رپرتاژ» اهمیت نورپردازی در ضبط تصاویر

امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

  همه ما از دوزبین های مداربسته توقع این را داریم که تصاویری باکیفیت بالا ضبط کنند که بتوان جزییات بیشتری را در این تصاویر ضبط شده مشاهذه کرد اما باید به این نکته توجه داشته باشید که عوامل مختلفی دست در دست هم می دهند تا تصویر ضبط شده توسط دوربین مداربسته خوب از اب در بیاید یکی از این عوامل نور مناسب می باشد و نور اصلی ترین رکن در تصویر بداری می باشد ودرواقع این انعکاس نوراست که سبب دیدن اشیائ توسط ما می شود  و همه چیز دز کیفیت یک تصویر لنز ان نمی باشد در ادامه با ما همراه باشید تا با اهمیت نور در تصویر برداری بیشتر اشنا شوید. 

نور گونه ای از انرژی است در قالب تابش الکترومغناطیس. طول موج (یا فرکانس) آن رنگ و نوع نور را مشخص میکند. تنها طیف بسیار کوچکی از کل طیف نور( از ۴۰۰ نانو متر تا ۷۰۰ نانو متر) با چشم انسان قابل رویت میباشد.

۴۰۰ نانو متر : نور نزدیک به بنفش

۷۰۰ نانومتر : نور نزدیک به قرمز

 نصب دوربین مداربسته

دوربین  در مقایسه با چشم انسان ها طیف گسترده تری را درک میکنند (میبینند). دوربین های طیف نزدیک به مادون قرمز یعنی طیف ۷۱۵ تا ۹۵۰ نانومتر را نیز میبینند.

رفتار نور به جنس و سطح جسمی که به آن برخورد میکند بستگی دارد. ممکن است بازتاب پیدا کند ، جذب گردد و یا پخش گردد و یا در اکثر موارد ترکیبی از انعکاس،جذب و پخش را داشته باشد. هر چه سطحی که نور به آن برخورد میکند روشن تر باشد ، میزان بیشتری از نور انعکاس پیدا میکند. یک سطح سیاه تقریبا تمامی نور مرئی را جذب میکند. نور سفید شامل ترکیب کل طیف نور مرئی میباشد. نکته مهم در این است که نور مادون قرمز دقیقا همانند نور مرئی انعکاس پیدا نمیکند. انعکاس نور مادون قرمز به طبیعت و جنس ماده ای که به آن برخورد میکند بستگی دارد.

رنگ چیست ؟

برگ یک درخت سبز دیده میشود چون از کل طیف نور سفید تابیده شده بر آن ، تنها نور سبز را منعکس میکند. اما اگر نور قرمز را بر سطح برگ بتابانید، برگ به رنگ سیاه دیده خواهد شد. زیرا نور تابانده شده شامل نور سبز نیست !

همین موضوع در سیستم یک دوربین نیز اتفاق میافتد. نور موجود در محیط (برای مثل نور زرد رنگ چراغ های روشنایی خیابان) بر عملکرد دوربین در تشخیص رنگ ها اثر دارد. برای تولید رنگ های واقعی باید لامپ های نور سفید تامین روشنایی را بر عهده بگیرند.

نورهایی با طول موج پایین تر از طیف مرئی (ماورا بنفش)  باعث آفتاب سوختگی است و برای سیستم یک دوربین نیز مضر میباشد.

به نورهایی با طول موج بالاتر از نور مرئی ، مادون قرمز گفته میشود.

تصویر رنگی و یا سیاه و سفید ؟

اولین پرسش هنگام طراحی نور سیستم نظارت تصویری به ویژه در شب این است که تصاویر رنگی باشد یا سیاه و سفید. هنگام گزینش تصویر رنگی میبایست دقت کرد که رنگ های تولید شده اشتباه نباشند. برای تولید رنگ های صحیح باید از نورپردازهای به اصطلاح color-corrected استفاده کرد. نور زرد تابیده شده از چراغ های سدیمی خیابان و یا حتی نور  سفید نادرست میتواند منجر به تولید رنگ های نادرست شود. به عبارتی میتوان گفت دوربین درست به خوبی نور تامین شده برای آن است.

از تابشگر های مادون قرمز میتوان برای مواقعی که نور سفید در شب جلب توجه زیادی میکند یا اماکنی که نباید دوربین ها به راحتی دیده شوند استفاده کرد.

