چرا چراغ در ویدئو، چشمک‌زن دیده می‌شود؟
چشمک‌زدن لامپ‌ها در ویدیو و هنگام فیلم‌برداری ناشی از خرابی نیست پس چه دلیلی می‌تواند داشته باشد؟
احتمالاً هنگام فیلم‌برداری با گوشی متوجه شده‌اید که بعضی چراغ‌ها، تابلوهای LED یا لامپ‌های سقفی در تصویر چشمک می‌زنند یا نوارهای تیره‌ای روی آن‌ها حرکت می‌کند؛ درحالی‌که با چشم غیرمسلح کاملاً عادی به نظر می‌رسند. این اتفاق معمولاً نشانه ی خرابی چراغ یا دوربین نیست، بلکه از تفاوت سرعت تغییر روشنایی چراغ با نحوه ی ثبت تصویر در دوربین ناشی می‌شود.
تصور کنید در اتاقی روشن مشغول فیلم‌برداری هستید. همه‌چیز طبیعی به نظر می‌رسد؛ اما وقتی دوربین گوشی را به سمت چراغ سقفی می‌گیرید، تصویر شروع به چشمک‌زدن می‌کند. گاهی هم نوارهایی تیره و روشن از بالا به پایین تصویر حرکت می‌کنند.
به این پدیده فلیکر (Flicker) می‌گویند و بیشتر هنگام فیلم‌برداری زیر نور لامپ‌های LED، چراغ‌های فلورسنت و تابلوهای تبلیغاتی دیجیتال دیده می‌شود. برای درک دلیلش، ابتدا باید بدانیم چراغ‌ها چگونه نور تولید می‌کنند.
چراغی که ثابت به نظر می‌رسد، همیشه نور ثابتی ندارد
بسیاری از چراغ‌ها برخلاف تصور ما با شدت کاملاً ثابت روشن نمی‌مانند. روشنایی آن‌ها ممکن است در هر ثانیه ده‌ها، صدها یا حتی هزاران بار کم‌وزیاد شود.
برای مثال، برق شهری در ایران با فرکانس ۵۰ هرتز کار می‌کند؛ یعنی جریان متناوب در هر ثانیه ۵۰ چرخه را طی می‌کند. در بسیاری از چراغ‌های وابسته به برق متناوب، تغییرات روشنایی می‌تواند با فرکانس ۱۰۰ هرتز رخ دهد؛ یعنی نور چراغ در هر ثانیه ۱۰۰ بار دچار نوسان شود. البته مقدار واقعی این نوسان به طراحی مدار داخلی چراغ بستگی دارد.
لامپ‌های LED نیز ممکن است با سرعت زیادی روشن و خاموش شوند. یکی از روش‌های رایج برای تنظیم روشنایی آن‌ها، فناوری PWM یا «مدولاسیون پهنای پالس» است. در این روش، مدار الکترونیکی با تغییر مدت روشن‌ماندن چراغ در هر چرخه، میزان روشنایی متوسط آن را تنظیم می‌کند.
برای مثال، چراغی را تصور کنید که در هر چرخه، نیمی از زمان روشن و نیمی دیگر خاموش است. اگر این چرخه با سرعت کافی تکرار شود، نور آن برای چشم ما تقریباً پیوسته به نظر می‌رسد.
وزارت انرژی آمریکا در پژوهش‌های رسمی خود درباره ی نوسان نور توضیح می‌دهد که LED-ها می‌توانند بسیار سریع به تغییر جریان الکتریکی واکنش نشان دهند. بنابراین، کیفیت مدار تغذیه و روش تنظیم روشنایی تأثیر زیادی بر میزان چشمک‌زدن آن‌ها دارد.
چرا دوربین چشمک‌زدن چراغ را ثبت می‌کند؟
دوربین برخلاف چشم انسان، نور را در بازه‌های زمانی مشخص ثبت می‌کند. برای مثال، وقتی با سرعت ۳۰ فریم‌برثانیه فیلم می‌گیرید، دوربین در هر ثانیه ۳۰ تصویر مجزا ثبت می‌کند.
