими, то темными.
Светодиодное освещение
- Цикл мерцания: на уровне сотен или тысяч Гц
- Характеристики: такое освещение постоянно и быстро включается и выключается.
2-2. Конструкция затвора камеры
Чтобы понять, почему мерцающий свет может приводить к появлению полос на изображениях, необходимо иметь представление о конструкции затвора камеры.
В цифровых фотоаппаратах со сменным объективом перед датчиком изображения располагается шторно-щелевой затвор.
Шторно-щелевые затворы состоят из передней и задней шторок. Управление временем экспозиции (выдержкой) в камерах происходит путем регулировки разницы между началом движения каждой шторки.
Например, установка выдержки в 1/1000 сек. означает, что задняя шторка проходит точку на экране через 1/1000 сек. после того, как эту же точку прошла передняя шторка.
С другой стороны, после начала движения передней шторки и до остановки движения задней шторки проходит примерно от 4 миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд. Данный промежуток времени варьируется в зависимости от используемого типа затвора.
Перед движением затвора
Во время движения затвора
B Задняя шторка
C Время экспозиции (выдержка)
Поскольку время экспозиции в верхней и нижней части датчика изображения отличается, яркость и цвета в верхней и нижней части снятых изображений могут отличаться.
Изменения яркости могут выглядеть как полосы в случае выполнения съемки при светодиодном освещении с быстрым циклом мерцания или если для перемещения щели затвора требуется более длительное время.
3. Уменьшение проблем из-за мерцания во время съемки
3-1. Каким образом камера может уменьшить проблемы из-за мерцания
При люминесцентных лампах, которые мерцают с частотой 100 Гц или 120 Гц, освещение остается ярким чуть дольше, чем движется механический затвор. Рассчитав это время, камера может уменьшить влияние мерцания путем управления движением затвора. (Подробнее см. 3-1-3.)
Функция, используемая для такой автоматической регулировки во время съемки с помощью камеры, называется съемкой с предотвращением мерцания.
Съемка с предотвращением мерцания эффективна только при освещении, которое мерцает с частотой 100 или 120 Гц, например люминесцентные лампы.
Поскольку светодиодные источники света мерцают с частотой от сотен до тысяч Гц – это более короткий интервал, чем быстрое движение затвора продолжительностью 4 миллисекунды – щель не может переместиться от одного края к другому в течение короткого периода яркого освещения, даже если камера смогла обнаружить цикл мерцания. Поэтому данная функция неэффективна для уменьшения проблем, связанных с таким мерцанием.
3-1-1. Люминесцентное освещение
Движение затвора происходит во время периода (цикла) яркого свечения люминесцентных ламп, что делает функцию эффективной для съемки при таком освещении.
3-1-2. Светодиодное освещение
Цикл мерцания быстрее любого времени движения затвора, что может привести к появлению полос на изображении.
3-1-3. Разница в скорости перемещения щели
В последних цифровых фотоаппаратах со сменным объективом предусмотрены два способа работы затвора: механический затвор и электронный затвор. В каждом из них щель перемещается с разной скоростью.
| Механическ. затвор | Скорость перемещения щели: высокая (перемещение приблиз. за 4 мс) Вибрация/звук: присутствует |
|---|---|
| Электрон. затвор (бесшумный затвор) |
Скорость перемещения щели: низкая (перемещение за несколько десятков мс) Вибрация/звук: отсутствует |
- Название “электронный затвор” для одного из типов может создать впечатление, что он движется быстрее, но на самом деле это не так.
Перемещение передней и задней шторки механического затвора происходит быстро, поскольку они предназначены просто перекрывать свет. В электронном затворе, напротив, для имитации движения передней шторки выполняется сброс одной строки датчика изображения за другой, после чего роль задней шторки играет считывание строк одна за другой. Поскольку это считывание занимает время, для считывания всего датчика изображения строка за строкой требуется несколько десятков миллисекунд.
Поэтому перемещение щели с помощью электронного затвора занимает больше времени. - Съемка с предотвращением мерцания доступна только при использовании [Механическ. затвор].
Съемка с предотвращением мерцания совместно с электронным затвором не будет эффективной, поскольку перемещение щели происходит медленнее. Независимо от того, когда начнется движение затвора, при мерцании люминесцентного света не удастся избежать времени затемнения.
