مقایسه شاتر الکترونیکی و مکانیکی

برخی از دوربین ها دارای شاتر الکترونیکی و همچنین شاتر مکانیکی هستند - اما تفاوت آنها چیست؟ چگونه کار می کنند و چه زمانی باید از یکی به جای دیگری استفاده کنید؟ در این نوشتار همه نکاتی که باید در مورد این دو نوع شاتر بدانید موجود است.

شاتر دوربین، مدت زمان قرار گرفتن حسگر دوربین در معرض نور برای ثبت یک تصویر را کنترل می کند. زمان نوردهی با سرعت شاتر تعیین می شود. در اینجا، تفاوت بین شاترهای الکترونیکی و شاترهای مکانیکی، نحوه عملکرد آنها و مزایا و معایب هر کدام را توضیح خواهیم داد.

تفاوت بین شاتر الکترونیکی و شاتر مکانیکی چیست؟

در دوربین‌های DSLR مدرن یا بدون آینه، شاتر مکانیکی دارای دو پرده هستند که هر کدام از چندین تیغه ساخته شده‌اند که با باز شدن تیغه ها نور به حسگر می رسد و سپس در پایان زمان نوردهی مشخص، تیغه ها بسته می‌ شوند. کاربرد دو پرده برای ثابت ماندن نوردهی در کل حسگر است. اگر باز و بسته شدن تیغه ها فقط در یک حالت باشد، مانند بالا رفتن و سپس پایین آمدن یک پرده - اولین قسمتی که از حسگر که در معرض نور قرار می گیرد نیز آخرین قسمت خواهد بود و نوردهی ناهموار خواهد بود. به جای آن ، این فرآیند با بسته شدن پرده جلو و باز شدن پرده پشت آغاز می شود. پرده جلو باز می‌شود و نوردهی شروع می‌شود و پس از زمان تعیین‌ شده نوردهی، پرده پشت بسته می‌شود تا نوردهی به پایان برسد.هر دو پرده در یک جهت حرکت می کنند (به عنوان مثال، از بالا به پایین)، بنابراین تمام بخش های حسگر برای مدت زمان یکسانی در معرض نور قرار می گیرند. استفاده از دو پرده همچنین به این معنی است که زمان نوردهی با فاصله زمانی، بین باز شدن اول و بسته شدن دوم تعیین می شود، که می تواند بسیار دقیق کنترل شود.

برخلاف شاتر مکانیکی، شاتر الکترونیکی هیچ قطعه متحرکی ندارد. به جای آن، اطلاعات تصویر از حسگر در طول زمان نوردهی مشخص شده جمع‌ آوری می‌ شود، که می‌تواند بسیار کوتاه‌ تر از هر مکانیزمی باشد. با این حال، نکته مهم این است که به دلایل فنی مانند پهنای باند الکترونیکی، داده های حسگر را نمی توان به یکباره ذخیره کرد، بلکه باید به طور متوالی خوانده شوند، یک خط (یا چند خط) از پیکسل ها در یک زمان، بسیار شبیه به روش سر اسکنر در بستر یک اسکنر تخت به سمت پایین حرکت می کند.

در برخی از دوربین‌های EOS ، اگر ISO (حساسیت) روی خودکار تنظیم شده باشد، می‌توانید از جبران نوردهی در حالت نوردهی دستی نیز استفاده کنید.

با شاتر مکانیکی، در اصل، کل حسگر با زمان بسیار کوتاهی که بین پرده های شاتر اول و دوم سپری می شود، در معرض نور قرار می گیرد و کل کادر را در آن لحظه (سمت چپ) می گیرد. با این حال، با یک شاتر الکترونیکی (دو تصویر وسط)، داده‌های حسگر از بالا به پایین به صورت تکه‌ ای خوانده می‌شوند، که از سرعت حرکت پرده‌های مکانیکی شاتر کندرتر است - و از مدت زمانی که این کار در حال انجام شدن است، بسیار سریع تر است. - جسم متحرک می تواند موقعیت خود را تغییر داده باشد. در نتیجه، جسم متحرک می تواند در تصویر ثبت شده (راست) تحریف شده به نظر برسد. این به عنوان اعوجاج شاتر شناخته می شود.