اگر روشنایی چراغ در طول این بازه‌ها تغییر کند، ممکن است یک فریم هنگام روشنایی بیشتر چراغ و فریم بعدی هنگام روشنایی کمتر ثبت شود. وقتی تصاویر پشت‌سرهم پخش می‌شوند، چراغ ظاهراً چشمک می‌زند.
این اتفاق نوعی ناهماهنگی زمانی میان تغییرات نور و ثبت تصویر است. حتی ممکن است چراغ در تمام مدت روشن باشد، اما شدت روشنایی آن در فریم‌های مختلف متفاوت ثبت شود.
وقتی زمان‌بندی نورهای نوسان‌دار با عملکرد شاتر دوربین هماهنگ نباشد، چراغ چشمک‌زن دیده می‌شود
شرکت سونی توضیح می‌دهد که وقتی زمان‌بندی نورهای نوسان‌دار با عملکرد شاتر دوربین هماهنگ نباشد، احتمال مشاهده ی چشمک‌زدن و نوارهای تیره در ویدئو افزایش پیدا می‌کند.
در این میان، سرعت شاتر هم اهمیت دارد. سرعت شاتر مشخص می‌کند حسگر دوربین برای ثبت هر فریم چه مدت نور دریافت کند.
برای مثال، اگر چراغی با فرکانس ۱۰۰ هرتز نوسان کند، هر چرخه ی روشنایی آن ۱۰ میلی‌ثانیه طول می‌کشد. انتخاب زمان نوردهی یک‌صدم ثانیه می‌تواند یک چرخه ی کامل نوسان را پوشش دهد و تغییرات روشنایی میان فریم‌ها را کاهش دهد.
در مقابل، سرعت شاتر بسیار بالا ممکن است فقط بخش کوچکی از چرخه ی روشنایی را ثبت کند و چشمک‌زدن را واضح‌تر نشان دهد.
نوارهای سیاه و متحرک روی تصویر از کجا می‌آیند؟
گاهی مشکل به‌جای چشمک‌زدن تمام تصویر، به‌شکل نوارهای افقی تاریک و روشن دیده می‌شود. این پدیده با شیوه ی خواندن اطلاعات حسگر بسیاری از دوربین‌های دیجیتال ارتباط دارد.
نمای شماتیک از تأثیر نوسان نور بر تصویر دوربین؛ شکل واقعی نوارها به نوع چراغ و تنظیمات فیلم‌برداری بستگی دارد.
بسیاری از گوشی‌ها از فناوری Rolling Shutter استفاده می‌کنند. در این روش، بخش‌های مختلف تصویر به‌صورت هم‌زمان خوانده نمی‌شوند و حسگر اطلاعات تصویر را سطر‌به‌سطر ثبت می‌کند.
حالا اگر روشنایی چراغ در همین فاصله تغییر کند، سطرهای بالای تصویر ممکن است نور بیشتری دریافت کنند و سطرهای پایین‌تر نور کمتری. نتیجه، ایجاد نوارهایی است که گاهی در ویدئو حرکت می‌کنند.
سونی در توضیحات فنی خود تأیید می‌کند که شاتر الکترونیکی و نحوه ی خواندن تدریجی اطلاعات حسگر می‌توانند در نورهای نوسان‌دار باعث ایجاد چنین نوارهایی شوند. این شرکت همچنین قابلیتی به نام Variable Shutter ارائه می‌دهد که امکان تنظیم دقیق‌تر سرعت شاتر برای کاهش این مشکل را فراهم می‌کند.
Sony USA+1
چطور هنگام فیلم‌برداری جلوی چشمک‌زدن چراغ را بگیریم؟
در بسیاری از مواقع می‌توان با تغییر چند تنظیم ساده، میزان فلیکر را کاهش داد. مهم‌ترین راهکار، هماهنگ‌کردن سرعت شاتر با فرکانس روشنایی محیط است. برای کشورهایی مانند ایران که برق شهری ۵۰ هرتز دارند، تنظیم سرعت شاتر روی یک‌پنجاهم یا یک‌صدم ثانیه معمولاً نقطه ی شروع مناسبی است.
