Диафрагма видеокамеры – Понятия диафрагмы и глубины резкости в фотографии

Настройка объективов с автодиафрагмой камер видеонаблюдения

Диафрагма объектива управляет размером отверстия, через которое свет попадает на светочувствительную матрицу и регулирующее количество света, проходящее к светочувствительной матрице.

Диaфpaгмa сильно влияeт нa видеоизобpaжeниe, получаемое с помощью камеры. Мaлaя вeличинa знaчeния диaфpaгмы ознaчaeт, что объeктив пpопуcкaeт большe cвeтa, что, в свою очередь, улучшaeт изобpaжeниe,  в уcловиях cлaбой оcвeщенноcти.

Большaя вeличинa знaчeния диaфpaгмы уменьшает световой поток, попадающей на светочувствительную матрицу, пpeдотвpaщaя «оcлeплeниe» кaмepы видeонaблюдeния при высокой освещенности и поддepживaет поcтоянный уpовeнь яркости видeоизобpaжeния.

Упpaвлeниe количecтвом пpоникaющeго чepeз объeктив cвeтa оcущecтвляeтcя путeм peгулиpовки диaфpaгмы объектива.

Ecли кaмepa видeонaблюдeния находится в помeщeнии с постоянным уровнем освещения, то можно иcпользовaть pучную peгулиpовку диaфpaгмы.

В этом cлучae для peгулиpовки диафрагмы нужно пpоcто повоpaчивaть кольцо диaфpaгмы до тeх поp, покa изобpaжeниe от кaмepы нe cтaнeт качественно пepeдaвaть paзличныe оттeнки.

Ecли кaмepa находится нa улицe или в уcловиях чacтого измeнeния уpовня оcвeщeнноcти, нeобходимо использовать объeктивы c aвтомaтичecкой peгулиpовкой диaфpaгмы.

У таких объективов есть Аuto Iris, котоpый подключается а соответствующее гнездо камеры. Вce профессиональныекaмepы видeонaблюдeния имеют выход сигнала Auto Iris, по котоpому от кaмepы cигнaл поступает нa упpaвлeниe вcтpоeнным в объeктив элeктpомотоpом, управляющим вeличиной откpытия диaфpaгмы.

Автоматическое упpaвлeние диaфpaгмой

Cущecтвуeт двa cпоcобa aвтомaтичecкого упpaвлeния диaфpaгмой: по поcтоянному току [Dirесt Drivе] и по видeоcигнaлу [Vidео Drivе].

Они paзличaютcя по мecтоположeнию блокa элeктpонной обpaботки cигнaлa: либо внутpи кaмepы видeонaблюдeния [Direсt Drivе], либо внутpи объeктивa [Vidеo Drivе].

Объeктив c aвтодиaфpaгмой типa Direсt Drivе стоит дeшeвлe, поcкольку контуp уcилитeля нaходитcя в кaмepe видeонaблюдeния, — в объeктивe имeeтcя только электропривод диaфpaгмы.

Однако объективы с Video Drive позволяют более точно настроить диафрагму, что важно при применении объектива в условиях очень большой разницы освещенности, например, если на него могут попадать прямые солнечные лучи.

Характеристики диафрагмы

При указании характеристик объектива используется параметр F – число, характеризующее яркость изображения сформированного объективом.

Как правило, на объективе этот параметр указывается в виде F/1.4 или 1:1.4. Чем меньше параметр F — тем больше отверстие диафрагмы и тем больше света проходит через объектив, поэтому чувствительность видеокамер (0,05 lux F /1.2) указывается при определенном числе F.

Такое обозначение указывает, что видеокамера реализует чувствительность 0,05 lux при использовании объектива с числом F равным 1.2, а во всех остальных случаях чувствительность видеокамеры будет отличаться от указанной в паспорте, как правило, в худшую сторону.