3-2. Уменьшение проблем из-за высокочастотного мерцания
Тем не менее, в отдельных случаях вы можете предпочесть бесшумную съемку (с помощью электронного затвора) во время сценических представлений при светодиодном освещении, или же вы можете захотеть воспользоваться высокоскоростной непрерывной съемкой спортивных событий в местах со светодиодными светильниками и указателями.
В таких случаях доступна функция для уменьшения проблем из-за высокочастотного мерцания (Переменный затв.).
Эта функция, которую также называют “предотвращение высокочастотного мерцания”, уменьшает проблемы из-за мерцания путем точного подбора выдержки в соответствии с циклом мерцания.
В то время как цикл мерцания трудно согласовать с обычными шагами регулировки выдержки (1/3 или 1/2), данная функция обеспечивает более точную регулировку выдержки для согласования с циклом и уменьшения проблем из-за мерцания.
Уменьшение проблем из-за мерцания путем согласования выдержки с циклом мерцания
На следующих рисунках показано, как по мере перемещения затвора постепенно получаются изображения, формируемые на датчике изображений.
2 Путь задней шторки
Экспозиция идет постепенно, начиная с верхнего края изображения, что означает, что для нижнего края изображения экспозиция происходит позже.
Рассмотрим следующий рисунок, на котором показано мерцание при движении затвора.
* Время отложено по горизонтали, а мерцание источника света показано в виде вертикальных полос.
Когда выдержка не совпадает с циклом мерцания, моменты затемнения или яркого освещения во время экспозиции выглядят как полосы.
Далее рассмотрим случай, когда выдержка подобрана таким образом, чтобы она совпадала с циклом мерцания.
При выдержке, которая совпадает с циклом мерцания, любое время экспозиции обеспечивает постоянную яркость, начиная от момента высокой яркости источника света и заканчивая моментом его затемнения. Это устраняет полосы.
Далее давайте рассмотрим, как изменится внешний вид ЖК-монитора после регулировки выдержки с помощью данной функции для уменьшения проблем из-за высокочастотного мерцания на реальной камере.
Пример: съемка, когда выдержка не совпадает с циклом мерцания
Экран
Полученный фотоснимок
Пример: съемка, когда выдержка совпадает с циклом мерцания
Экран
Полученный фотоснимок
Заключение
Проблемы из-за мерцания появляются в виде полос на изображениях, полученных во время съемки со шторно-щелевым затвором при освещении мерцающими источниками света, поскольку моменты освещения высокой и низкой яркости захвачены датчиком изображения в разных положениях.
Для уменьшения эффекта мерцания доступны две функции – [Съем. устр.мерц.] и [Высокочаст. мерц.] – и каждая из них эффективна в разных сценах.
| Характеристики и условия съемки |  Съем. устр.мерц. |
Высокочаст. мерц. (системное программное обеспечение (встроенное программное обеспечение) камеры: Ver. 2.00 или более поздняя версия) |
|---|---|---|
| Характеристики | За счет определения частоты мерцания камера может автоматически синхронизировать съемку изображений с моментами, когда мерцание будет оказывать меньшее влияние. | Вы можете вручную регулировать выдержку, проверяя влияние мерцания на мониторе. |
| Фотоснимки/видео | Только фотоснимки | Фотоснимки/видео |
| Тип затвора | Только механический затвор | Электронный затвор/механический затвор *1 |
| Обнаруживаемые типы мерцания | Только мерцание с частотой 100 Гц или 120 Гц (например, флуоресцентный свет) *2 | Мерцание с частотой 100 Гц или 120 Гц (например, флуоресцентный свет) и мерцание с частотой, превышающей 100 Гц или 120 Гц (например, светодиодная подсветка) |
*1 Чем короче выдержка, тем более вероятно, что между изображением на дисплее монитора перед съемкой и записанным изображением будут отличия. Убедитесь в том, что на записанном изображении уменьшено влияние мерцания.
*2 Даже если [ Съем. устр.мерц.] установлена в [Вкл], камера не может обнаружить мерцания с частотами, отличными от 100 Гц или 120 Гц.
Определите характеристики каждого из них и попробуйте установить подходящие настройки для уменьшения на снимках проблем из-за мерцания.
* Изображения на этой веб-странице приведены только в качестве примеров