ความคมชัดของกล้องวงจรปิด ในเวลากลางคืน

บ่อยครั้งที่คุณอาจจะต้องทำการวัด หรือ หาจำนวนของวัตถุที่ส่องแสงในระบบของคุณ คุณสามารถใช้ลักซ์มิเตอร์ (Lux meter : เครื่องวัดปริมาณแสงที่มองเห็น)

ที่มีวางจำหน่ายในตลาดเพื่อใช้ในการวัดได้ เครื่อง Lux meter โดยทั่วไปจะมีความแม่นยำถึง 1 lux (ซึ่งน่าจะเพียงพอในสถานการณ์ส่วนใหญ่)

ความคมชัดของกล้องวงจรปิด

สำหรับกรณีที่มีแสงน้อยกว่า 1 lux (ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับการมองในเวลากลางคืน) จะไม่สามารถทำการวัดความสว่างได้ ยกเว้นว่าคุณจะมีเครื่องวัดแสงที่คุณภาพดี และ มีราคาสูง

มีแบรนด์ที่เป็นที่รู้จักที่ขายเครื่องเหล่านี้ในตลาด เช่น Sekonic, Minolta และ Gossen บางเจ้าอาจจะให้ผลการอ่านค่าในหน่วยลักซ์โดยตรงเลย

ถ้าคุณไม่มี Lux meter กล้องสะท้อนภาพเลนส์เดี่ยว (Signle lens reflex camera : SLR) สามารถนำมาใช้ในการวัดได้เหมือนกัน ถึงแม้ว่าผลของการวัดจะไม่แสดงผลออกมาเป็นหน่วยลักซ์

แต่ออกมาในรูปค่าการเปิดรับแสงของกล้อง (Exposure) และ ค่าของ F-stop (ขนาดของช่องรับแสงเมื่อเทียบกับทางยาวโฟกัส) สิ่งนี้เป็นเครื่องมือทีสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ และ

ผมจะอธิบายถึงหลักการ และ สูตรสำหรับการคำนวนวัดค่าลักซ์

 

รูปแบบหน้าจอทั่วไปที่ใช้แสดงการวัดผลของแสงในกล้อง SLR สมัยใหม่

 

ทุกท่านอย่าลืมจดบันทึกด้วยว่ากล้อง SLR ส่วนใหญ่นั้นมักจะมีเครื่องมือที่ใช้ในการวัดแสงติดมาด้วย ในขณะที่กล้องที่ไม่ใช่แบบ SLR อาจจะไม่มีเครื่องมือดังกล่าว

ดังนั้นถ้าคุณไม่สามารถหาตัวที่บ่งบอกว่ากล้องของคุณมีค่าการเปิดรับแสงของกล้อง หรือ ช่องรับแสง คุณอาจจะนำกล้องมาใช้ประโยชน์ในส่วนนี้ไม่ได้ และ อย่าลืมด้วยว่าสิ่งที่ควรทำก่อนเพื่อให้ได้การวัดแสงที่แม่นยำมากขึ้นคือการให้กล้อง SLR

มีขอบเขตในการมองเห็นเหมือนกับกล้องวงจรปิด ที่มีอยู่แล้ว หรือ กำลังจะมี ด้วยเหตุผลนี้เลนส์ที่ดีที่สุดสำหรับกล้อง SLR คือเลนส์ซูมเพื่อให้คุณสามารถปรับมุมในการมองเห็นให้วัตถุดูเหมือนเข้ามาใกล้กล้องวงจรปิด ให้มากที่สุด

 

กราฟการแปลงค่าความสว่างของแสงในการถ่ายภาพ (Exposure Value : EV)
เป็นค่า Lux โดยใช้ค่าการเปิดรับแสง (Exposure) และ F-stop ในการวัด

 

ใน การวัดการส่องสว่าง อย่างแรกเราขอทบทวนความจำของผู้อ่านในเรื่องกฎพื้นฐานของการเปิดรับแสงในการถ่ายภาพก่อน การเปิดรับแสงของกล้องถ่ายรูปจะใช้เวลาไม่เกิน 1 วินาที หรือ

ให้เจาะจงมากขึ้นคือเศษเสี้ยวของวินาที หมายความว่าเมื่อกล้องแสดงตัวเลขการเปิดรับแสง 125 กล้องจะทำการเปิดรับแสงเป็นเวลา 1/125 วินาที

ถ้ากล้องทำการเปิดรับแสงมากกว่า 1 วินาที กล้องมักจะมีตัว “s” ต่อท้ายตัวเลข ยกตัวอย่างเช่น “2 s” แปลว่า 2 วินาที ตัวเลขพื้นฐานในการเปิดรับแสง ได้แก่ 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60 ,125, 250, 500, 1000

