Sprawdzanie dokładności czasów migawki mechanicznej

[JaZ99]

Chciałem podzielić się moją metodą sprawdzania migawki, która nie wymaga lutowania żadnych obwodów elektronicznych ani posiadania specjalistycznego sprzętu serwisowego. Wszystko, co jest potrzebne, to: aparat cyfrowy z funkcją filmowania, światłomierz z funkcją pomiaru błyskowego, kodek ffmpeg oraz statyw.

Ogólna idea jest bardzo prosta: w pierwszej kolejności należy wyznaczyć dokładność jednego wybranego czasu otwarcia migawki, filmując otwieranie migawki. Następnie należy światłomierzem zmierzyć różnicę naświetlenia między zmierzonym czasem bazowym, a czasem badanym.

Szczegóły:

Czas otwarcia migawki można zmierzyć, filmując ją. Znając liczbę ramek naświetlanych na sekundę (fps), można w prosty sposób wyliczyć czas otwarcia migawki (t, wynik w sekundach):

t=N/fps

gdzie N to liczba klatek filmu, na których widać otwartą migawkę.

Niestety, nie można w ten sposób zmierzyć każdego czasu migawki, gdyż wraz ze zmniejszaniem się liczby klatek z widoczną otwartą migawką zwiększa się błąd pomiaru. Gdzie leży więc granica? To też łatwo policzyć. Najpierw należy jednak przyjąć żądaną dokładność pomiaru. Ponieważ czas ten będzie czasem wzorcowym w kolejnych pomiarach, dokładność musi być dość duża. Błąd nie większy niż 0,05 EV wydaje mi się odpowiedni. Wiemy też, że maksymalny błąd pomiaru czasu przez filmowanie nie będzie większy niż 2 klatki (1 klatka na początku i 1 na końcu filmowania).

dEV=log2(t2/t1)
2^0,05=(N+2)/N
N=57 klatek

Jeśli nasz aparat potrafi filmować z częstotliwością 60 klatek na sekundę, to czas bazowy nie może być krótszy od 1 sekundy. Jeśli zaś nasz aparat potrafi filmować z częstotliwością 250 klatek na sekundę, to czas bazowy nie może być krótszy od 1/4 sekundy.

Wiedząc, jaki jest nasz czas bazowy, możemy wreszcie sfilmować otwarcie migawki i policzyć klatki, na których jest ona otwarta. W tym celu można użyć dowolnego oprogramowania do edycji wideo, najwygodniej jest jednak posłużyć się darmowym kodekiem ffmpeg. Komenda:

ffmpeg -i film.mov klatka%5d.jpg

podzieli film na pojedyncze klatki, które łatwo zliczyć.

Aby uzyskać korektę w działkach (EV), należy posłużyć się wzorem:

dEV=log2(N/(fps*W))

gdzie: N - liczba klatek z otwartą migawką, fps - częstotliwość filmowania, W to czas wzorcowy.

Przykład: migawka ustawiona na czas 1/4 sekundy na filmie 250 fps była otwarta przez 72 klatki:

dEV=log2(72/(250*1/4))=0,204

Wniosek: nasz czas podstawowy jest dłuższy od czasu teoretycznego o 0,2 EV.

Teraz można przystąpić do sprawdzania pozostałych czasów. W tym celu należy aparat i światłomierz zamocować na statywach albo w inny sposób unieruchamiający oba te urządzenia. Aparat należy skierować na stałe źródło światła (żarówka, niebo), a światłomierz w trybie pomiaru światła błyskowego należy ustawić tak, aby był oświetlany tylko przez światło padające przez otwieraną migawkę. Najlepiej światłomierz ustawić w trybie wyświetlania wyniku w EV.

Dla każdego czasu krótszego od czasu podstawowego należy wykonać dokładnie taką samą procedurę:

1. Zmierz "światło błyskowe" generowane przez migawkę ustawioną na nasz czas podstawowy. Powtórz pomiar co najmniej 5 razy, aby upewnić się, że cały układ jest stabilny. Zanotuj wynik.
2. Zmierz "światło błyskowe" generowane przez migawkę ustawioną na badany czas. Również powtórz pomiar co najmniej 5 razy.
3. Oblicz różnicę uzyskanych wyników w działkach, uwzględnij korektę czasu podstawowego wyznaczoną wcześniej i porównaj z teoretyczną różnicą czasów. Otrzymany wynik jest korektą dla badanego czasu migawki.

Każdy czas należy porównywać z czasem bazowym, aby nie powiększać błędów pomiarowych.

Przykład:

Czas badany: 1/60s
Czas bazowy: 1/4s
Korekta czasu bazowego: -0,2 EV
Wskazanie światłomierza dla czasu bazowego: f=22|4 (przesłona 22 i 0.4 działki)
Wskazanie światłomierza dla czasu badanego: f=5.6|1 (przesłona 5.6 i 0.1 działki)

Różnica między wskazaniami światłomierza: 4,3 EV
Różnica teoretyczna: 4 EV
Wynika z tego, że czas 1/60s po uwzględnieniu korekty czasu bazowego jest o 0,1 działki krótszy od czasu teoretycznego. Czyli: ten czas jest OK.

