3 Magic Tools for Exposure Adjustment – Part 2: SHUTTER

Shutter (ชัตเตอร์)

ตัวต่อมาคือ ชัตเตอร์ ก่อนเข้าเรื่องหลักขออธิบายศัพท์ที่ใช้เกี่ยวกับชัตเตอร์ให้หายสับสนกันก่อนครับ

  • องศาชัตเตอร์ (Shutter Angle) ถ้าเรียกชัตเตอร์เป็นองศาเมื่อไรก็ให้เข้าใจได้เลยนะครับว่า เรากำลังพูดถึงชัตเตอร์ของกล้องถ่ายหนัง
  • สปีดชัตเตอร์ (Shutter Speed) เป็นระยะเวลาที่ชัตเตอร์เปิดปิดเพื่อให้แสงผ่านไปยังสื่อรับภาพ หน่วยจะเป็นวินาที
  • สปีดกล้อง (Frame Rate) ตัวนี้เรามักจะสับสนกันกับสปีดชัตเตอร์ สปีดกล้องมีแต่ในกล้องถ่ายหนังครับ หน่วยเป็น fps (frames per second) คือจำนวนของเฟรมบนฟิล์มที่วิ่งผ่านประตูฟิล์ม (Film Gate) ในช่วงเวลา 1 วินาที

หน้าที่หลักของชัตเตอร์คือเป็นตัวควบคุมเวลาที่แสงผ่านเข้าไปยังสื่อรับภาพ ซึ่งของกล้องภาพนิ่งกับกล้องถ่ายหนังนั้นจะเป็นชัตเตอร์คนละแบบกันแต่ทำหน้าที่เหมือนกัน โดยของกล้องภาพนิ่งจะเป็นแบบม่านชัตเตอร์ เปิดปิดโดยการเคลื่อนขึ้นลงตามแนวตั้ง หรือ เคลื่อนที่ซ้ายไปขวาหรือขวาไปซ้ายตามแนวนอน แล้วแต่การออกแบบกล้องของแต่ละบริษัท แต่กล้องถ่ายหนังนั้นเป็นระบบการถ่ายภาพนิ่งอย่างต่อเนื่องจึงต้องออกแบบให้เป็นชัตเตอร์แบบหมุน (Rotary Disc Shutter)

When talking about shutter, we are usually confused by these words:

  • Shutter Angle:  Whenever we hear the word shutter angle, we are certainly talking about film camera shutter.
  • Shutter Speed:  Shutter speed controls the timing of light passing through and hitting the camera sensor.
  • Frame Rate:  When some people call it camera speed, we are usually confused this word with shutter speed.  Frame rate only exists in a motion picture camera.  It is the amount of frames going through film gate in 1 second.

The main function of the shutter is to control the timing of light passing through to the camera sensor or film.  The shutter in a still camera and a motion picture camera are different but has the same function.  A still camera has a curtain shutter that slides vertically or horizontally depending on its manufacturer.  Since a motion picture camera captures series of still frames, its shutter has to constantly moving.  To serve the task of moving continuously at 24 fps or more (or less), a rotary disc shutter was invented.

6-Rotary Disc Shutter
Rotary Disc Shutter

ม่านชัตเตอร์ของกล้องภาพนิ่งจะควบคุมเวลาให้แสงผ่านโดยการเปิดปิดให้เร็วขึ้นหรือช้าลง แต่ของกล้องถ่ายหนังนั้นซับซ้อนกว่าเพราะต้องทำงานสัมพันธ์กับความเร็วของฟิล์มที่วิ่งผ่านประตูฟิล์มด้วย ชัตเตอร์ของกล้องถ่ายหนังจึงควบคุมเวลาของแสงที่จะผ่านไปโดยการปรับองศาการเปิดของใบชัตเตอร์ ชัตเตอร์แบบหมุนของกล้องฟิล์มจะมีรูปร่างเป็นวงกลม ปกติจะเปิดที่ 180° (ครึ่งวงกลม) ครึ่งที่เปิดเป็นส่วนที่ปล่อยให้แสงผ่านไปยังตัวรับภาพ ครึ่งที่ปิดมีหน้าที่ 2 อย่างคือสะท้อนภาพไปยังช่องมองภาพ (ครึ่งนี้เป็นกระจกเงา ทำหน้าที่เหมือนกระจกสะท้อนภาพไปยังช่องมองภาพของกล้อง SLR- single-lens reflect และ DLSR- digital single-lens reflect)

The rotary disc shutter is a circular flat disc normally opens at 180° (half a circle).  The opening half lets the light passing to the media.  The closing half reflects light (image) to the view finder (This half is a mirror performing the same function as a reflecting mirror in a SLR & DSLR cameras)

