อัตราเฟรมที่สูงกว่าเสมอหรือไม่สำหรับกล้องอุตสาหกรรม?

ความเร็วในการจับภาพของกล้องอุตสาหกรรม, หรือที่รู้จักกันในชื่อ  อัตราเฟรม หมายถึงจำนวนเฟรมของภาพที่สามารถบันทึกได้ต่อวินาที ในระบบวิชั่นของเครื่องจักร คุณคิดว่าอัตราเฟรมของกล้องยิ่งสูง ประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวก็จะยิ่งดีใช่ไหม? ความจริงแล้ว นี่เป็นความเข้าใจผิด อัตราเฟรมของกล้องอุตสาหกรรมแสดงเพียงระดับของการเชื่อมต่อและขนาดของการบีบอัดภาพของกล้อง ยิ่งความเร็วในการส่งข้อมูลของอินเทอร์เฟซสูง และยิ่งการบีบอัดภาพมีขนาดเล็ก อัตราเฟรมก็จะยิ่งสูง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการเคลื่อนไหว

พารามิเตอร์ใดที่กำหนดประสิทธิภาพแบบไดนามิกของกล้องอุตสาหกรรม? ความจริงแล้ว มันคือเวลาการเปิดรับแสง (Exposure time) เวลาการเปิดรับแสงหมายถึงระยะเวลาที่ชัตเตอร์ต้องเปิดเพื่อฉายแสงไปยังพื้นผิวรับแสงของเซ็นเซอร์ สำหรับกล้องอุตสาหกรรม เวลาการเปิดรับแสงคือช่วงเวลาจากตอนที่ชัตเตอร์เปิดจนถึงปิด ส่งผลต่อความสว่างของพิกเซล โดยปกติจะวัดเป็นมิลลิวินาที อัตราเฟรมในทางกลับกันคือจำนวนเฟรมของภาพที่สามารถอ่านออกได้ทั้งหมดภายในหน่วยเวลาหนึ่ง ในช่วงเวลานี้ วัตถุสามารถสร้างภาพบนพื้นผิวการถ่ายภาพได้ เวลาการเปิดรับแสงขึ้นอยู่กับความต้องการ ไม่มีคำว่าดีหรือแย่สำหรับเวลาการเปิดรับแสง เพียงแต่ต้องเหมาะสมกับความต้องการ การตั้งค่าเวลาการเปิดรับแสงขึ้นอยู่กับความไวของเซ็นเซอร์และความเข้มของแสงบนพื้นผิวรับแสง

หากเวลาการเปิดรับแสงนาน แสงจะเข้ามาได้มากขึ้น ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแสงที่ไม่เพียงพอ เวลาการเปิดรับแสงสั้นกว่าจะเหมาะสำหรับสภาพแสงที่ดีกว่า ยิ่งเวลาการเปิดรับแสงนานเท่าไร ภาพก็จะสว่างขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน หากเวลาการเปิดรับแสงสั้น ภาพก็จะมืดลง ในสถานการณ์ที่มีแสงภายนอกไม่เพียงพอ มักจะต้องเพิ่มเวลาการเปิดรับแสง (เช่น ฉากกลางคืน)

เส้น สแกน กล้องทุกตัวใช้การเปิดรับแสงแบบแถวต่อแถว โดยมีตัวเลือกสำหรับความถี่ของบรรทัดที่คงที่และการจับคู่สัญญาณกระตุ้นจากภายนอก เวลาการเปิดรับแสงสามารถตรงกับรอบของบรรทัด หรือกำหนดระยะเวลาคงที่ได้ พื้นที่ สแกน กล้องมีวิธีการทั่วไปหลายแบบ เช่น การเปิดรับแสงแบบเฟรม การเปิดรับแสงแบบฟิลด์ และการเปิดรับแสงแบบไลน์ลูกโซ่ กล้องอุตสาหกรรมมักจะมีฟังก์ชันการจับภาพด้วยสัญญาณกระตุ้นจากภายนอก

ยิ่งเวลาการเปิดรับแสงสั้นเท่าไร ความเร็วของชัตเตอร์ในกล้องอุตสาหกรรมก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น ในปัจจุบัน กล้องอุตสาหกรรมส่วนใหญ่สามารถทำเวลาการเปิดรับแสงได้รวดเร็วถึงระดับ 1 ไมโครวินาที อย่างไรก็ตาม หากเวลาการเปิดรับแสงสั้นเกินไป ภาพอาจกลายเป็นสีดำบางส่วนหรือทั้งหมด ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดบางประการสำหรับแหล่งกำเนิดแสงและขนาดของเซนเซอร์กล้อง ในสถานการณ์ความเร็วสูง มักใช้แหล่งกำเนิดแสงที่สว่างมากและกล้องอุตสาหกรรมที่มีเซนเซอร์พิกเซลขนาดใหญ่เพื่อจับฉากที่เคลื่อนไหว

