Dlaczego diody LED w kamerze migoczą?
Efekt stroboskopowy "ddhhh to zauważalny efekt migotania, który zwykle występuje, gdy telefon jest skierowany na źródło światła LED.
Czy kiedykolwiek widziałeś migotanie aparatu telefonu komórkowego podczas fotografowania źródła światła LED, ale jest to normalne, gdy patrzysz na nie gołym okiem? Możesz wykonać bardzo prosty eksperyment. Włącz aparat telefonu komórkowego i skieruj go na źródło światła LED. Jeśli twój samochód ma świetlówki, możesz łatwo zaobserwować to dziwne zjawisko za pomocą inteligentnej kamery.
Oświetlenie LED bez migotania chroni wzrok dzieci
W rzeczywistości częstotliwość migotania źródła światła LED jest niezauważalna dla ludzkiego oka. Miłośnicy recenzji samochodów często spotykają się z szalonymi scenami: podczas robienia zdjęć samochodów samochód uruchamia świetlówki, a końcowy efekt fotografowania bardzo ich frustruje. Ten efekt stroboskopowy można po prostu wyjaśnić jako konflikt między dwoma światłami.
Czym jest efekt stroboskopowy?
Jeśli przejrzysz poprzednie książki o fizyce, odkryjesz, że ludzie zazwyczaj mają tendencję, znaną jako zjawisko "trwałości widzenia", gdzie możemy nadal postrzegać rzeczy, nawet jeśli nie są już przed nami. Możemy widzieć "trwałe obrazy" zamiast zestawu dyskretnych statycznych obrazów.
Źródła światła LED migoczą na wysokich częstotliwościach, które są niewidoczne gołym okiem, więc widzimy, że światło jest włączone, dopóki nie wyłączymy zasilania całkowicie. Podobnie, wideo jest w rzeczywistości serią obrazów uchwyconych w szybkiej kolejności, z liczbą klatek na sekundę, a gdy gramy razem w gry, ta ciągła wizualizacja oszukuje nasz mózg, sprawiając, że postrzega on zdarzenia na ekranie jako jeden ciągły, płynny ruch.
Gdy liczba klatek na sekundę przekracza częstotliwość źródła światła LED, kamera telefonu komórkowego zaczyna zauważalnie migotać, czyli pojawia się tzw. efekt stroboskopowy.
Światła LED migoczą, gdy są szybko włączane i wyłączane, a to, czy migoczą, zależy głównie od charakteru prądu do nich dostarczanego. Zazwyczaj światła LED migoczą na częstotliwościach, które są zbyt wysokie, aby ludzkie oko mogło je bezpośrednio dostrzec, lub niewidoczne gołym okiem, więc ludzie mogą być pewni, że każde widoczne migotanie aparatu jest w rzeczywistości normalną pracą światła, a jedyną rzeczą, która powinna budzić obawy, jest ludzkie mruganie. Jednak stwierdzenie, że światła LED zawsze migoczą, gdy są włączone, jest bardzo szerokim stwierdzeniem.
Akcja to zbiór statycznych ujęć, które dla ludzkiego oka wydają się płynne ze względu na naszą trwałość widzenia
Zasilacz prądu stałego
Gdy do zasilania diody LED, która zwykle jest baterią, używa się zasilacza prądu stałego, diody LED są zawsze naładowane, więc stale uwalniają energię świetlną i pozostają włączone, dopóki obwód nie zostanie odłączony. Gdy do robienia zdjęć diodą LED zasilaną prądem stałym używa się aparatu telefonu komórkowego, obraz będzie wydawał się ciągle migotać.
Zasilacz prądu zmiennego
Prąd zmienny jest zazwyczaj dostarczany przez źródło zasilania, takie jak gniazdko ścienne. Zasadniczo prąd zmienny jest włączany 2 razy i wyłączany 3 razy w cyklu, więc wzbudzone elektrony zużywają całą swoją energię w postaci światła, wracają do obudowy elektronów 3 razy, a następnie są ponownie wzbudzane. Dlatego dioda LED podłączona bezpośrednio do zasilacza prądu zmiennego będzie wydawała się migotać na filmie.
Jednak nie jest możliwe bezpośrednie podłączenie świateł LED do zasilania prądem zmiennym, co spowoduje znaczne skrócenie żywotności świateł LED z powodu cykli włączania i wyłączania. Dlatego są one podłączone do regulatora o nazwie "driver", który zamienia prąd zmienny na prąd stały przed podłączeniem ich do świateł. Światła LED podłączone do sterownika nie będą migotać.
Modulacja szerokości impulsu
Wraz z ciągłym rozwojem technologii transmisji migotanie spowodowane przez światła LED w aparatach telefonów komórkowych nie jest w całości przypisywane wyłącznie zasilaniu prądem przemiennym lub stałym, ale także światłom LED zasilanym przez sterownik. Aby zmniejszyć zużycie energii, zasilanie można połączyć w dyskretne prądy impulsowe zamiast ciągłego zasilania. Nazywa się to modulacją szerokości impulsu, która jest zwykle stosowana w samochodowych lampach fluorescencyjnych.
Bateria guzikowa to źródło prądu stałego, które utrzymuje światło LED włączone, dopóki obwód nie zostanie odłączony
Czy migotanie można zatrzymać?
Samo zatrzymanie migotania jest bardzo nieprzydatne, jednak irytujący efekt stroboskopowy to coś, co próbujemy wyeliminować. Chociaż wyeliminowanie efektu stroboskopowego jest zadaniem niezwykle precyzyjnym, łatwo go zmniejszyć, dostosowując liczbę klatek na sekundę i prędkość migawki.
Poza Stanami Zjednoczonymi, prąd zmienny jest dostarczany z częstotliwością 50 Hz, co oznacza, że prąd zmienia się między włączaniem i wyłączaniem 50 razy w ciągu 1 sekundy. Poprzez dostosowanie parametrów aparatu, tj. czasu otwarcia migawki i liczby klatek na sekundę do wielokrotności lub ułamków 50, efekt migotania można znacznie zmniejszyć.
Niektóre światła LED są regulowane przez sterowniki, a częstotliwość migotania jest kontrolowana przez dostosowanie ich cyklu włączania i wyłączania. Jeśli częstotliwość migotania zostanie dostosowana tak, aby przekraczała częstotliwość klatek kamery, efekt stroboskopowy może zostać skutecznie wyeliminowany.
Czy żarówki żarowe również migoczą?
Podobnie jak światła LED, żarówki żarowe włączają się i wyłączają przy zasilaniu prądem zmiennym, tzn. w stanie wyłączonym żarnik w żarówce nie jest w pełni chłodzony, co nie będzie miało znaczącego wpływu na aparat telefonu komórkowego. Dlatego nie możemy zobaczyć migotania żarówek na aparatach telefonów komórkowych.