مزایای شاتر الکترونیکی چیست؟

شاترهای الکترونیکی چندین مزیت دارند، اما یکی از بارزترین آنها این است که سرعت شاتر سریع تر (نور کوتاه تر) را نسبت به شاترهای مکانیکی ممکن می کنند. برای مثال در EOS R3، سریعترین سرعت شاتر با شاتر مکانیکی 1/8000 ثانیه است، اما در شاتر الکترونیکی 1/64000 ثانیه است. این کار باعثافزایش سرعت غمل و ثبت و لحظات بیشتری را در چند ثانیه می شود.

شاترهای الکترونیکی همچنین می توانند حداکثر نرخ عکسبرداری پیاپی را افزایش دهند. برای مثال، در EOS R5 و EOS R6، سرعت از 12 فریم در ثانیه (فریم در ثانیه) با شاتر مکانیکی به 20 فریم در ثانیه با شاتر الکترونیکی می‌رسد، و در EOS R3، این افزایش حتی چشمگیرتر است - از 12 فریم در ثانیه با شاتر مکانیکی تا 195 فریم در ثانیه با شاتر الکترونیکی افزایش می‌یابد.

علاوه بر این، از آنجایی که شاتر الکترونیکی فاقد قطعات متحرک است، می تواند کاملا بی صدا عمل کند. این فرصت‌های جدید عکس‌برداری را ایجاد می‌کند و عکاسان را قادر می‌سازد در مکان‌هایی که قبلاً عسکبرداری ممنوع بوده است عکس‌برداری کنند. به عنوان مثال، برخی از رویدادهای ورزشی مانند مسابقات تنیس، اسنوکر و گلف، قوانین سختگیرانه ای دارند تا از ایجاد صداهای دوربین در لحظه های حساس، حواس بازیکنان را پرت نکنند. با یک شاتر الکترونیکی، دیگر این یک مشکل نیست. شاتر بی صدا همچنین به این معنی است که عکاسان می توانند در حین اجرای تئاتر یا کنسرت موسیقی کلاسیک بدون اینکه موقعیت را برای مخاطب خراب کنند، عکاسی کنند. عکاسی بی‌ صدا می‌تواند در طیف گسترده‌ای از ژانرها، از گرفتن پرتره نوزاد گرفته تا عکاسی از مراسم عروسی و مستند سازی سخنرانی‌ها و رویدادها، یک مزیت باشد.

در نهایت، مزیت کلیدی دوربین های بدون آینه نسبت به DSLR این است که هیچ حرکت آینه ای برای ایجاد لرزش در نقطه عکس وجود ندارد. یک شاتر الکترونیکی همه چیز را یک قدم جلوتر می‌برد – چون هیچ قسمت متحرکی ندارد، حتی لرزش نسبتاً کوچک دوربین که توسط "شوک شاتر" ایجاد می‌شود، حذف می‌شود.

معایب شاتر الکترونیکی چیست؟

مهم ترین مشکل بالقوه شاترهای الکترونیکی، اثر "رولینگ شاتر" است. از آنجایی که اطلاعات تصویربرداری تک به تک از پیکسل‌های حسگر خوانده می‌شود، یک سوژه با حرکت بسیار سریع می‌تواند در طول زمانی که طول می‌کشد تا کل حسگر را بخواند، حرکت کند. این کار باعث می شود که سوژه در تصویر نهایی اعوجاج پیدا کند. برای مثال، قطاری با سرعت بالا ممکن است زمانی که خط بالایی از پیکسل‌ها خوانده می‌شود، فقط در نیمه‌ی فریم باشد، اما تا زمانی که ردیف پایین خوانده می‌شود، نزدیک به لبه فریم باشد. در نتیجه، قطار در تصویر مخدوش به نظر می رسد. سرعت شاتر (یا به‌طور دقیق‌تر، زمان نوردهی) هنوز 1/8000 ثانیه یا هر چیزی که تنظیم شده است. فقط هر برش از تصویر 1/8000م ثانیه بسیار متفاوت است.

