Perché le luci LED della telecamera tremolano?
L'effetto stroboscopico "" è un effetto tremolante percepibile che di solito si verifica quando il telefono viene puntato verso una sorgente luminosa a LED.
Hai mai visto una fotocamera di un cellulare tremolare quando riprende una sorgente luminosa a LED, ma è normale se visto direttamente a occhio nudo? Puoi fare un esperimento molto semplice. Accendi la fotocamera del tuo cellulare e puntala verso una sorgente luminosa a LED. Se la tua auto ha luci fluorescenti, puoi facilmente osservare questo strano fenomeno attraverso la fotocamera della smart camera.
Le luci LED senza sfarfallio proteggono la vista dei bambini
Infatti, la frequenza dello sfarfallio della sorgente luminosa a LED è impercettibile all'occhio umano. Gli appassionati di recensioni di auto spesso si imbattono in scene folli: quando si scattano foto di auto, l'auto accende le luci fluorescenti e l'effetto finale dello scatto li renderà molto frustrati. Questo effetto stroboscopico può essere semplicemente spiegato come il conflitto tra le due luci.
Cos'è l'effetto stroboscopico?
Se date un'occhiata ai precedenti libri di fisica, scoprirete che le persone di solito hanno una tendenza, nota come "fenomeno della persistenza della visione", per cui possiamo continuare a percepire le cose anche se non sono più davanti a noi. Possiamo vedere "immagini persistenti" invece di un insieme di immagini statiche discrete.
Le sorgenti luminose a LED tremolano ad alte frequenze impercettibili a occhio nudo, quindi vediamo che la luce è accesa finché non la spegniamo completamente. Allo stesso modo, un video è in realtà una serie di immagini catturate in rapida successione a fotogrammi al secondo e quando giochiamo insieme, questa visione continua inganna il nostro cervello facendogli percepire gli eventi sullo schermo come un unico movimento fluido continuo.
Quando i fotogrammi al secondo superano la frequenza della sorgente luminosa a LED, la fotocamera del cellulare mostra un evidente effetto tremolante, ovvero l'effetto stroboscopico.
Le luci a LED tremolano quando vengono accese e spente rapidamente e il fatto che tremolino dipende principalmente dalla natura della corrente che viene loro fornita. In genere, le luci a LED tremolano a frequenze troppo elevate per essere percepite direttamente dall'occhio umano o invisibili a occhio nudo, quindi le persone possono stare tranquille che qualsiasi tremolio visibile della telecamera è in realtà il normale funzionamento della luce e l'unica cosa di cui preoccuparsi è il battito di ciglia umano. Tuttavia, dire che le luci a LED tremolano sempre quando sono in funzione è un'affermazione molto generica.
L'azione è un insieme di riprese statiche che appaiono fluide all'occhio umano a causa della nostra persistenza della visione
Alimentazione CC
Quando si usa un alimentatore DC per alimentare una luce LED, che di solito è una batteria, i diodi luminosi LED sono sempre carichi, quindi rilasciano continuamente energia luminosa e rimangono accesi finché il circuito non viene scollegato. Quando si usa una fotocamera di un cellulare per riprendere una luce LED alimentata DC, l'immagine sembrerà tremolare continuamente.
Alimentazione CA
L'alimentazione CA è solitamente fornita da una fonte di alimentazione come una presa a muro. In pratica, l'alimentazione CA viene accesa 2 volte e spenta 3 volte in un ciclo, quindi gli elettroni eccitati consumano tutta la loro energia sotto forma di luce, tornano all'alloggiamento degli elettroni 3 volte e poi vengono nuovamente eccitati. Pertanto, una luce LED collegata direttamente a un alimentatore CA sembrerà tremolare nel video.
Tuttavia, non è possibile collegare le luci LED direttamente a un alimentatore CA, il che causerà una significativa riduzione della durata delle luci LED a causa del ciclo degli stati di accensione e spegnimento. Pertanto, sono collegate a un regolatore chiamato "driver", che converte l'alimentazione CA in CC prima di collegarle alle luci. Le luci LED che passano attraverso un driver non mostreranno sfarfallio.
Modulazione di larghezza di impulso
Con il continuo sviluppo della tecnologia di trasmissione, lo sfarfallio causato dalle luci LED sulle fotocamere dei telefoni cellulari non è solo interamente attribuito all'alimentazione CA o CC, ma anche alle luci LED alimentate dal driver. Per ridurre il consumo di energia, l'alimentazione può essere raggruppata in correnti di impulsi discrete anziché in un'alimentazione continua. Questo è chiamato modulazione di larghezza di impulso, che è solitamente utilizzata nelle lampade fluorescenti per autoveicoli.
La batteria a bottone è una fonte di corrente continua che mantiene accesa la luce LED a meno che il circuito non venga scollegato
È possibile fermare lo sfarfallio?
Fermare lo sfarfallio in sé è molto poco utile, tuttavia, l'irritante effetto stroboscopico è ciò che stiamo cercando di eliminare. Sebbene eliminare l'effetto stroboscopico sia un compito incredibilmente preciso, è facile ridurlo regolando il frame rate e la velocità dell'otturatore.
Tranne che negli Stati Uniti, l'alimentazione CA è fornita a una frequenza di 50 Hz, il che significa che la corrente cambia tra acceso e spento 50 volte in 1 secondo. Regolando i parametri della fotocamera, ovvero la velocità dell'otturatore e la frequenza dei fotogrammi a multipli o frazioni di 50, l'effetto sfarfallio può essere notevolmente ridotto.
Alcune luci LED sono regolate da driver e la frequenza di sfarfallio è controllata regolando il loro ciclo di accensione-spegnimento. Se la frequenza di sfarfallio viene regolata per superare la frequenza dei fotogrammi della telecamera, l'effetto stroboscopico può essere efficacemente eliminato.
Anche le lampadine a incandescenza tremolano?
Come le luci a LED, le lampadine a incandescenza si accendono e si spengono con corrente alternata, ovvero, nello stato spento, il filamento nella lampadina a incandescenza non è completamente raffreddato, il che non mostrerà un effetto significativo sulla fotocamera del telefono cellulare. Pertanto, è impossibile per noi vedere lo sfarfallio delle lampadine a incandescenza sulle fotocamere dei telefoni cellulari.