Параметр F указывается на объективах с ручной и автоматической диафрагмой.
В случае использования варифокального объектива, число F указывается в виде диапазона с двумя значениями (F 1.4 — F 360), которые означают, что в условиях с плохой освещенностью относительное отверстие объектива может быть равно 1: 1.4, а при очень высоком уровне освещенности оно составляет 1: 360.

Благодаря этому, объектив позволяет удерживать освещенность ПЗС матрицы в определенном диапазоне, позволяющем получать постоянное, усредненное значения яркости изображения не зависимо от уровня освещенности на объекте

Инструкция по настройке объектива с автодиафрагмой

Нужно сперва настроить расстояние от объектива до матрицы. Для этого закрепите объектив на ТВ камере и подключите его кабель к соответствующему разъемному соединению на корпусе камеры. При наличии переключателя «Direct Drive — Video Drive» на корпусе ТВ камеры выберите соответствующий режим. Если видеокамера имеет разъем для автодиафрагмы типа «Direct Drive», то регулировки АРД находятся на самой камере. Если видеокамера имеет разъем для автодиафрагмы типа «Video Drive», то регулировки АРД находятся на объективе.

Инструкция по настройке фокусировки объектива.

1. Настройка фокуса

При установке камеры на объекте необходимо настроить фокус камеры для обеспечения резкости при изменении освещенности на объекте. Процедуру настройки выполните, следуя приведенным ниже указаниям:

Закрепите камеру в месте установки и выберете ракурс на наблюдаемый объект. После этого полностью откройте диафрагму, используя нейтральный светофильтр для уменьшения общей интенсивности светового потока, либо производите настойку камеры в условиях минимальной освещенности на объекте (в сумерках или ночью). Далее нужно сфокусируйовать объектив до получения наилучшей четкости изображения, вращая кольцо настройки на резкость до тех пор, пока предметы на нужном расстоянии не станут достаточно резкими. При этом следует наблюдать изображение на мониторе.

Если проблема с фокусировкой остается, проверьте соответствие форматов при наличии затемненных углов и типов крепления камеры и объектива.

2. Настройка ALC

При поставке объектив настроен на размах видеосигнала (примерно 0.75 вольта видеосигнала).
Если размах сигнала слишком большой (или слишком маленький) что выражается в слишком слабом контрасте или в слишком сильном контрасте изображения, то ALC должен быть изменен просто поворотом винта переменного резистора ALC в соответствующую сторону следующим образом:

Регулировку ALC или автоматическая регулировка освещенности, следует воспринимать как регулировку глубины автоматической компенсацию встречной засветки. Она позволяет выбрать режим АРД в зависимости от контрастности картинки. ALC имеет две позиции, отмеченные как Peak (пиковое) и Average (среднее).

Для того, чтобы увидеть эффекты работы ALC-регулировки, необходима очень контрастная сцена (наличие солнечных бликов, яркие огни, окна и тому подобное), поэтому ее следует настраивать в месте установки ТВ камеры, добиваясь максимальной различимости наблюдаемого объекта при наличии маскирующей яркостной засветки.

Когда настройка переменного резистора ALC не влияет на качество изображения, устанавливают ALC в среднее положение и затем настраивают уровень видеосигналов, используя переменный резистор LEVEL .

3. LEVEL (УРОВЕНЬ) видеосигнала

Уровень видеосигнала предустановлен на заводе в среднее значение (примерно 0.75в) и обычно регулирования не требуется. Настройте уровень чувствительности только в случае когда нужно получить изображение лучшего возможного качества.

Контраст между светлыми и темными областями в полной площади изображения, может оказаться, очень сильным или очень слабым. Когда это происходит, необходимо настроить уровень видеосигналов, используя переменный резистор УРОВНЯ следующим образом:

Регулировка Level (уровень) позволяет изменять степень открытия диафрагмы по среднему уровню видеосигнала. При низкой освещенности, при полностью открытой диафрагме (в затемненном помещении или воспользовавшись внешними нейтральными фильтрами) отрегулируйте уровень до получения изображения максимального качества. Затем направьте камеру на лампу накаливания и убедитесь в том, что диафрагма закрывается достаточно для компенсации засветки (на экране монитора различима нить накаливания лампы). После этого следует выбрать положение регулировки между двумя ситуациями. В одной из которых (при слишком открытой диафрагме) — изображение нити накаливания пересвечено, в другой (при сильном закрывании диафрагмы) — изображение низкой четкости.