پیشرفت‌ها در فناوری حسگر، مانند طراحی انباشته تراشه CMOS با نور پشت در EOS R3، سرعت بازخوانی بسیار سریع‌تری را نسبت به قبل ممکن می‌کند و اعوجاج رولینگ شاتر را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. یکی دیگر از فناوری‌های جدید "شاتر کلی" است که اطلاعات را از کل حسگر به‌ جای خط به خط یک‌ باره می‌خواند، اما این فناوری بسیار پیچیده است، هم نویز تصویر و هم هزینه را اضافه می‌ کند و هنوز نمیتواند خروجی‌هایی با کیفیت بسیار بالا تولید کند، بنابراین اگرچه در برخی از برنامه‌های ویدیویی استفاده می‌شود، اما برای فیلم‌ برداری یا عکس‌ های ثابت که کیفیت تصویر شرط اصلی است، عملی نیست.

سوسو زدن برخی از منابع نور مانند چراغ های فلورسنت و LED نیز می تواند باعث ایجاد نوار در هنگام استفاده از شاتر الکترونیکی شود زیرا روشنایی و رنگ صحنه در طول دوره ای که حسگر خوانده می شود تغییر می کند.به روشی مشابه، همگام‌سازی فلاش با شاتر الکترونیکی می‌تواند دشوار باشد، زیرا اغلب فلاش‌ها نور بسیار روشن اما بسیار مختصری تولید می‌کنند، به این معنی که شدت روشنایی در طول مدت بازخوانی حسگر ثابت نمی‌ماند. با این حال، این مشکلات ممکن است در شرایط خاص در مورد شاترهای مکانیکی نیز ایجاد شوند و آخرین فناوری‌ EOS R3 شامل تشخیص سوسو زدن با فرکانس بالا با شاتر الکترونیکی و همچنین همگام‌ سازی فلاش با شاتر الکترونیکی با سرعت شاتر تا 1/180 ثانیه (بسیار نزدیک به 1/200 ثانیه ممکن با شاتر مکانیکی) و با Canon Speedlites یا فلاش های شخص ثالث است.

حتی شاترهای مکانیکی تا سرعت شاتر خاصی می توانند با فلاش همگام شوند. نمودار سمت چپ نشان می دهد که در سرعت های شاتر تا سرعت همگام سازی فلاش دوربین، برای مثال 1/200 ثانیه چه اتفاقی می افتد. نور وارد دوربین (1) می شود و ترتیب شاتر (2) به صورت زیر است.پرده جلو (A) شروع به باز شدن می کند و در پایان زمان نوردهی تنظیم شده، پرده عقب (C) بسته می شود تا نوردهی به پایان برسد. برای مدتی در بازه زمانی، حسگر به طور کامل در معرض دید قرار می گیرد (B) و می تواند کل تصویر را همانطور که توسط فلاش (3B) روشن می شود ثبت کند. در سرعت‌های شاتر سریع‌تر از سرعت همگام‌سازی فلاش دوربین، مثلاً 1/2000 ثانیه (نمودار سمت راست)، پرده پشت (C) قبل از باز شدن کامل پرده جلو (A) شروع به بسته شدن می‌کند، بنابراین حسگر از طریق یک شکاف متحرک (B) به جای همه یکباره نوردهی می‌شود. تصویر در "برش" (6 A-B-C) به صورت متوالی بسیار سریع در معرض دید قرار می گیرد و هیچ لحظه ای وجود ندارد که در آن کل کادر به طور همزمان در معرض دید قرار بگیرد. نوردهی کوتاه مدت فلاش، یا سوسو زدن منبع نور مصنوعی، می تواند به این معنی باشد که روشنایی و رنگ در تصویر از تکه ای به برش دیگر متفاوت است و در نتیجه به صورت نواری ایجاد می شود.