شایان ذکر است که نور مادون قرمز به نسبت نور سفید  (دو تابشگر با توان خروجی مساوی) مسافت بیشتری را روشن میکند.

انواع منبع نور :

لامپ های رشته ای (شامل هالوژن ها) :

این نوع لامپ ها اتلاف بسیار بالا و بازده بسیار کمی دارند. هنگام روشن بودن گرمای زیادی از خود متصاعد میکنند و امروز مورد استفاده چشمگیری ندارند.

لامپ های فلور سانت:

این نوع لامپ ها به دلیل اثر ضربانی آن ها (پالس) برای استفاده در سیستم نظارت تصویری توصیه نمیشوند. مصرف این لامپ ها بسیار کم بوده و بیشتر در فضاهای داخلی به کار میروند. علاوه بر اثر ضربانی ، این لامپ ها منبع نور بزرگ و پراکنده ای به حساب می آیند که در نتیجه نور خروجی آنها عملا غیر قابل تمرکز و کنترل میباشد.

لامپ های HID:

این نوع لامپ ها را میتوان لامپ هایی کارآمد ، با طول عمر بالا و بسیار مناسب برای تولید صحیح رنگ ها در دوربین به شمار آورد.

تنها نکته منفی در مورد این ها زمان طولانی برای روشن – خاموش شدنشان است. (حدود ۲ الی ۳ دقیقه)

لامپ های LED:

استفاده این نوع لامپ ها در سیستم نظارت تصویری به دلیل بازده مناسب ، توان مصرفی کم و ثبات رنگ در طول عمر مفید آنها بسیار رو به گسترش است. این لامپ ها امکان انتشار نور در یک طول موج خاص بدون نیاز به فیلتر را دارند. ضمنا زمان مورد نیاز برای روشن – خاموش شدنشان کوتاه و قابل اغماض میباشد.

مطالب مرتبط:دوربین مداربسته در تهران

 مطالب مرتبط:دوربین مداربسته در اصفهان

مطالب مرتبط:دوربین مداربسته داهوا

الگوی نورافکنی :

برای تامین روشنایی مناسب میبایست زاویه تابش نور متاسب با زاویه دید دوربین باشد. در غیر این صورت ۲ حالت زیر پیش می آید.

حالت اول :

زاویه نور پردازی کمتر از زاویه دید دوربین باشد. در این صورت قسمت میانی تصویر بیش از حد سفید میشود و اجسام موجود در کناره های تصویر تاریک تر دیده میشوند.

 

حالت دوم :

زاویه نور پردازی بیشتر از زاویه دید دوربین باشد. در این صورت عمق تصویر کمتر شده و اجسامی که در فاصله دورتری از دوربین قرار گرفته اند ، به خوبی دیده نمیشوند.

 

بدیهی است برای دوربین های وریفوکال میبایست از نورپردازنده هایی استفاده کرد که امکان تنظیم زاویه تابش را داشته باشند.

قانون مربع معکوس :

میزان نور دریافت شده در فاصله ای مشخص از منبع نور ، با مربع فاصله تا منبع نور نسبت عکس دارد. نور پس از خروج از منبع آن هم در جهت افقی و هم در جهت عمودی انتشار میابد. این به معنی این است که با افزایش مسافت نور کمتری دریافت میشود اما این رابطه خطی نیست. برای مثال اگر فاصله با منبع نور ۲ برابر شود میزان نور دریافتی – طبق قانون مربع معکوس – به ¼ کاهش پیدا میکند. شایان ذکر است این قانون در مورد نور مادون قرمز نیز صدق میکند.

 

بنابراین اگر در فاصله ۱۰ متری از منبع نوری ۱۰۰ لوکس نور دریافت میشود ، با افزایش مسافت به ۴۰ متر تنها ۶٫۲۵ لوکس (معادل یک شانزدهم ۱۰۰ لوکس ) دریافت میشود.

استفاده از بیش از یک منبع نور :

از قانون مربع معکوس میتوان برای محاسبه تعداد منبع نور (لامپ) مورد نیاز برای تامین روشنایی در مسافتی خاص از دوربین استفاده کرد.