Jaki jest maksymalny błąd pomiaru? Każdy pomiar światłomierzem to błąd 0,1 EV (według danych producenta), pomiar czasu bazowego to 0,05 EV, czyli błąd maksymalny to 0,25 EV. Moim zdaniem błąd ten jest akceptowalny.

[Henry]

Fajna metoda
1/4 EV na B&W jest do przyjęcia - ważniejsze jest żeby było to błąd stały (niezależny od temperatury, "rozchodzenia" się smaru, etc), bo tylko taki da się zawsze skorygować.

[sweetek]

mam gdzieś tabele porównania czasów różnych migawek i czasem róznice są rzędu 5% - przy czasach 1/500, a przy czasach 1/4 już są o.k.
Żadna migawka nie ma dokładnie czasu podanego...

[Mariusz [mr.]]

Metoda wygląda na dobrą, tymczasem ja jestem rozczarowany… :)



Byłem przekonany, że w nowych, cyfrowych czasach, już dawno opracowano coś znacznie prostszego – wystarczy że o to zapytam, gdy tylko zajdzie taka potrzeba.

Wiadomo – mierzymy analogową migawkę (ew. przysłonę), a cyfra stanowi czujnik światła (nastawiona na B lub choćby 30 sek. – odpalana jako pierwsza, potem ręcznie analog). Kilka prostych pomysłów:

— Na analogu zmieniać naświetlanie ze stałym skokiem EV w jedną stronę, a na cyfrze przysłonę w drugą stronę. Na wszystkich histogram powinien być niemal identyczny, chyba że któraś wartość wyłamuje się z ciągu i od razu mamy dymiący pistolet.

— Jw., tyle że niczego nie zmieniać przy cyfrze, a robić zdjęcia ruchomych obiektów (proste animacje na monitorze CRT z maksymalnym odświeżaniem [choćby takie w testach monitorów LCD]; ew. kręcąca się tarcza ze wzorem lub okienkami dla światła; ew. wirujące lusterko + najlepiej jakieś superszybko migające źródło światła).



Tylko byłem przekonany, że nie ma co wymyślać koła od nowa – w Internecie po prostu MUSI już być na to dopracowana procedura, wielokrotnie sprawdzona w praktyce.

[JaZ99]

Byłem przekonany, że w nowych, cyfrowych czasach, już dawno opracowano coś znacznie prostszego

Cyfrowe mierniki migawek pojawiły się dawno temu. Gdzieś w połowie lat 70-tych, jeśli google nie kłamie.

Czas migawki można zmierzyć na wiele sposobów, najdokładniej oczywiście miernikiem. Opisana wyżej metoda wykorzystuje jednak tylko takie urządzenia, które większość fotografów ma pod ręką (albo może łatwo pożyczyć).

Twoje pomysły nie sprawdzą się, ponieważ:

- nie ma możliwości zsynchronizowania aparatu cyfrowego z analogowym
- monitory (LCD i CRT) mają zbyt duży czas odświeżania w porównaniu z czasami otwarcia migawki

[taharii]

Zamiast kamery, która ma 30 czy tam 60 klatek na sekundę, można użyć dyktafonu, który potrafi próbkować 192 czy nawet 256 razy na sekundę, piki będą widoczne jeszcze lepiej bo na 'wykresie' więc można spokojnie policzyć czas między pikiem otwarcia a zamknięcia z wiele większym zakresem czasów.


Edit: zapomniałem napisać, że to teoria - tzn nie próbowałem ale gdybym miał potrzebę sprawdzenia migawki z większą niż organoleptyczna dokładnością, właśnie tak bym się do tego zabrał

[technik219]

Co do ostatniej kwestii użycia dyktafonu, to w ten sposób sprawdzałem czasy mojego Kiewa 60. Tu jest suchy wykres, ale w odpowiednim programie pokazuje czas trwania odpowiedniej sekwencji. Problemem jest wyodrębnienie dźwięku podniesienia lustra, zwolnienie pierwszej kurtyny i dobicie drugiej kurtyny (w lustrzankach jednoobiektywowych dochodzi jeszcze dźwięk opadającego lustra.

[JaZ99]

Tu jest suchy wykres

Hmm... na tym wykresie różnice między 1/30 a 1/1000 są symboliczne.
To już chyba lepiej chwycić za lutownicę i sklecić ten prosty obwód z fotodiodą.

[Mariusz [mr.]]

Byłem przekonany, że w nowych, cyfrowych czasach, już dawno opracowano coś znacznie prostszego

Cyfrowe mierniki migawek pojawiły się dawno temu. Gdzieś w połowie lat 70-tych, jeśli google nie kłamie.

