تصویر برداری در دوربین های عکاسی و دوربین های مداربسته بر اساس میزان نور دریافتی از محیط است. مکانیزم تصویر برداری به طور کلی به این شکل است مقداری نور به یک سطح حساس به نور برخورد کرده و با تاثیر آن تصویری از محیط ثبت می شود. اگر بخواهیم این فرآیند را با چشم انسان مقایسه کنیم، دیافراگم موجود در دوربین ها همان کار عنبیه چشم را انجام می دهد که در شرایط نوری مختلف باز و بسته می شوند. دیافراگم دوربین های مداربسته نیز در شرایط کم نوری بزرگ شده و در شرایط نور زیاد کوچک می شوند تا از این طریق میزان نور عبوری و دریافتی لنز دوربین ها کنترل شود. در این فرآیند شاتر دوربین مدت زمان باز و بسته بودن دیافراگم برای دریافت نور را کنترل می کند.

مفهوم سرعت شاتر

بر اساس تعریف ذکر شده در بالا سرعت شاتر دوربین مدار بسته به مدت زمانی اشاره می کند که شاتر باز می شود. این مدت زمان هر چه بیشتر باشد نور بیشتری پس از عبور از لنز و دیافراگم دوربین به سنسور ها برخورد می کند و تصویر شفاف تر نوری ثبت می شود. در تصویر زیر اعداد ذکر شده نشان دهنده سرعت شاتر است.

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

شاتر دیجیتال در دوربین مداربسته نسل جدید

بر اساس طراحی های مهندسی شده شاتر دوربین مداربسته، چالش بر انگیز ترین موضوع این است که کل صفحه حسگر های دوربین باید به یک میزان فوتون های نور را دریافت کنند تا از این طریق تصاویر واضح تری داشته باشیم. بگذارید با یک مثال این موضوع را دقیق تر بررسی کنیم، تصور کنید که شاتر در دوربین های مداربسته به مانند درب اتوماتیک پارکینگ ها عمل می کند، بنابراین وقتی درب این پارکینگ فرضی باز می شود نور به سطح حساس داخلی برخورد می کند و تصویر ایجاد می شود. در چنین شرایطی مشخص است که قسمت پایینی سطح حساس، نور بیشتری دریافت کرده و قسمت های بالایی نور کمتری به آنها برخورد می کند. بنابراین در چنین شرایطی یک تصویر از روشنایی به تیرگی خواهیم داشت!

در چند دهه گذشته برای این چالش، طراحی های مختلفی برای شاتر های دوربین ها ایجاد شده است. برای مثال دوربین های مدرن SLR و DSLR، از شاتر focal-plane استفاده می کنند. ایده شاتر در این دوربین ها استفاده از پرده در پشت دریچه اصلی برای کنترل و تنظیم نور در تمام سطح حسگر است. پرده در این دوربین ها با ایجاد یک سد در پشت دریچه نور اصلی کمک می کند که نور متعادل تری به سطح حسگر برخورد کند و در نتیجه تصویر شفاف و واضحی توسط دوربین ایجاد می شود.

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

فرآیند های توضیح داده شده در بالا مربوط به دوربین های نسل قدیم بود و به مانند همه تکنولوژی های عصر جدید، شاتر های دیجیتالی نیز در دوربین ها جایگزین نسل قدیم شده اند. در شاتر های دیجیتالی ، جسم فیزیکی برای کنترل نور ورودی وجود ندارد بلکه به وسیله فرآیند های دیجیتال، حسگر دیجیتالی برای مدت زمانی فعال می شود و بعد از دریافت نور محیط از کار می افتد. در چنین مکانیزمی سرعت شاتر الکتریکی می تواند بسیار بیشتر از نسل قدیم شاتر ها باشد.

سرعت شاتر در دوربین مداربسته

تاثیر سرعت شاتر دوربین های مداربسته را به وضوح می توانید در تصاویر ایجاد شده مشاهده کنید. به طور کلی در نسل جدید دوربین های مداربسته سرعت شاتر به شکل اتوماتیک در محیط های مختلف تنظیم می شود و نیازی به تنظیمات دستی نیست. اما اگر اختلالی در تصویر ایجاد شده مشاهده شد باید این تنظیمات مجدد انجام شود. به طور کلی شاتر دوربین مداربسته در محیط های پر نور سرعتر عمل می کند و در محیط های تاریک سرعت آنها کاسته می شود.

نکته مهم دیگر در خصوص تنظیمات شاتر دوربین مداربسته مربوط به سرعت حرکت اجسام محیط است. بر اساس یک اصل می دانیم که هر چه زمان شاتر دوربین مداربسته کمتر باشد احتمال تار شدن اجسام متحرک در تصویر کمتر می شود بنابراین در صورتی که جسم با سرعت زیاد در حرکت است باید تنظیمات شاتر به شکل دستی انجام شود. این موضوع خصوصا در تکنولوژی دوربین های پلاک خوان مهم خواهد بود. تصویر زیر این موضوع را به شکلی شفاف توضیح می دهد.

بیشتر بخوانید: نصب دوربین مدار بسته   هایک ویژن

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

نکته پایانی

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 در واحد زمان تعریفی می شود و عموما کسری از ثانیه است که زمان لازم برای تشکیل شدن یک تصویر در دوربین را توضیح می دهد. برای مثال 1.25 ثانیه میزان زمان لازم برای تشکیل تصویر در شاتری است که بر روی این زمان تنظیم شده است. در دوربین های دیجیتال گفتیم که سرعت شاتر بر اساس نور محیط به شکلی اتوماتیک تنظیم می شود و در نتیجه سرعت شاتر در این دوربین ها را به شکل یک بازه عددی تعریف می کنند.

مقالات مرتبط برای مطالعه بیشتر:

1. تاثیر نور بر عملکرد دوربین مداربسته
2. تکنولوژی Defog (مه زدایی) در دوربین مداربسته
3. تکنولوژی ANR در دوربین مداربسته
4. Dual Stream در دوربین مداربسته
5. تفاوت دوربین مداربسته HD و FULL HD
6. امنیت فیزیکی دوربین مداربسته