اگر فاصله از یک منبع نور دو برابر شود ، میزان نور دریافت شده به یک چهارم کاهش پیدا میکند. برای جبران این کاهش نور میتوان از ۴ منبع نور (لامپ) (با فرض یکسان بودن توان لامپ ها) استفاده کرد. به همین شکل ، اگر فاصله از منبع نور به ۳ برابر افزایش پیدا کند میتوان از ۹ لامپ جهت جبران مسافت استفاده کرد.

بالعکس با ۴ برابر کردن تعداد منابع نور ، مسافت به ۲ برابر افزایش میکند. و یا با استفاده از ۲۵ منبع نور ، فاصله به ۵ برابر افزایش پیدا میکند.

نکته : برای افزایش مسافت همیشه نیازی به افزایش تعداد منابع نور نیست. در بعضی موارد استفاده از تابشگر هایی به زاویه دید کوچکتر کفایت میکند.

نکته : جهت تامین روشنایی مورد نیاز برای جسمی خاص در محلی خاص میتوان در نزدیکی آن جسم از یک لامپ استفاده کرد و لزومی به قرارگیری منبع نور دقیقا در کنار دوربین نیست.

 

اندازه گیری نور :

واحد اندازه گیری نور سفید در سیستم SI لوکس میباشد ، که البته سحطی که نور بر آن تابیده میشود نیز در نظر گرفته شده است. یک لوکس معادل یک لومن(Lumen) بر متر مربع است.

واحد اندازه گیری دیگری که به صورت متداول استفاده میشود Foot Candle است. حدودا ۱۰ لوکس معادل یک Foot Candle میباشد.

میزان نور محیط را میتوان توسط دستگاهی به نام Light Meter اندازه گیری کرد. به صورت کلی محیط های مختلف را از لحاظ میزان نور موجود به گروه های مندرج در شکل زیر طبقه بندی میکنیم.

 

روز آفتابی

۱۰٫۰۰۰ تا ۱۰۰٫۰۰۰ لوکس

روز ابری

۱۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ لوکس

گرگ و میش

۱ تا ۱۰۰ لوکس

نور خیابان در شب

۵ لوکس

ماه کامل

۰٫۱ لوکس

شب – آسمان صاف

۰٫۰۱ تا ۰٫۰۰۰۱ لوکس

 

اندازه گیری نور مادون قرمز  :

نور سفید در محدوده نور مرئی قرار دارد و واحد اندازه گیری آن لوکس میباشد. از آنجایی که نور مادون قرمز با چشم دیده نمیشود واحد اندازه گیری آن لوکس نیست. رایج ترین روش اندازه گیری نور مادون قرمز میلی وات بر مترمربع است یا به زبانی ساده تر تقسیم انرژی یک منبع نور بر واحد سطح.

اهمیت نورپردازی یکنواخت و متعادل  :

مهم ترین اصل هنگام طراحی نور پردازی برای سیستم نظارت تصویری ، فراهم کردن نوری یکنواخت و متعادل است در غیر این صورت ، چشم انسان و یا دوربین در مقابله با نور های شدید دچار مشکل میشوند.

برای مثال هنگام رانندگی در شب در یک جاده خلوت ، نور چراغ های اتومبیل برای رانندگی کافی میباشند اما با نزدیک شدن یک ماشین از جهت مخالف ، دید کلی چشم دچار مشکل میشود. در این حالت علی رغم اینکه با نزدیک شدن اتومبیل دیگر میزان نور کلی محیط افزایش پیدا کرده است اما چون این نور به صورت یکپارچه در کل زاویه دید پراکنده نشده است ، چشم انسان با بستن عنبیه تلاش میکند از ورود نور بیش از حد به داخل چشم جلوگیری کند و در نتیجه اجسام قرارگرفته در محل های تاریک ، تاریک تر دیده میشوند.

همین موضوع نیاز به استفاده از تجهیزات نورپردازی خاص برای سیستم نظارت تصویری را بیان میکند.

انتخاب دوربین مناسب  :

حساسیت :

حساسیت در واقع حساسیت دوربین به نور و کمترین میزان نور مورد نیاز برای تولید تصویری قابل قبول میباشد. هر چند که تعریف تصویر قابل قبول از شخصی تا شخص دیگر متفاوت است. حساسیت یک دوربین با لوکس بیان میشود .

سازندگان اغلب حساسیت را با کمترین میزان نور مورد نیاز بیان میکنند. هر چند اغلب مشخص نمیکنند که منظور از کمترین میزان نور مورد نیاز ، کمترین نور موجود در محیط ، کمترین نور دریافت شده در لنز و یا کمترین نور دریافت شده روی سنسور است.