Jasna sprawa, że sprzęt cyfrowy nie pojawił się 15 lat temu. Może wyraziłem się zbyt ogólnie – pisząc o nowych cyfrowych czasach oraz o czymś znacznie prostszym miałem na myśli typowe „klocki”, które większość z nas ma już w domu – cyfrowy sprzęt foto, PC, etc. – bez potrzeby zabawy w domowego elektronika, dla niektórych zbyt kłopotliwej.

- nie ma możliwości zsynchronizowania aparatu cyfrowego z analogowym

Błąd. Pisałem o rozpoczęciu naświetlania cyfry PRZED analogiem, a skończeniu PO. W efekcie cyfra łapie stałą część światła wpuszczaną przez analoga (ew. z korektą na przysłonę cyfry).

- monitory (LCD i CRT) mają zbyt duży czas odświeżania w porównaniu z czasami otwarcia migawki

Do nieco dłuższych czasów CRT jak najbardziej się nadają i już z tego korzystałem przy cyfrze. Czyli da się.

[JaZ99]

Błąd. Pisałem o rozpoczęciu naświetlania cyfry PRZED analogiem, a skończeniu PO. W efekcie cyfra łapie stałą część światła wpuszczaną przez analoga (ew. z korektą na przysłonę cyfry).

Ach, rozumiem. To bardzo zbliżona idea do mojej, tylko zamiast światłomierza -- aparat. W sumie powinno zadziałać.

[technik219]

na tym wykresie różnice między 1/30 a 1/1000 są symboliczne.

Istotnie, na pierwszy rzut oka tak to wygląda. Jednak jest to wykres bardzo-bardzo ściśnięty i służy bardziej jako ilustracja tematu niż do dalszych badań. Wykres trzeba rozciągnąć tak, by w odpowiednim programie (ja bawiłem się Audacity) uzyskać odpowiednią dokładność do 1 ms. Dodatkowo, jak zaznaczyłem, trzeba odrzucić piki klapnięcia lustra, które zajmują większą część wykresu. Dopiero po takim "odcedzeniu" można cokolwiek mierzyć i interpretować.

To już chyba lepiej chwycić za lutownicę i sklecić ten prosty obwód z fotodiodą.

Oczywiście, jak ktoś jest dobry w te klocki otrzyma się wtedy czysty wynik i nadaje się to do migawek centralnych.

[J.A.]

(w lustrzankach jednoobiektywowych dochodzi jeszcze dźwięk opadającego lustra.

Trzeba lustro po prostu zablokować w górnym położeniu. Najczęściej jest to zupełnie obojętne dla aparatu.

Hmm... na tym wykresie różnice między 1/30 a 1/1000 są symboliczne.
To już chyba lepiej chwycić za lutownicę i sklecić ten prosty obwód z fotodiodą.

Byle program do edycji dźwięku potrafi to przeskalować i wtedy widać lepiej.

[technik219]

Trzeba lustro po prostu zablokować w górnym położeniu. Najczęściej jest to zupełnie obojętne dla aparatu.

Polemizowałbym. Może w Zenitach tak, ale aparaty, które nie mają opcji podnoszenia lustra mogą nie wyrazić zgody na takie "paluszenie". Np. Olympusy poza OM 1 (ten akurat ma opcję unoszenia lustra) nie tolerują tego. Już lepiej posłużyć się samowyzwalaczem, który w niektórych aparatach podnosi lustro na początku. Ale mechaniczny brzęczy i też trzeba "odcedzać". Rzeczywiście, najlepsze rozwiązanie to budowa urządzenia elektrooptycznego. To co sam robiłem, to tak raczej hobbystycznie i jednorazowo dla sprawdzenia, czy się da.

[J.A.]

Polemizowałbym. Może w Zenitach tak, ale aparaty, które nie mają opcji podnoszenia lustra mogą nie wyrazić zgody na takie "paluszenie". Np. Olympusy poza OM 1 (ten akurat ma opcję unoszenia lustra) nie tolerują tego.

Dla tego napisałem najczęściej jest to obojętne
A więc dla Canonów FD, EOS, Minolt Dynax, Nikonów, jest to obojętne. Dla Mamiyi RB i RZ także, ale w ich przypadku nie ma to znaczenia bo są wyposażane fabrycznie we wcześniejsze podnoszenie lustra.
Nie wiem jak dla Pentaxów, o Olkach piszesz, że nie jest im to obojętne więc nie mam powodu poddawać to w wątpliwość.

[enthropia]

Lekko odkopię.

To już chyba lepiej chwycić za lutownicę i sklecić ten prosty obwód z fotodiodą.

Można poznać więcej szczegółów na temat tego obwodu? Dysponujesz może jakimś schematem jak takie coś może wyglądać? Bo skoro prosty, to zmuszę brata, niech lutuje.