ทั้งหมดนี้อยู่ในระดับเศษเสี้ยววินาที มีกล้องที่สามารถตั้งค่าการเปิดรับแสงได้ตั้งแต่นานกว่า 1 วินาทีจนถึง 1/1000 วินาที และ คุณอาจจะสังเกตว่า ตัวเลขทีมีให้เลือกมีค่าครึ่งหนึ่งของตัวเลขก่อนหน้า

 

 

ตัวที่บ่งบอกถึงการเปิดม่านรับแสง หรือ ช่องรับแสงจะถูกแสดงในค่าของ “F-stop” ดังนั้นตัวเลข “5.6” จึงหมายความว่า F-5.6 ยิ่งตัวเลขมากเท่าไหร่

กล้องจะเปิดช่องรับแสงเล็กลงตาม ตัวเลขปกติของ F-stop คือ 1.0, 1.4, 2, 2.8, 5.6, 8, 11, 16, 22, 32, 44 ตัวเลขค่า F-stop ตัวต่อไปจะทำให้กล้องเปิดม่าน

หรือ ช่องรับแสงเล็กกว่าค่าตัวเลขก่อนหน้าครึ่งหนึ่ง ในกรณีที่มีปริมาณแสงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับค่า F-stop ก่อนหน้า

เพื่อการรับแสงที่ถูกต้องบนกล้องของคุณ เครื่องมือวัดแสงในตัวกล้องจะถูกนำมาใช้ ซึ่งจะตั้งค่า การรับแสง และ ระยะเวลาที่ถูกต้องในการเปิดช่องรับแสง ในโหมด “Program”

ค่าทั้งสองจะถูกเลือกโดยอัตโนมัติ ในโหมด “Aperture-priority” ผู้ใช้งานจะเลือกค่า F-stop ในขณะที่ระบบจะเลือกค่าการรับแสง (Exposure) ให้ สำหรับโหมด “Expousure-priority”

จะตรงกันข้ามกับโหมดก่อนหน้า ผู้ใช้งานจะเลือกค่าการรับแสง และ กล้องจะเลือกค่าการเปิดรูรับแสงให้แทน

 

ความสัมพันธ์ระหว่างตัวเลขอ้างอิงกับค่าการรับแสง (Exposure) และ ค่า F-stop

 

 

การรวมกันของการตั้งค่าของการรับแสง และ F-stop ทำให้สามารถปรับให้ปริมาณแสงให้เข้ามาในกล้องโดยเท่ากันโดยตลอด ยกตัวอย่างเช่นถ้าคุณเลือกค่าการรับแสง 1/30 s และ F-5.6

คุณจะได้ผลลัพธ์แบบเดียวกับกล้องที่ตั้งค่า 1/60 s และ F-4 แน่นอนว่าด้วยค่าของ F-stop ที่ลดลงเราจะได้ภาพที่ดูตื้นกว่าเดิม แต่ทว่านอกเหนือจากนั้นแล้วภาพที่ออกมาจะมีแสงที่ถูกต้อง เพราะ “ความเท่าเทียมกัน”

ของปริมาณของแสงที่ได้จากค่า exposure และ F-stop ที่แตกต่างกัน ผู้เชี่ยวชาญด้านการถ่ายทำได้แนะนำว่าค่าของการรับแสง (Exposure Vaule : EV) เรตติ้งของปริมาณของแสงสามารถ การวัดการส่องสว่าง ได้ด้วย

เครื่องมือวัดแสงของกล้อง พวกเราจะไม่เจาะลึกลงไปในรายละเอียดว่าแสงได้ถูกวัดภายในกล้องอย่างไร เนื่องจากมันต้องใช้หนังสือทั้งเล่มเพื่อกล่าวถึงกล้องแบบต่างๆทั้งหมด

แต่โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งประเภทของเครื่องวัดแสงได้ดังนี้ “Averaging” “Spot” และ “Multi-pattern” แต่กล้องส่วนใหญ่มักจะมี light meter แบบ “Averaging” ซึ่งใกล้เคียงกับกล้องวงจรปิด

เมื่อคุณซื้อกล้องถ่ายรูปของคุณ คุณมักจะเห็นกราฟ EV สักที่ในคู่มือการใช้งานของกล้องที่บ่งบอกถึงความสามารถในการวัดแสงของกล้อง

กราฟเหล่านั้นจะดูคล้ายกับกราฟที่เราเคยนำเสนอในหน้าที่ผ่านมา โดยกราฟ EV ส่วนใหญ่จะอ้างอิงว่าฟิลม์ ( หรือ ชิป CCD ถ้าเป็นกล้องถ่ายรูปดิจิตอล) ที่มีค่าไวแสงของฟิล์ม

