Вы когда-нибудь видели, как светодиодная лампа начинает мерцать, когда наводишь на неё камеру, но совсем не мерцает, когда смотришь на неё глазами?
Если нет, попробуйте этот очень простой эксперимент. Включите камеру смартфона и направьте ее на источник светодиодных индикаторов. Если у вас есть автомобиль с дневными светодиодными фарами, это странное явление можно легко наблюдать при просмотре через камеру смартфона.
Светодиодные фонари мерцают со скоростью, незаметной для человеческого глаза.
Как автомобильный журналист-любитель, я сталкивался с несколькими фотографами, которые выдергивали волосы в раздражении, когда оказывалось, что фары автомобиля мерцают на фото. Как бы это ни разочаровывало фотографов, которые хотят сделать красивые снимки своих причудливых поездок, этот эффект довольно просто объясняется и происходит из-за конфликта двух явлений.
Что такое эффект стробоскопа?
Если бы вы пролистали свои старые книги по физике, вы бы наткнулись на человеческую особенность, известную как «постоянство зрения». Мы продолжаем воспринимать вещи, даже когда они перестают быть перед нами. Это приводит к тому, что мы можем видеть события как непрерывные, а не как набор дискретных неподвижных изображений.
Кинофильмы представляют собой набор неподвижных снимков, которые кажутся плавными для человеческого глаза из-за нашей особенности зрения (Фото: Pixabay)
Светодиоды включаются и выключаются на очень высокой частоте, незаметной для человеческого глаза. Из-за этого мы видим, что свет включен, пока мы фактически не выключим источник питания.
Точно так же видео на самом деле представляют собой серию изображений, снятых в быстрой последовательности. Эти изображения снимаются со скоростью, измеряемой в кадрах в секунду или FPS. Когда мы собираем кадры вместе, наше зрения обманывает наш мозг, чтобы увидеть события на экране как одно непрерывное движение событий.
Когда FPS превышает частоту мигания светодиодов, мерцание отображается на экране как явная неисправность. Это известно как эффект стробоскопа.
Почему светодиоды включаются и выключаются (мерцают) при просмотре через камеру?
Мерцание относится к быстрому переключению светодиода между его включением и выключением. Мерцают они или нет, зависит от характера тока, подаваемого на них.
Светодиоды, которые мерцают, обычно делают это с незаметно высокой скоростью и поэтому не видны невооруженным глазом. Таким образом, вы можете быть уверены, что любое мерцание, видимое на камере, на самом деле является источником света, работающим нормально. Единственное, когда мерцание видно невооруженным глазом - это причина для беспокойства и поиска неисправности.
Питание от постоянного тока (DC)
Монетная батарейка является источником постоянного тока, который постоянно держит светодиод «включенным», если только цепь не сломана (Фото: Pixel Enforcer / Shutterstock)
Когда постоянный ток подается на светодиод, скажем, с помощью батареи; электроны в диоде всегда находятся в состоянии возбуждения. Из-за этого они продолжают выделять световую энергию и остаются включенными, пока цепь не будет разорвана.
Светодиод, подаваемый источником постоянного тока, не будет казаться мерцающим при просмотре на камеру.
Питание от переменного тока (AC)
Переменный ток обычно подается из источников, таких как настенные розетки. По своей природе переменный ток включается два раза и выключается 3 раза за один цикл. Таким образом, заряженные электроны возвращаются в свои оболочки 3 раза, расходуя всю свою энергию в виде света, только чтобы снова зарядиться энергией. Из-за этого светодиодный индикатор, подключенный непосредственно к источнику переменного тока, будет казаться мерцающим в видео.
Светодиодные индикаторы подключены к драйверам, которые преобразуют переменный ток в постоянный ток (Фото: flickr)
Тем не менее, невозможно подключить светодиоды непосредственно к токам переменного тока, так как их срок службы резко сокращается из-за цикличности между состояниями. Таким образом, они подключаются к регуляторам, известным как «драйверы», которые преобразуют переменный ток в постоянный, прежде чем перенаправить их в свет. Светодиод, функционирующий через драйвер, не проявляет мерцания.
Широтно-импульсная модуляция
Импульсно-волновая модуляция (красный) разбивает непрерывный вход энергии (синий) на дискретные пучки (Фото: Shutterstock)
С развитием технологии передачи мерцание светодиодных ламп на камере не может быть связано только с источником питания переменного или постоянного тока.
Светодиодные фары авто, включаемые водителями, могут проявлять мерцание. Чтобы добиться снижения энергопотребления, блок питания может быть объединен в дискретные импульсы тока вместо непрерывного источника питания. Это приводит к мерцаниям, подобному тому, которое наблюдается в переменном токе. Это называется широтно-импульсной модуляцией. Широтно-импульсная модуляция обычно используется в затемняющих огнях и автомобильных дневных ходовых огнях.
Можно ли остановить мерцание?
Было бы совершенно бесполезно останавливать само мерцание; однако раздражающий эффект стробоскопа — это то, что мы пытаемся устранить.
Хотя устранение стробоскопического эффекта является задачей невероятной точности, его легко уменьшить, регулируя частоту кадра и выдержку, кратную частоте переменного тока.
За исключением Америки, переменный ток подается со скоростью 50 Гц, что подразумевает, что ток будет менять свое состояние между "вкл" и "выкл" 50 раз за одну секунду.
Регулируя параметры камеры, а именно выдержку и частоту кадров, до значений, кратных или дробных 50, можно добиться значительного снижения стробоскопического эффекта.
Некоторые светодиоды предоставляются с драйверами, которые могут регулировать мерцание, регулируя их цикл вкл / выкл. Регулируя скорость мерцания, чтобы превысить частоту кадров камеры, стробоскопический эффект можно достаточно эффективно устранить.
Мерцают ли лампы накаливания?
Как и светодиоды, лампы накаливания также включаются и выключаются под тяжестью переменного тока. Тем не менее; нить накала внутри лампы недостаточно охлаждается во время выключенного состояния таким образом, чтобы это было видно каким-либо существенным образом на камере.
В то время как лампы накаливания также включаются и выключаются, их нить накаливания не охлаждается достаточно, чтобы проявить эффект стробоскопа (Фото: twenty20)
Следовательно, было бы невозможно увидеть, как лампы накаливания мерцают на камеру.
Таким образом, в следующий раз, когда вы увидите светодиоды, мерцающие на видео, вы будете знать, прежде чем думать на их неисправность, и пытаться отремонтировать их. В конце концов, зачем ремонтировать то, что не сломано!
Подписывайтесь на канал и поставьте палец вверх, если материал был полезен, спасибо!
Перевёл на русский язык с оригинальной статьи
Комментарии (0)