در کشورهایی با برق ۶۰ هرتز، سرعت‌های یک‌شصتم یا یک‌صدوبیست‌وپنجم ثانیه می‌توانند کاربرد داشته باشند؛ هرچند مقدار دقیق باید با توجه به نوع چراغ انتخاب شود.
شرکت نیکون در راهنمای رسمی دوربین‌های خود پیشنهاد می‌کند کاربران برای کاهش فلیکر، فرکانس برق محیط را در تنظیمات دوربین انتخاب کنند و در صورت برطرف‌نشدن مشکل، سرعت شاتر را تغییر دهند.
در عمل، این روش‌ها می‌توانند کمک کنند:
- فیلم‌برداری با ۲۵ یا ۵۰ فریم‌برثانیه و سرعت شاتر متناسب با فرکانس ۵۰ هرتز را امتحان کنید.
- اگر گوشی یا دوربین گزینه ی Anti-Flicker یا Flicker Reduction دارد، آن را فعال کنید و فرکانس ۵۰ هرتز را انتخاب کنید.
- اگر از چراغ‌های LED با قابلیت تنظیم نور استفاده می‌کنید، روشنایی‌های مختلف را آزمایش کنید؛ چون بعضی چراغ‌ها در حالت کم‌نور نوسان بیشتری دارند.
- در دوربین‌های حرفه‌ای، تنظیم دقیق شاتر با قابلیت‌هایی مانند Variable Shutter می‌تواند به کاهش نوارها کمک کند.
- برای فیلم‌برداری حرفه‌ای، استفاده از چراغ‌هایی با مدار تغذیه ی مناسب و نوسان روشنایی کم، انتخاب مطمئن‌تری است.
هیچ تنظیم ثابتی برای تمام چراغ‌ها وجود ندارد. بعضی نمایشگرها و چراغ‌های LED با فرکانس‌هایی کار می‌کنند که ارتباط مستقیمی با فرکانس برق شهری ندارند. در چنین شرایطی، ممکن است حتی با تنظیم شاتر روی یک‌پنجاهم یا یک‌صدم ثانیه نیز مشکل کاملاً برطرف نشود.
آیا چشمک‌زدن چراغ برای چشم انسان خطرناک است؟
اینکه چشمک‌زدن یک چراغ با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود، لزوماً به معنای نبود نوسان نور نیست. وزارت انرژی آمریکا توضیح می‌دهد تغییرات سریع روشنایی در شرایط خاص می‌توانند باعث ایجاد جلوه‌های بصری مانند تکه‌تکه دیده‌شدن حرکت اجسام یا مشاهده ی چند تصویر از یک منبع نور هنگام حرکت چشم شوند.
شدت این اثرات به فرکانس نوسان، میزان تغییر روشنایی، شرایط محیط و حساسیت افراد بستگی دارد. بعضی افراد نیز ممکن است در مواجهه با نورهای نوسان‌دار دچار ناراحتی بصری شوند؛ اما نمی‌توان صرفاً از روی مشاهده ی فلیکر در ویدئو درباره ی خطرناک‌بودن یک چراغ قضاوت کرد.
در واقع، چشمک‌زدن چراغ در ویدئو معمولاً نتیجه ی ترکیب نوسان واقعی روشنایی با شیوه ی ثبت تصویر در دوربین است. ممکن است چراغ کاملاً سالم باشد و بااین‌حال در ویدئو چشمک بزند. تنظیم سرعت شاتر، انتخاب فرکانس مناسب و استفاده از تجهیزات روشنایی باکیفیت، در بسیاری از موارد این مشکل را برطرف می‌کنند.
دیدگاه‌ها
دیدگاه شما پس از تأیید مدیر منتشر می‌شود. گفت‌وگوی فارسی و انگلیسی این خبر جداست.