หรือ เซ็นเซอร์ (ISO) ไว้ที่ 100 ซึ่งเป็นค่ามาตรฐาน ด้วยเหตุดังกล่าว ในการคำนวนที่เราจะแสดงต่อไปนี้ เราจะสมมติว่ากล้องของคุณมีค่า ISO อยู่ที่ 100

 

 

ความสว่างที่ได้จากหลอดอินฟาเรดกล้องวงจรปิด

 

แน่นอนว่ากล้องที่ตั้งค่า sensitivity เป็นค่าอื่นก็สามารถใช้ได้ คุณเพียงแค่ต้องปรับให้เหมาะสมกับกล้องเท่านั้น

กราฟ EV นี้มีวิธีการอ่านที่เข้าใจได้ง่าย อย่างเช่น การตั้งค่า 1/30 s และ F-5.6 จะทำให้มีค่า EV เท่ากับ 10 ซึ่งเราสามารถได้ค่าที่ใช้ในการวัดความสว่างของแสงแบบเดียวกันได้

โดยการตั้งค่ากล้องแบบ 1/60 s และ F-4 เนื่องจากจะได้ค่า EV ที่เป็น 10 เหมือนกัน

อัตราของ EV ได้ถูกนำมาเชื่อมด้วยกันโดยการรวมตัวเลขอ้างอิงของ exposure และ F-stop (RN_t และ RN_t) ตารางก่อนหน้านี้จะแสดง และ

บ่งชี้ว่ามีค่าเป็น “0” มีค่าการเปิดรับแสงของกล้องที่ 1 วินาที และ ตั้งค่า F-1.0 หลังจากนั้นตัวเลขอ้างอิงจะขยับไปที่ 1 หาตัวเลขที่น้อยกว่า

เป็นค่าการเปิดรับแสงที่ 1/2 s และ F-1.4 สำหรับช่องรับแสง โดยตารางจะดำเนินต่อไป เช่น ตัวเลขอ้างอิง 2 จะมีการตั้งค่าที่ 1/4 s และ F-2 และ เป็นอย่างนี้ไปเรื่อยๆ

ค่า EV ได้มาโดยการรวมตัวเลขอ้างอิงเข้าด้วยกัน ยกตัวอย่างเช่น ค่าการรับแสง 1/30 s และ F-2.8 มีค่า EV ที่เทียบเท่ากับ 8 เพราะว่าตัวเลขอ้างอิงสำหรับ 1/30 คือ 5 และ F-2.8 คือ 3

นี่คือสูตรที่เรียบง่ายจากการตีพิมพ์ในฉบับที่ 9 ของนิตยสาร CCTV focus ซึ่งจะให้ภาพที่ชัดเจนเกี่ยวกับตัวเลขอ้างอิง (RN) ด้วยการใช้เครื่องคิดเลขทางวิทยาศาสตร์

RN_f = 6.7log (F-stop)                                                                      (7)

เมื่อ F-stop เป็นตัวเลขที่บ่งบอกถึง light meter ของกล้อง ซึ่งตัวเลขที่มีให้เลือกจะมี 5. 6, 8, 11 ฯลฯ

RN_t = -3.32logt                                                                                  (8)

เมื่อ t เป็นค่าสัมบูรณ์ของเวลาการรับแสง ถ้ากล้องแสดงตัวเลข 1/125 นี่คือตัวเลขที่จะต้องเอาไปแทนค่าในตัว t ถ้าคุณอยากใช้เป็น 125 แทน (สมมติให้เป็น T)

แทนที่จะเป็นค่าสัมบูรณ์ของ t ให้เอาเครื่องหมายลบข้างหน้า logarithm ออก ดังนั้นสูตรที่สองจึงเป็น

RNt_t = 3.32logT                                                                                    (8a)

Note: Logarithm เป็นเลขฐาน 10

 

EV ถูกคำนวนได้โดยการเติมตัวเลขทั้งสองนี่เข้าไป

EV = RN_f + RN_t = 6.7log (F-stop) – 3.32logt                          (9)

หรือ ถ้าใช้ T แทนที่จะเป็น t

EV = RN_f + RN_T                                                                                                    (9a)

 

ถ้ากล้องใช้ฟิลม์ที่มีค่า ISO 100 แสดงค่าการรับแสง 1/250 และ F-8 เราสามารถคำนวนหาตัวเลขอ้างอิง ได้โดยการใช้สูตรนี้

EV = RN_f + RN_t = 6.7log8 – 3.32log (1/250) = 6.7 x 0.9 + (-3.32) x (-2.398) = 6 + 8 = 14

ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นจำนวนเต็ม ความสัมพันธ์ขั้นพื้นฐานระหว่างค่า EV และ การวัดกล้องถูกอธิบายด้วยสมการต่อไปนี้

