2. 高阶方案① 用电频率
交流电频率和性质决定了灯光会一明一暗进行交变脉冲,Hz表示每秒交变几次。交流电频率50Hz,周期0.02s,在电流整流后电路将后半个周期电流反向,使灯光脉冲频率为100Hz,周期为0.01s。
不同地区的用电频率是不一样的,这也导致出现了不同的视频制式来适应不同的频率。
地区
用电频率
视频制式
常见帧率
欧洲和亚洲的大多数地区
50Hz
PAL
25fps; 50fps
北美、日本、韩国等地区
60Hz
NTSC
30fps; 60fps
在人眼前这种脉冲闪烁也许非常微小甚至完全无法感受到,但对于手机及相机来说有时设置不当这种脉冲就会十分明显。
② 帧率(FPS)
帧率,用于测量显示帧数的量度。FPS(Frames Per Second)指每秒拍摄的帧数。一般说,帧率影响画面流畅度,帧率越大,画面越流畅;帧率越小,画面越有跳动感。
在规避频闪的方法中,匹配帧率通常是最简单的。
帧率方案:设置帧率,让光源闪烁频率被这个帧率整除。
例:
在中国PAL制式下拍摄视频,用电频率是50Hz,光闪烁频率为100Hz,则多数时候只需设置25或者50fps,就能在多数情况下避免频闪。
如果在如北美NTSC制式下拍摄视频,就相应选择30或者60fps。
原理:
当快门速度一定且与光闪烁频率无整除关系时:
帧率与光闪烁频率若有整除关系,每一帧的起始采样点就相同,那么在相同快门的情况下每一帧的亮度就相同。
红色面积的横轴代表快门速度,红色面积代表每一帧的进光量
数字位置代表每一帧的开始,两个数字的间隔代表每一帧
可以看到每一帧的亮度是相同的
反之,帧率与光闪烁频率若无整除关系,每一帧的起始采样点就不同,每一帧的亮度就不同而造成频闪。
红色面积的横轴代表快门速度,红色面积代表每一帧的进光量
数字位置代表每一帧的开始,两个数字的间隔代表每一帧
可以看到每一帧的亮度是不同的
③ 快门速度(不推荐)
快门速度,指的是相机快门进行一次开启到闭合的时间。
快门方案:设置快门速度,让光源闪烁频率被这个快门速度整除。
例:
中国供电频率50Hz,光闪烁频率为100Hz,将快门速度设定为1/50或1/100即可解决。
这个选项通常不好确定。在调整快门速度的同时,也要避免慢速快门而导致运动模糊的产生。
原理:
当帧率一定且与光闪烁频率无整除关系时:
若快门速度与光闪烁频率有整除关系,那么每一帧曝光的时候进光量就会固定等于一周期的量从而稳定无频闪。
红色面积的横轴代表快门速度,红色面积代表每一帧的进光量
数字位置代表每一帧的开始,两个数字的间隔代表每一帧
可以看到每一帧的亮度是相同的
反之,若快门速度与光闪烁频率无整除关系,那么每一帧曝光的时候进光量就会受光闪烁的不同时刻影响导致每一帧亮度不同从而造成频闪。
红色面积的横轴代表快门速度,红色面积代表每一帧的进光量
数字位置代表每一帧的开始,两个数字的间隔代表每一帧
可以看到每一帧的亮度是不同的
④ 帧率与快门速度的混合运用
通常,在中国使用PAL制(即fps调整到25或50),无论多少快门速度都不会产生频闪,因为相机的采样间隔是和灯光的周期是同步的。例如50帧的时候采样周期是20ms,是灯光周期10ms的整数倍,在每一个周期内,采样的起始点是一样的。所以无论多少快门速度,每一帧的亮度都是相同的。
而在中国使用NTSC制(即fps调整到30或60),假如视频帧率为60帧,意味着每次采样的时间点是在灯光周期中的不同地方,这时只有快门速度等于光闪频率的倍数的时候才不会有频闪。
实际上,以部分索尼相机为例,在人造光源下,相机快门速度最高到1/100,如果超过1/100,如1/2500,虽然也是50Hz的整数倍,但在NTSC制下,仍然会出现频闪,甚至1/150都会。
PAL制下也并不能为所欲为,过高的快门速度,画面上会出现不明显的明暗条带,从上至下规律移动,且随着快门升高,画面上会出现细小的横纹。