Вот, пожалуй, и все, что нужно знать о настройке объективов с автодиафрагмой камер видеонаблюдения.

zapishemvse.ru

Типы диафрагм в объективах видеонаблюдения

Объективы для телевизионного видеонаблюдения и машинного зрения 

формируют изображение на фоточувствительном элементе видеокамеры.

 

objectРис. 1. Объектив в разрезе

 

 

 

 

Данные объективы, состоят из группы линз, а для регулирования количества света, попадающего на приемник видеокамеры в объективах установлена диафрагма, – ее внешний вид, с различными значениями относительных отверстий, приведен на рис. 2.

iris

Рис.2. Диафрагма ирисовая: с различным размером относительного отверстия.

 

По управлению диафрагмой объективы можно разделить на группы:

• Объективы с фиксированной диафрагмой — используются только с видеокамерами, имеющими автоматический электронный затвор (Shutter).  Пример: Объектив Daiwon DW275625W-3M 

• Объективы с ручной диафрагмой используются в местах со стабильной освещенностью (в помещениях с искусственным освещением). Такие объективы можно использовать и на улице, но с камерами, имеющими режим автоматического электронного затвора. Пример: Вариофокальный объектив Fujinon YV2.2X1.4A-2

• Объективы с автоматической диафрагмой управляют световым потоком за счет обратной связи сигналов, приходящих от видеокамеры. Такие объективы применяют в условиях перепадов освещенности и внешне отличаются от остальных объективов наличием кабеля с разъемом, который подключен к видеокамере.

По сигналам управления, приходящим от видеокамеры, объективы с автоматической диафрагмой подразделяются на объективы со следующими видами управления:

  1.  Управление диафрагмой в соответствии с изменяющимся видеосигналом (Video Drive). Пример: Вариофокальный объектив Computar TG2314AFCS, с управлением диафрагмой Video Drive.
  2.  Управление диафрагмой постоянным током (Direct Drive). Пример: Вариофокальный объектив Computar TG2314FCS
  3.  P-Iris — это автоматическое управление диафрагмой с высокой точностью, разработанное компанией Axis Communications из Швеции и компанией Kowa Company из Японии. В комплект входят объектив P-Iris и специальное программное обеспечение для оптимизации качества изображения. Пример: Вариофокальный объектив Kowa LM25JC5MM-IR

Управление диафрагмой по видеосигналу (Video Drive) означает, что анализ видеосигнала и управление мотором диафрагмы осуществляет специальное устройство, размещенное в объективе. Управление диафрагмой по постоянному току (Direct Drive) означает, что схема принятия решения о положении диафрагмы находится в видеокамере, а в объективе имеется только мотор как исполнительное устройство.    На корпусе объективов с управлением диафрагмой по видеосигналу присутствуют два регулирующих элемента. Обозначаются они как «Level» и «ALC». Регулировка «Level» используется для настройки режима работы электронной схемы объектива по реальной освещенности. При вращении регулятора «Level» мы искусственно изменяем значение диафрагмы. На мониторе изменение положения регулятора «Level» воспринимается как изменение яркости изображения. Регулятор «ALC» имеет две области регулирования. Это область средних значений (обозначается «А») и область пиковых значений (обозначается «Р»). Регулятор «ALC» используется для устранения обратной засветки в высококонтрастных сюжетах. Объективы с управлением диафрагмой по постоянному току (Direct Drive) не имеют на своем корпусе никаких регулировок. Настройка таких объективов осуществляется на видеокамере, которая должна иметь уже известные нам органы настройки «Level» и «ALC».