نکته : در واقع هیچ دوربینی وجود ندارد که در تاریکی کامل (صفر لوکس) تصویر داشته باشد. حتی بهترین دوربین ها نیز با افزایش نور نسبت سیگنال به نویزشان افزایش پیدا میکند. بدون وجود نور ، تصویری وجود نخواهد داشت. تنها استثنا در این مورد دوربین های حرارتی هستند به این دلیل که تصویر آنها بر اساس میزان حرارت و دمای متصاعد شده از اجسام به وجود می آید.

لنز :

F-Stop(دیافراگم) یک لنز مشخص میکند که چه مقدار نور را از خود عبور میدهد و به سنسور میرساند. به زبان ساده تر هر چه F-Stop پایین تر باشد نور بیش تری از لنز عبور میکند. جدول زیر اثر F-Stop را بر میزان نور مورد نیاز برای دریافت ۱ لوکس نور در سنسور نشان میدهد.

 

 

میزان نور مورد نیاز در محیط برای دریافت ۱ لوکس نور روی سنسور

Light Passes (%)

F Number

۵ Lux

۲۰%

F 1.0

۷٫۵ Lux

۱۵%

F 1.2

۱۰ Lux

۱۰%

F 1.4

۱۳٫۳ Lux

۷٫۵%

F 1.6

۱۶ Lux

۶٫۲۵%

F 1.8

۲۰ Lux

۵%

F 2.0

۳۰ Lux

۳٫۷۵%

F 2.4

۴۰ Lux

۲٫۵%

F 2.8

۸۰ Lux

۱٫۲۵%

F 4.0

 

انتقال :

بازده یک لنز با ضریب انتقال آن سنجیده میشود. قسمتی از نور تابیده شده به لنز به دلیل جنس ، ضخامت و پوشش سطحی آن از بین میرود. این کاهش نور در فاکتور F-Stop گنجانده نشده است. به این معنی که دو لنز از دو جنس متفاوت با F-Stop یکسان میتواندد ضریب انتقال متفاوتی داشته باشند.

نکته : ضریب انتقال یک لنز میتواند برای نور هایی با طول موج مختلف متفاوت باشد. برای مثال ممکن است یک لنز ۹۵ درصد نور معمولی را از خود عبور دهد اما ۸۰ درصد نور مادون قرمز را از خور عبور دهد اما لنز دیگری ۹۵ درصد نور معمولی و ۵۰ درصد نور مادون قرمز را از خود عبور دهد. ضمنا عملکرد کلی لنزهای ساخته شده از شیشه به نسبت لنز های ساخته شده از پلاستیک بهتر میباشد.

لنز های اصلاح شده :

الف – IR Corrected Lens

این لنز ها طراحی شده اند تا مشکل فوکوس متفاوت بین روز و شب را از بین ببرند. اختلاف فوکوس در شب و روز به این دلیل است نور روز و شب با یکدیگر در طول موج اختلاف دارند. لنز نیز نورهایی با طول موج متفاوت را در نقاطی متفاوت متمرکز میکند. لنزهای IR Corrected از شیشه هایی با جنس خاص و پوششی متفاوت ساخته شده اند تا از بروز مشکل فوکوس متفاوت در روز و شب جلوگیری کنند.

الف – Color Corrected Lens

منابع نور ، از جمله خورشید ، طیف وسیعی از طول موج ها را تولید میکنند. نور سفید مجموعه ای از نورهایی است که توسط چشم دیده میشوند. بنابراین لنز ها میبایست کنترل کنند که چه نوری را به سنسور میرسانند. لنز های Color Corrected تنها نورهای طیف مرئی را از خود عبور میدهند و تمامی آن ها در یک نقطه متمرکز میکنند. در نتیجه تصویری شفاف با رنگ های صحیح به وجود می آید.

در اغلب موارد نباید لنز های Color Corrected را با نور مادون قرمز به کار برد اما استثناهایی نیز وجود دارد.

درباره کارران

وب سایت کارران به طور خلاصه نقطه اتصال کارفرمایان ساختمان به استادکاران، پیمان کاران، طراحان و ارائه کنندگان محصولات ساختمان است. 

(کارران در لغت به معنی کارگزار و پیشکار میباشد که به نوعی بیان کننده ی پلتفرم کاری سایت نیز میباشد)

Search