สำหรับฉากที่เคลื่อนไหว การใช้อัตราเฟรมสูงสามารถให้ผลลัพธ์ทางภาพที่ลื่นไหลกว่า เช่น การถ่ายกีฬาหรือสัตว์ป่า อัตราเฟรมสูงสามารถช่วยให้เราจับภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวเร็วได้ ทำให้วิดีโอมีชีวิตชีวา นอกจากนี้ อัตราเฟรมสูงยังสามารถใช้สร้างเอฟเฟกต์ภาพพิเศษ เช่น การเล่นซ้ำแบบช้า (slow-motion)

อย่างไรก็ตาม การใช้อัตราเฟรมสูงไม่จำเป็นเสมอไป ในฉากที่นิ่ง อัตราเฟรมต่ำอาจเหมาะสมกว่า อัตราเฟรมต่ำสามารถลดเสียงรบกวนของภาพและลักษณะเบลอ ทำให้ภาพชัดเจนขึ้น นอกจากนี้ อัตราเฟรมต่ำยังช่วยประหยัดพื้นที่เก็บข้อมูลเนื่องจากสร้างไฟล์ขนาดเล็กกว่า

แล้วจะเลือกอัตราเฟรมของกล้องอุตสาหกรรมอย่างไร?

1. ระบุวัตถุประสงค์: ก่อนอื่น ให้กำหนดความต้องการในการถ่ายของคุณอย่างชัดเจน คุณกำลังถ่ายฉากการเคลื่อนไหวความเร็วสูงหรือทิวทัศน์ที่นิ่งอยู่หรือเปล่า? คุณต้องการรายละเอียดที่คมชัดที่สุดหรือผลลัพธ์การเคลื่อนไหวที่ลื่นไหล? ความต้องการที่แตกต่างกันต้องการอัตราเฟรมที่แตกต่างกัน เช่น เมื่อถ่ายฉากการเคลื่อนไหวความเร็วสูง แนะนำให้เลือกอัตราเฟรมที่สูง เช่น 60FPS หรือมากกว่านั้น เพื่อให้มั่นใจว่าได้รายละเอียดครบถ้วน

2. พิจารณาความเข้ากันได้ของอุปกรณ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากล้อง คอมพิวเตอร์ และจอแสดงผลของคุณรองรับอัตราเฟรมที่คุณเลือก หากไม่เช่นนั้น แม้ว่ากล้องของคุณจะสามารถจับภาพด้วยอัตราเฟรมสูงได้ ก็จะไม่แสดงผลได้ดีบนอุปกรณ์อื่นๆ

3. การปรับสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและพื้นที่เก็บข้อมูล: อัตราเฟรมที่สูงหมายถึงขนาดไฟล์ที่ใหญ่ขึ้นและความต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลที่มากขึ้น เมื่อเลือกอัตราเฟรม ควรพิจารณาให้สมดุลระหว่างประสิทธิภาพของกล้อง พื้นที่เก็บข้อมูล และความสามารถในการประมวลผลหลังการถ่ายทำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ของคุณสามารถรองรับการถ่ายทำด้วยอัตราเฟรมที่สูงโดยไม่ได้รับผลกระทบจากปัญหาเรื่องพื้นที่เก็บข้อมูล

4. เข้าใจเกี่ยวกับรูปแบบไฟล์และโคเด็ก: รูปแบบวิดีโอและโคเด็กแต่ละประเภทสนับสนุนอัตราเฟรมแตกต่างกันไป สำคัญมากที่จะต้องทราบว่ารูปแบบและโคเด็กที่คุณใช้อยู่รองรับอัตราเฟรมที่คุณเลือกหรือไม่ เพื่อป้องกันปัญหาในระหว่างการแก้ไขและการเล่นกลับ

5. การทดสอบจริง: สุดท้ายอย่าลืมทำการทดสอบจริง ก่อนซื้อกล้อง ลองถ่ายวิดีโอด้วยอัตราเฟรมที่แตกต่างกันเพื่อดูว่าอัตราใดเหมาะสมกับความต้องการของคุณมากที่สุด ซึ่งจะช่วยให้คุณเข้าใจผลกระทบของอัตราเฟรมต่อภาพได้ดียิ่งขึ้นและเลือกได้อย่างมีข้อมูล