Объективы P-Iris оснащены не традиционным гальванометром (автодиафрагмой), а шаговым электроприводом, который управляет диафрагмой в цифровом режиме. Это позволяет целенаправленно и точно оптимизировать открытие диафрагмы при всех условиях освещения, и как результат, получаются более контрастные и четкие изображения с лучшим разрешением и глубиной резкости.   В объективах P-Iris отпадает потребность в нейтральном светофильтре, который был необходим для традиционных объективов с гальванометром, что позволяет избежать снижения качества изображения. Сокращение перепада разрешения в центре и на краях наблюдаемой сцены, а также способность сбалансировать качество изображения позволяют рекомендовать данные объективы для мегапиксельных камер. В условиях яркого освещения диафрагма с технологией управления P-Iris ограничивает закрытие отверстия, чтобы избежать размытия (дифракции), вызываемого сильным сужением отверстия ирисовой диафрагмы.

 

cctvlens.ru

что такое диафрагма

Диафрагма — устройство в объективе, которое дозирует количество света. Для большего понимания пример из жизни. Когда люди смотрят на солнце — они щурятся, то есть уменьшают щель, через которую проходит свет. Если бы люди не щурились, солнце бы сожгло своим сильным светом сетчатку глаза. Ну а ночью, нужно наоборот, открывать глаза по шире, чтобы захватить побольше света. Большие глаза имеют те животные, которым нужно хорошо видеть ночью.

Так выглядит диафрагма в середине объектива

Часто диафрагму называют еще светосилой или апертурой. На самом деле диафрагма отвечает только за геометрическую светосилу. А за общую светосилу объектива отвечает не только диафрагма, но и процент отражения и пропускания света, падения диафрагменного числа при фокусировке, процент поглощения света фильтром. Согласитесь, светосила объектива с одной и той же диафрагмой будет разной при разных светофильтрах. Апертура (лат. apertura — отверстие). Апертурой называют от того, что апертурный угол напрямую зависит от ступени закрытия диафрагмы.

Какая она, диафрагма?

Обычно, под диафрагмой понимают изменяющееся круглое отверстие в объективе. Отверстие открывается и закрывается с помощью лепестков. Лепестки в таком случае называют лепестками диафрагмы. От количества и округленности лепестков диафрагмы зависит то, на сколько будет само отверстие круглым. Чем скругление отверстия диафрагмы сильней — тем лучше. Профессионалы часто диафрагму называют просто «дыркой», так как это действительного, своего рода дырка.

Выделение с помощью большой диафрагмы и малой ГРИП нужного элемента на фото

На что влияет диафрагма:
  1. На количество света, который может пропустить объектив за какое-то время.
  2. На управление глубиной резко изображаемого пространства (ГРИП)
  3. На яркость и цветовую насыщенность изображения
  4. На качество изображения, в особенности на его резкость
Влияние на ГРИП

Как оказалось, диафрагма влияет не только на количество света, но и на глубину резкости. Чем больше значение диафрагмы — тем меньшая глубина резкости. Чем меньше значение диафрагмы — тем больше глубина резкости. Это один из основных приемов в фотографии для управления точкой внимания на фото. Очень важно иметь возможность управления ГРИП для портретов, где нужно акцентировать внимание именно на человеке. Макро фотографы прекрасно знают что такое ГРИП, им приходиться снимать на очень сильно закрытых диафрагмах чтобы увеличить глубину резкости. Вообще, там где пишут про ГРИП, пишут и про размытый фон.

Влияние диафрагмы на ГРИП

Предварительный просмотр глубины резкости

Обычно, современные камеры имеют возможность наводиться на резкость при полностью открытой диафрагме. Когда делается снимок, автоматика камеры закрывает диафрагму до установленного значения. Чтобы посмотреть как будет выглядеть изображения при закрытой диафрагме, иногда можно воспользоваться репетиром диафрагмы. Это позволяет без снимка посмотреть в видоискатель (оптический или электронный) как будет выглядить картинка, когда камера закроет диафрагму. На камерах Nikon у которых имеется Live View, функция Live View автоматом закрывает диафрагму до указанного значения перед включением этого самого Live View.