7-DSLR
DSLR

..และ ควบคุมเวลาที่จะให้แสงผ่านไปยังตัวรับภาพ โดยส่วนนี้นี่เองที่สามารถปรับเปลี่ยนความกว้างของใบชัตเตอร์ได้ ในแต่ละขั้นจะมีค่า 1 สต๊อป (180°, 90°, 45°, 22.5°, …) จะเห็นว่าแต่ละขั้นตัวเลขจะเปลี่ยนแบบเท่าตัวซึ่งง่ายในการจำมากกว่าหน้ากล้อง

สังเกตว่าในกล้อง digital บางรุ่นจะมีองศาชัตเตอร์ที่ 360° มาด้วย ซึ่งในกล้องฟิล์มที่เป็นระบบกลไก ชัตเตอร์ 360° นั้นคือการไม่มีใบชัตเตอร์เลย ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในความเป็นจริง และการเปิดชัตเตอร์กว้างขนาดนี้ในกล้อง digital จะก่อให้เกิดภาพขอบเบลอ (Motion Blur) บนวัตถุที่เคลื่อนไหวในเฟรมได้

..and controls the timing by adjusting its degree of opening.  Because the rotary disc shutter’s speed has to synchronize with a camera frame rate, instead of spinning slower or faster in order to control the timing like the curtain shutter, the rotary disc shutter changes its shutter blades opening.  Each step values 1 stop and goes up or down by doubling itself (180°, 90°, 45°, 22.5°, …).

Some digital cameras have the 360° shutter which in reality is impossible.  The 360° shutter means no shutter at all.  Moreover this wide shutter angle in a digital camera creates a motion blur on moving objects in the frame.

8-Shutter Speed
Shutter Speed

ถ้าจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัดๆต้องเทียบกับหน่วยสปีดชัตเตอร์ของภาพนิ่งครับ โดยที่สปีดปกติ (24fps- หนัง, 25fps- ระบบ PAL, 30fps- ระบบ NTSC) ที่ชัตเตอร์ 180° สปีดชัตเตอร์จะเป็น 1/48, 1/50, 1/60 วินาที ตามลำดับ ถ้าเราเปิดองศาชัตเตอร์ที่ 360° ค่าสปีดชัตเตอร์จะเป็น 1/24, 1/25, 1/30 วินาที ซึ่งเวลาเราถ่ายภาพนิ่งที่สปีดนี้ภาพที่ได้มักจะสั่นโดยเฉพาะกับวัตถุที่เคลื่อนไหวอยู่ในภาพ ในทางกลับกัน ถ้าเราปิดองศาชัตเตอร์ให้แคบลงเท่ากับเราให้แสงผ่านเข้าไปยังตัวรับภาพในช่วงเวลาที่สั้นลงภาพในแต่ละเฟรมก็จะนิ่งและมีความคมชัดที่ขอบวัตถุมากขึ้น เช่นเราเปิดองศาชัตเตอร์ที่ 45° ค่าสปีดชัตเตอร์จะเป็น 1/200 วินาที (PAL) และถ้าแคบลงไปอีก 2 สต๊อปที่ 11.25° ค่าสปีดชัตเตอร์จะเป็น 1/800 วินาที ที่สปีดเท่านี้วัตถุส่วนใหญ่ในเฟรมก็จะนิ่งและมีขอบที่คมชัด

เรามักใช้ประโยชน์จากความคมในการจับภาพวัตถุในเฟรมเพื่อสร้างอารมณ์ตื่นเต้นในฉาก Action เพราะการที่วัตถุในแต่ละเฟรมแทบจะไม่มี motion blur หรือ trail เลย ทำให้เมื่อแต่ละเฟรมมาต่อกันภาพจะดูกระตุกๆ ซึ่งจะให้ความรู้สึกที่ตื่นเต้นอารมณ์เดียวกันกับไฟสโตรป ลองนึกภาพฉากระเบิดในหนังสงครามอย่าง Saving Private Ryan (เรื่องนี้ใช้ชัตเตอร์ ที่ 45° กับ 90°) ซึ่งเทคนิคนี้ทำให้เราเห็นสะเก็ดระเบิดที่กระเด็นออกมาอย่างชัดเจน