مزایای شاتر مکانیکی چیست؟

سال هاست که عکاسان از شاترهای مکانیکی استفاده می کنند و هنوز هم چند مزیت نسبت به شاترهای الکترونیکی دارند. یک، اگرچه شاترهای مکانیکی نیز حسگر را به صورت «برش‌هایی» در سرعت‌های شاتر بالاتر نشان می‌دهند (تصویر بالا را ببینید) و بنابراین می‌توانند از نوردهی نواری یا ناهموار و رنگ متغیر تحت منابع نور سوسوزن نیز رنج ببرند، این امر در شاترهای مکانیکی به طور قابل توجهی کمتر از شاترهای الکترونیکی رخ می دهد.

دوم، یکی از رایج ترین مزایای استفاده از شاتر مکانیکی کاهش اعوجاج رولینگ شاتر است. این اثر همچنان می‌تواند وجود داشته باشد، اما با شاتر مکانیکی بسیار کمتر از شاتر الکترونیکی در دوربینی با سرعت بازخوانی حسگر نسبتاً آهسته قابل درک است.

در نهایت، شاترهای مکانیکی معمولاً سرعت‌های همگام‌سازی فلاش را بالاتر از سرعت شاتر الکترونیکی ارائه می‌دهند، اگرچه این سرعت در هر صورت به ندرت از حدود 1/250 ثانیه بیشتر می‌شود، زیرا در سرعت‌های شاتر بالاتر حتی با شاتر مکانیکی، حسگر از طریق یک شکاف متحرک در معرض دید قرار می‌گیرد و هیچ لحظه ای وجود ندارد که کل قاب توسط فلاش روشن شود.

معایب شاتر مکانیکی چیست؟

از آنجایی که یک شاتر مکانیکی دارای قطعاتی است که باید دقیقاً با زمان بندی مشخص حرکت کنند، حداکثر سرعت شاتر ممکن به طور قابل توجهی کمتر از یک شاتر الکترونیکی است. پاسخ شاتر مکانیکی نیز به اندازه یک شاتر الکترونیکی سریع نیست، که می تواند در سرعت های بالا مشکل ساز باشد. در نتیجه، نمی‌توانید سوژه‌هایی را که خیلی سریع حرکت می‌کنند یا لحظات زودگذر را با یک شاتر مکانیکی به‌اندازه یک شاتر الکترونیکی به طور مؤثر ثبت کنید.

علاوه بر این، جابجایی پرده‌های شاتر مکانیکی صدایی تولید می‌کند که در برخی شرایط ممکن است کاملاً مزاحم یا مخل باشد. همچنین می تواند باعث لرزش خفیف شود که منجر به لرزش دوربین شود. به خصوص اگر از لنزهای تله فوتو و سرعت شاتر نسبتا پایین استفاده می کنید می تواند قابل توجه باشد.

در نهایت، ماهیت فیزیکی شاترهای مکانیکی به این معنی است که آنها در نهایت فرسوده می شوند.

واحد شاتر مکانیکی در EOS R3 پیشرفته است، اما محدودیت‌های فیزیکی برای سرعت مکانیزم وجود دارد. عمدتاً به لطف پیشرفت‌های فناوری حسگر است که دوربین به معیارهای جدیدی در سرعت شاتر، سرعت همگام‌سازی فلاش و تشخیص سوسو زدن با فرکانس بالا دست می‌یابد.

امروزه با استفاده از شاترهای الکترونیکی (1)، داده های حسگر تک به تک خوانده می شوند. با شاتر سراسری (2)، داده های حسگر به یکباره خوانده می شود، بنابراین در واقع شاتر از حالت کاملا بسته به کاملا باز و دوباره کاملا بسته می شود. این کار بسیاری از کاستی‌های شاترهای الکترونیکی را از بین می‌برد، اما چالش‌های فنی قابل توجهی در عملی کردن این فناوری از جمله دستیابی به سرعت حسگر کافی و پهنای باند داده برای تصویربرداری با وضوح بالا وجود دارد.