Очень маленькая глубина резкости на открытой (большой) диафрагме. Резкие только некоторые листики.

Диафрагмирование для улучшения картинки

Под диафрагмированием понимают просто изменения значения диафрагмы. С помощью управления диафрагмой можно добиться от объектива более резкого изображения. В основном, самое резкое изображение достигается где-то на средних значениях диафрагмы того или иного объектива. На самом большом значении диафрагмы объективы страдают хроматическими аберрациями и виньетированием. На очень маленьких диафрагмах объективы страдают потерей резкости от дифракции. Также, при закрытии (уменьшении диафрагмы) повышается не только резкость, но и контраст снимка. Большая диафрагма позволяет проводить визирование через оптический видоискатель без особых проблем, так как объектив дает много света и через глазок хорошо видно весь кадр. Визировать с диафрагмой ниже 5.6 через оптический видоискатель можно только при хорошом освещении. Также, снимки с бОльшей диафрагмой могут казаться более яркими и насыщенными — такой эффект связан с более плавными переходами на снимках темных областей в светлые.

Пример фото на светосильный объектив с большой диафрагмой F1.8

Боке и диафрагма связаны навек

Диафрагма очень сильно влияет на рисунок боке. Наилучшее боке для объектива достигается на максимально открытой диафрагме. При этом само физическое отверстие максимально круглое. При закрытии диафрагмы лепестки диафрагмы вместо круга образуют разные многогранники. Эти многогранники отчетливо видно в зоне нерезкости. Очень часто такие многогранники называют гайками, шайбами и циркулярными пилами.

Хорошое ровное боке. Снято на Nikon 50mm F1.8D.

Так как в дешевых объективах присутствует малое количество лепестков диафрагмы, обычно не больше 5-6, то в зоне нерезкости появляются фигуры точь-в-точь напоминающие «гайки». Ценятся те объективы, которые на закрытых диафрагмах дают правильные круглые светящиеся пятна в зоне нерезкости, например, к ним можно отнести старые советские Таир-11А или Юпитер-37А. В новых объективах очень редко можно встретить большое количество лепестков диафрагмы, но сейчас делают более скругленные лепестки, которые даже при малом их количестве, дают красивый рисунок.

Классические 6-угольные шайбы. Снято на Nikon 50mm F1.8D.

Диафрагма в камерах телефонов и других маленьких устройствах

Диафрагма, это механическая часть объектива, ее нельзя сделать программно. Почти во всех телефонах нет диафрагмы. Во многих мыльницах тоже нет диафрагмы. Как же быть? Обычно камера в таких устройствах дозирует количество света только выдержкой и вариацией значения ISO, а само значение диафрагмы постоянно зафиксировано на максимальном значении. Для примера, на моей Nokia 7610 указано, что F2.8, потому камера всегда снимает на F2.8.

Как настроить диафрагму в фотоаппарате?

В камерах за диафрагму отвечает число F. Оно показывает в сколько раз диаметр относительного отверстия меньше фокусного расстояния объектива, записывается это как F1/1,4 или F1/5,6. Часто, на объективах или камерах указывается только одно диафрагменного число, например 1,4 или 16,0, часто буковку F опускают. Проще всего настроить диафрагму в режиме приоритета диафрагмы. Обозначается такой режим обычно как А или AV. Чтобы легко запомнить, можно просто произнести: диАфрагмА — значит нужно включать режим А. Почему А — от слова апертура, что есть синоним слова диафрагма.