To depict this effect, we have to compare the shutter angle with the shutter speed in a still camera.  At normal frame rate (24fps- motion picture, 25fps- PAL, 30fps- NTSC) and 180° shutter angle, the shutter speeds are 1/48, 1/50, and 1/60 second.  At 360° shutter angle, the shutter speeds are 1/24, 1/25, and 1/30 second, which are too slow to freeze movements of objects in a frame.  On the other hand, narrowing the shutter angle allows less time for light to travel to the media.  Objects in frame would be still and their edges would be free of motion blur.  The narrower we close the shutter angle, the sharper the objects’ edges in the frame.  45° shutter angle equals 1/200 second shutter speed.  At 11.25°, 2 stops narrower, the shutter speed would be 1/800 second.  At this speed, most objects in the frame would be motionless.  We use this effect to create an excitement in action scenes.  Especially in explosion scenes like in Saving Private Ryan, which used 45° and 90° shutter, we can actually see the shapes of debris, dirt, and all other particles flying in the air.

9-Narrow Shutter
Narrow Shutter

แถมด้วยการเคลื่อนไหวของตัวแสดงและกล้องที่ดูกระตุกอยู่ตลอดเวลา ในทางกลับกันเราอาจจะใช้ประโยชน์จากสปีดชัตเตอร์ที่กว้างของกล้อง digital ซึ่งจะให้ภาพที่มี motion blur มากขึ้น ทำให้วัตถุต่างๆที่เคลื่อนไหวอยู่ในเฟรมภาพมี trail มาก โดยเฉพาะแสงไฟ เพื่อให้อารมณ์ที่ดูสับสนหรือแสดงถึงสภาวะร่างกายและจิตใจของตัวแสดงที่ไม่ปกติ

Moreover, this effect adds a shakiness to cameras and characters’ movements.  The 360° shutter effect in digital cameras is very useful to add excitement in a scene by adding trails to moving objects especially lights.  Its motion blur effect also exaggerates the character’s unstable state of mind.

10-motion blur
Motion Blur

เพื่อให้เห็นภาพชัดๆ ลองดูสรุปค่า Shutter Speed ตามตารางด้านล่างนี้ครับ

25fps @ 180° = 1/50 วินาที

25fps @ 90° = 1/100 วินาที

25fps @ 45° = 1/200 วินาที

25fps @ 22.5° = 1/400 วินาที

25fps @ 11.25° = 1/800 วินาที

เมื่อเราถ่าย High Speed ด้วยระบบกลไกในกล้องฟิล์มทำให้องศาชัตเตอร์เปลี่ยนไปด้วยโดยอัตโนมัติ เมื่อเราถ่ายที่ 50fps องศาชัตเตอร์จะเป็น 90° เพราะฟิล์มวิ่งผ่านประตูฟิล์มเร็วขึ้น แต่ชัตเตอร์สปีดยังคงเป็น 1/100 วินาที เหมือนเราถ่ายที่สปีด 25fps นะครับ ถ้าเราต้องการถ่าย 50fps และต้องการองศาชัตเตอร์ที่ 180° เราต้องเปิดใบชัตเตอร์ไปที่ 360° ซึ่งเป็นไปไม่ได้เพราะคือไม่มีใบชัตเตอร์เลย และการถ่ายทำที่ 100fps องศาชัตเตอร์ก็จะเป็น 45° แต่ชัตเตอร์สปีด 1/200 วินาที แต่ในระบบของกล้อง Digital ซึ่งไม่มีเรื่องของระบบกลไกเข้ามาเกี่ยวข้อง ดังนั้นในกล้องบางรุ่นเราสามารถถ่ายที่สปีด 100fps โดยตั้งองศาชัตเตอร์ที่ 180° ได้ ถึงเราจะได้แสงมา 2 สต๊อป แต่ต้องระวังเรื่อง Motion Blur ให้ดี เพราะที่ High Speed วัตถุจะเคลื่อนไหวช้าลงและ Motion Blur จะทำให้เราสูญเสียความคมชัดและรายละเอียดในวัตถุนั้นๆไป

Shooting high speed, a film camera’s mechanical system automatically changes the shutter speed.  At 50fps, the actual shutter blades remain at 180° but give the effect of 90° because film travels pass the film gate faster.  At this speed, the shutter speed is 1/100 second (same as the 25fps with shutter opening at 90°).  If we shoot 50fps, and want the shutter effect of 180°, we have to open the shutter angle at 360° (which is impossible).  However.  In some digital cameras, which there is no actual shutter, we can easily force the shutter opening; for example, shooting at 100fps in film camera the shutter angle would be 45° and the shutter speed is 1/200 second.  We can gain 2 stops by opening the shutter at 180°, but we have to be aware of motion blur.  At higher speed, objects travel slower and the loss of objects’ sharpness and details caused by motion blur would be noticeable.

References:

Part 1: APERTURE

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s