شاتر الکترونیکی پرده جلو چیست؟

بسیاری از دوربین های جدید دارای شاتر الکترونیکی پرده جلو (EFCS) یا پرده شاتر اول الکترونیکی (EFSC) هستند. که ترکیبی از شاتر مکانیکی و الکترونیکی است. همه دوربین‌های Canon با Live View از زمان EOS 40D (منتشر شده در سال 2007) این گزینه را دارند که به‌طور پیش‌فرض به‌عنوان عکاسی خاموش LV فعال است. هنگامی که EFCS فعال می شود، شاتر مکانیکی در ابتدا کاملاً باز می شود (بنابراین نور به حسگر می رسد که لایو ویو را فعال می کند). برای گرفتن عکس، نوردهی به صورت الکترونیکی شروع می شود، اما با بسته شدن شاتر مکانیکی (پرده دوم) به پایان می رسد.

این کار یک سری فواید نیز دارد. این بدان معناست که اگرچه سیستم کاملاً بی صدا نیست، اما به اندازه استفاده از شاتر کاملاً مکانیکی پر سر و صدا نیست. استفاده از شاتر الکترونیکی برای شروع نوردهی به این معنی است که دوربین کاربردی تراست و از شوک شاتر جلوگیری می شود. (لرزش دوربین ناشی از پرده دوم ضبط نمی شود زیرا این پرده به نوردهی پایان می دهد.) EFCS همچنین می تواند سرعت همگام سازی فلاش سریع تری را نسبت به استفاده از شاتر مکانیکی یا شاتر الکترونیکی فعال کند. به عنوان مثال، در EOS R3، سرعت همگام سازی فلاش به 1/250 ثانیه افزایش می یابد.

اشکال استفاده از EFCS این است که می‌تواند باندهایی را تحت منابع نور مصنوعی سوسو بزند، اگرچه معمولاً به بدی استفاده از شاتر الکترونیکی استاندارد نیست. علاوه بر این، زمانی که از سرعت های شاتر سریع استفاده می شود، بوکه می تواند کمی شلوغ یا "عصبی" شود. در نهایت، از آنجایی که فرآیند هنوز از پرده دوم مکانیکی استفاده می‌کند، فریم در ثانیه مانند هنگام استفاده از شاتر مکانیکی باقی می‌ماند.

چه زمانی باید از شاتر الکترونیکی و چه زمانی از شاتر مکانیکی استفاده کرد؟

شاتر الکترونیکی برای زمانی است که به سریع ترین سرعت عکاسی پیاپی و/یا سریع ترین سرعت شاتر نیاز دارید. همچنین در مواقعی که نیاز به بی صدا بودن شاتر دارید، این انتخاب منطقی است، زیرا می تواند کاملاً بی صدا عمل کند.

با این حال، اگر تحت نور مصنوعی عکاسی می‌کنید یا از فلاش استفاده می‌کنید، شاتر مکانیکی (یا شاتر الکترونیکی پرده جلو) ممکن است از سرعت شاتر بالاتر پشتیبانی کند. اگر متوجه شدید که شاتر الکترونیکی منجر به اعوجاج کرکره غلتشی در عکس‌ها می‌شود، تعویض به شاتر مکانیکی یا EFCS می تواند مشکل را حل کند.

همچنین شایان ذکر است که در همه دوربین‌های DSLR Canon EOS و دوربین‌های بدون آینه به‌جز EOS R3، حداکثر عمق بیت از 14 بیت با شاتر مکانیکی به 12 بیت با شاتر الکترونیکی کاهش می‌یابد - به این معنی که وقتی با استفاده از شاتر الکترونیکی RAW عکس می‌گیرید، دوربین تصاویر را با طیف رنگ ها و رنگ های کمی باریک تر ذخیره می کند. وقتی از فایل‌های JPEG یا HEIF عکس می‌گیرید، این مورد اعمال نمی‌شود، زیرا این نوع فایل‌ها از قبل عمق بیت کمتری دارند.