Светлые и темные — быстрые и медленные объективы

От максимального значения диафрагмы зависит то, на сколько объектив можно будет использовать в плохих условиях освещенности. Светлыми называют объективы с большой диафрагмой, обычно, значение F должно быть ниже 2.8. То есть объективы с максимальными диафрагмами F1.4, F1.8, F2.0, F2.2, F2.5, F2.8 называют светосильными или просто светлыми. Все что ниже F1.4 называют супер светосильными. К супер светосильным объективам можно отнести Nikon 50mm F1.2.

Разные отверстия при разных значениях числа F

Так как диафрагма влияет на скорость выдержки, то объективы точно так делят на быстрые и медленные. Под быстрым объективом понимают то, что с его помощью можно снять изображение с короткой выдержкой. А под медленным, то, что с его помощью можно снять фото с длинной (медленной выдержкой). Если зафиксировать значение ИСО, то именно от диафрагмы зависит выдержка, и чем светлее объектив, тем он быстрее. И чем темнее объектив, тем он медленней.

Большая диафрагма дает возможность снимать в очень плохих условиях освещенности

Разница в светосиле

Обычно, разницу в значениях диафрагмы и других фотографических переменных меряют в стопах. При изменении диафрагмы на один стоп выдержка изменится в два раза. Также, при изменении диафрагмы на один стоп можно вместо выдержки изменить ISO в два раза. Очень важное замечание, что разница в значениях диафрагмы не линейная, а квадратичная. Возьмем две диафрагмы F5,6 и F2,8, казалось бы, разница именно светосилы составляет 5,6/2,8=2 раза, но это не верно. На светосилу влияет площадь окружности диафрагмы, а не диаметр. Число F связано только с диаметром. Для подсчета разницы в площадях нужно брать квадраты диаметров. Потому получается, что разница в светосиле при диафрагмах F5.6 и F2.8 составляет (5,6*5,6)/(2,8*2,8)=4 раза. Вот такая вот хитрость.

Как это запомнить? Есть два выхода, либо делить квадраты чисел F, либо сначала делить, а потом возводить в квадрат. Зачем я утомляю Вас расчетами — а потому, что часто фотолюбители не имеют представления про то, во сколько раз объектив «светлее» или «темнее» другого объектива.

Достижения приемлемого качества резкости на слегка прикрытой диафрагме

Золотое правило:

Диафрагма и выдержка связаны золотым правилом. Чтобы сохранить правильную экспозицию при одинаковых ИСО нужно либо закрыть диафрагму и увеличить выдержку. Либо, наоборот, открыть диафрагму и уменьшить выдержку.

Закрыть, открыть, увеличить уменьшить — не нужно путаться

Все очень просто. Закрыть или уменьшить диафрагму — означает повысить число F. Была диафрагма F2.8, когда ее закрыли, она стала F5.6, закрыли еще сильней, она стала F16.0 и т.д. Например, встречается фраза «прикрыл дырку на два стопа», расшифровывается как сделал число F большим и уменьшил площадь отверстия в 4 раза. Главное не запутаться, когда диафрагма открывается, число F уменьшается. А когда диафрагма закрывается — число F увеличивается. Например, была диафрагма F32.0, когда ее открыли, она стала F8.0, когда открыли еще сильней, она стала F5.6.

Расфокусировка. Боке в виде гаек. Снято на Nikon 50mm F1.8D

Что делать — ничего не понятно

Если у Вас зеркалка, переверните камеру задом наперед, чтобы вы смотрели в объектив, нажмите кнопку спуска (сделайте снимок) и Вы увидите как дырочка в объективе закроется и откроется — вот так и работает диафрагма.

Выводы

Диафрагма — это дозатор светового потока, который влияет на экспозицию, ГРИП, яркость и качество изображения. Вообще, если не поснимаете с разными диафрагмами, не узнаете толком что это такое.

Материал любезно предоставлен коллегами сайта "Радожива" Спасибо им за это.

www.umediagroup.ru

Диафрагма видеокамеры – Понятия диафрагмы и глубины резкости в фотографии

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Пролистать наверх