I_lux = 2.5 x 2^(RNf ^{+ RN}t⁾ = 2.5 x 2^EV                                            (10)

ทางด้านขวาของสมการในข้างต้นเป็น 2 เท่าของเลข EV และ I_lux ที่อยู่ในหน่วยลักซ์ ยกตัวอย่างเช่น ถ้ากล้องคำนวนค่า EV ออกมาได้ 15 หมายความว่าการส่องสว่างโดยประมาณของพื้นที่คือ

I_lux = 2.5 x 2¹⁵ = 81,192 lux

แน่นอนว่าการวัดแสงนั้นอาจจะได้ผลที่ไม่แม่นยำเสมอไป เนื่องจากมีหลายปัจจัยที่เข้ามาเกี่ยวข้อง รวมถึงการสะท้อนแสงของวัตถุโดยรอบ

แหล่งปฐมภูมิของแสงอยู่ในขอบเขตการมองเห็น (เสาไฟในขอบเขตการมองเห็นจะส่งผลต่อการส่องสว่างโดยเฉลี่ยอย่างมาก) และ มีปัจจัยอื่นๆที่ส่งผลอีก เราจะได้ค่าประมาณผลลัพธ์ในข้างต้นว่าเป็น 82,000 lux

 

อย่าลืมว่า “dynamic range” (ขีดความสามารถในการเก็บข้อมูลแสงจากส่วนที่มืดไปถึงส่วนที่สว่างของภาพ) ของการวัดค่า EV ใน light meter

อาจจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับกล้อง กล้องที่ดีกว่าจะมีระยะที่กว้างกว่า อีกทั้งต้องไม่ลืมการตั้งค่า ISO 100 เมือทำตามคู่มือการใช้งานในการวัด ถ้าใช้ฟิล์ม หรือ

กล้องที่มีค่า ISO 200 ค่า EV ก็จะต้องขยับมา 1 EV เนื่องจากกล้อง ISO 200 จะมีความไวต่อแสงมากกว่ากล้อง ISO 100 เป็น 2 เท่า กล้องที่ตั้งค่า ISO 400 จะไวต่อแสงมากกว่า 4 เท่า

และ ค่า EV ต้องขยับไป 2 หน่วย อย่างเช่น ถ้าการวัดความสว่างด้วยกล้องที่มีค่า ISO 200 ให้ค่า EV 16 จะเทียบเท่ากับกล้อง ISO 100 ที่ได้ค่า EV 15

ลองยกตัวอย่างในทางปฏิบัติดู ถ้าการวัดแสงของผู้เขียนแสดงค่า exposure 1/15 s และ F-2.8 (ที่การตั้งค่า ISO 100) จะทำให้

EV _(F-2.8+1/15) = 6.7log2.8 – 3.32log (1/15) = 3+4 = 7

I_lux = 2.5 x 2⁷ = 320 lux

เพื่อแปลงค่าเหล่านี้ให้อยู่ในหน่วย foot-candles ผมต้องนำค่าที่ได้มาหารด้วย 10 ซึ่งจะทำให้ได้ ผลลัพธ์ที่ 32 foot-canles นี่ควรจะเป็นความรู้พืนฐานว่าในวันที่อากาศสดใส

จะมีค่าความส่องสว่างที่ประมาณ 100,000 lux สภาพแวดล้อมในออฟฟิศโดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ระหว่าง 100–1,000 lux เมื่อพระจันทร์เต็มดวงน่าจะสร้างความส่องสว่างประมาณ 0.1 lux เป็นต้น

ในวันที่แสงพระอาทิตย์สว่างจ้าจะได้ค่า EV ประมาณ 15 หรือ 16 ในขณะที่กล้องวงจรปิด ที่กำลังมองไปยังถนนที่มีแสงไฟตามถนนในยามค่ำคืนควรที่จะมีค่า EV ประมาณ 3 ซึ่งสามารถแปลงได้เป็นประมาณ 20 luxes

โปรดระวังถึงระยะของ light meter ของคุณ กล้องหลายตัวมีช่วงระยะ EV ระหว่าง 1-20 EV นี่บ่งบอกว่าในที่ที่มีการส่องสว่างของแสงน้อยที่สุด

คุณสามารถวัดมันได้ด้วยกล้อง ซึ่งกล้องวงจรปิด ส่วนใหญ่ไม่มีปัญหาในส่วนนี้ แต่ถ้าคุณต้องการให้กล้องทำงานในสภาพที่มีแสงน้อยกว่านั้น ผมขอแนะนำให้คุณลองหา light meter ที่สามารถทำงานในเวลาแบบนั้นได้

 

 

Related link :   ร้านติดตั้งรั้วไฟฟ้ากันขโมย   สัญญาณกันขโมยแบบไร้สาย