حسگر دارای نور پشت که به تازگی توسعه یافته است در EOS R3 می‌تواند داده‌های تصویر را به سرعت پاک کند، جلوه‌های رولینگ شاتر کاملاً حذف می‌شوند. اکنون عکاسان می توانند از مزایای شاتر الکترونیکی برای ثابت کردن حرکت، با سرعت پیشگامانه تا 1/64000 ثانیه و در سکوت کامل استفاده کنند. این عکس توسط Canon EOS R3 با لنز Canon RF 70-200mm F4L IS USM در 200mm، 1/2700 ثانیه، f/4 و ISO800 گرفته شده است.

یک مشکل معمولی در شاترهای الکترونیکی، جلوه رولینگ شاتر است که اجسام بسیار سریع مانند فن چرخان یا پروانه یا محور این چوب گلف را منحرف می کند، به طوری که کمی خمیده به نظر می رسد. این عکس توسط Canon EOS-1D X Mark III با لنز Canon EF 70-200mm f/4L IS II USM در 200mm، 1/2700 ثانیه، f/4 و ISO800 گرفته شده است.

نحوه برخورد با اعوجاج رولینگ شاتر و بندینگ (نواری)

همانطور که گفته شد، این مشکلات در شاترهای الکترونیکی شایع تر است، اما می تواند در شاترهای مکانیکی نیز رخ دهد، بنابراین تغییر به حالت دوم(همانطور که توصیه می شود) ممکن است مشکل را حل نکند.

اگرچه برخی از نرم‌افزارهای ویرایش تصویر و ویرایش ویدئو می‌توانند برخی از اعوجاج ناشی از شاتر را تصحیح کنند، اما بهتر است در مرحله تصویربرداری تا حد امکان آن را به حداقل برسانید. اگر خوش شانس باشید، افزایش سرعت شاتر ممکن است این کار را انجام دهد. در فیلمبرداری، همچنین باید نرخ فریم را افزایش دهید تا دوربین حسگر را سریعتر اسکن کند.

هنگامی که حرکت سوژه از یک طرف کادر به سمت دیگر، حالت عمودی در جهتی که حسگر در آن خوانده می شود، اعوجاج رولینگ شاتر بیشتر نمایان می شود. این بدان معناست که تغییر زاویه عکاسی به طوری که سوژه در 45 درجه یا حتی 90 درجه به سمت دوربین حرکت کند، می تواند اعوجاج را کاهش دهد.

بندینگ (نواری) ممکن است در تصاویر گرفته شده در نور سوسوزن دیده شود، که این نتیجه تغییر روشنایی نور در طول زمانی است که حسگراسکن می شود. اکثر منابع نور مصنوعی، به ویژه چراغ‌های فلورسنت و LED، با منبع برق AC در فاز سوسو می‌ زنند، بنابراین سرعت شاتر را روی 1/50 ثانیه یا 1/100 ثانیه (1/125 ثانیه) تنظیم کنید که می تواند مشکل را حل کند، اما در غیر این صورت، سرعت شاتر دیگری را برای یافتن سرعتی که با چرخه سوسو زدن منبع نور مطابقت دارد، آزمایش کنید.

در مواردی که این امکان وجود دارد، ایده خوبی است که ویژگی ضد سوسو زدن دوربین خود را فعال کنید، که دوربین را تنظیم می‌کند تا لرزش را تشخیص دهد و برای جلوگیری از نوردهی و رها شدن شاتر را کمی به تاخیر بیندازد. پیشرفت‌ها در فناوری حسگر کانن، EOS R3 را به اولین دوربین EOS بدون آینه تبدیل کرده است که تشخیص سوسو زدن با فرکانس بالا را هنگام استفاده از شاتر الکترونیکی ارائه می‌کند، که می‌تواند هنگام عکاسی در زیر منابع نور LED، بندینگ (نوارها) را از بین ببرد.

کدام یک از دوربین های کانن دارای شاتر الکترونیکی هستند؟

دوربین های زیر دارای شاتر الکترونیکی و همچنین شاتر مکانیکی هستند:

منبع این نوشتار (شاتر الکترونیکی در مقابل شاتر مکانیکی)