在使用数码相机,特别是进行视频拍摄时,您可能会在设置菜单中看到“系统频率”或类似的选项,通常可以选择 50Hz 和 60Hz。这两个选项看起来只是简单的数字差异,但它们对视频拍摄,尤其是在人工光源下,有着重要的影响。理解这两者之间的区别以及何时选择哪个设置,对于避免画面出现令人不快的闪烁或条纹至关重要。

什么是50赫兹和60赫兹?它们与相机有何关系?

首先要明确的是,相机设置中的 50Hz 和 60Hz 主要与两个方面紧密相关:

  1. 交流电源的频率(Power Grid Frequency): 这是最根本的原因。全球各地的电力系统使用不同频率的交流电。大多数国家/地区使用 50Hz 或 60Hz 作为其标准电源频率。
  2. 人工光源的闪烁(Flicker): 许多人工光源(如荧光灯、部分LED灯、老式白炽灯等)的光线亮度会随着交流电源的周期性变化而发生微弱的闪烁。对于肉眼来说,这种闪烁通常不可见,但相机的传感器在高速捕获画面时,可能会捕捉到光线在不同周期下的不同亮度,从而导致画面出现亮度不均的闪烁(Flicker)或条纹(Banding)。

相机设置中的 50Hz 或 60Hz 选项,就是用来让相机的传感器与当地的电源频率同步,以便在拍摄视频时尽量避免或减轻这种光源闪烁带来的问题。

为何会发生闪烁?

交流电的频率表示电流方向每秒钟改变的次数。例如,50Hz 表示电流每秒改变方向 50 次。在一个完整的交流电周期内,光线亮度会经历两次高峰和两次低谷(尽管不会完全熄灭)。这意味着一个 50Hz 的电源会产生一个大约 100Hz 的光线亮度波动频率(每秒 100 次亮度变化),而一个 60Hz 的电源会产生一个大约 120Hz 的光线亮度波动频率(每秒 120 次亮度变化)。

当相机以一定的帧率(每秒捕获的画面数)和快门速度(每次曝光的时间)拍摄视频时,如果这些参数与光源的闪烁频率不匹配,相机的每一帧画面可能就会在光源亮度周期的不同点被捕捉到。结果就是,视频画面在时间轴上会表现出持续的亮度波动(闪烁),或者在画面空间上出现亮度不均的条纹(通常出现在快门速度过快或使用卷帘快门拍摄时)。

选择与当地电源频率相匹配的相机系统频率设置,可以帮助相机更好地优化其内部时序(例如快门时序或传感器读取时序),以尽量减少捕捉到光线亮度波动带来的负面影响。

50赫兹和60赫兹的地理分布

简单来说:

  • 50Hz: 主要分布在欧洲、亚洲(包括中国大陆、印度、俄罗斯等大部分国家)、非洲、大洋洲以及南美洲的部分地区。与历史上 PAL 电视制式区域有很大重叠。
  • 60Hz: 主要分布在北美洲(美国、加拿大、墨西哥等)、中美洲、南美洲的部分地区、东亚的部分地区(如日本大部分地区、韩国、台湾)。与历史上 NTSC 电视制式区域有很大重叠。

了解你所在的拍摄地或者你计划前往的拍摄地的电源频率是非常重要的第一步。

50赫兹和60赫兹对相机设置的影响

选择 50Hz 或 60Hz 的系统频率,通常会直接影响相机可用的视频帧率选项:

  • 当设置为 50Hz 时: 相机通常会提供基于 25 的帧率选项,如 25p (每秒 25 帧渐进式扫描)、50p (每秒 50 帧渐进式扫描,用于慢动作或更流畅的运动表现)、以及在更高分辨率下可能的 100p 等。这些帧率与 50Hz 的电源频率及其 100Hz 的光线波动频率更协调。
  • 当设置为 60Hz 时: 相机通常会提供基于 30 的帧率选项,如 30p (实际可能是 29.97p)、60p (实际可能是 59.94p)、以及在更高分辨率下可能的 120p 等。这些帧率与 60Hz 的电源频率及其 120Hz 的光线波动频率更协调。
  • 关于 24p: 电影工业常用的 24p (实际可能是 23.976p) 是一个比较特别的帧率,它并不直接与 50Hz 或 60Hz 的电源频率挂钩,而更多是出于美学考虑。通常,无论相机设置为 50Hz 还是 60Hz,都会提供 24p 的选项。在 24p 下,通过选择合适的快门速度(如 1/50秒 或 1/60秒),也可以在一定程度上减轻或避免闪烁问题,但这通常需要更精确的测试。

因此,选择 50Hz 或 60Hz 不仅仅是为了防闪烁,它也决定了你主要的拍摄帧率体系。

与快门速度的关系

为了避免人工光源闪烁,除了选择正确的系统频率和匹配的帧率外,选择合适的快门速度也至关重要。

一般来说,避免闪烁的经验法则是:快门速度的倒数应该是光源闪烁频率(电源频率的两倍)的倍数或约数。

  • 在 50Hz 电源下 (100Hz 光线波动):合适的快门速度通常是 1/50秒, 1/100秒, 1/150秒, 1/200秒 等。与 25p/50p 帧率配合,例如 25p 常用 1/50秒快门 (符合 180度快门法则),这非常自然地匹配了 50Hz 环境。
  • 在 60Hz 电源下 (120Hz 光线波动):合适的快门速度通常是 1/60秒, 1/120秒, 1/180秒, 1/240秒 等。与 30p/60p 帧率配合,例如 30p 常用 1/60秒快门 (符合 180度快门法则),这同样自然地匹配了 60Hz 环境。

重要提示: 虽然可以通过调整快门速度来一定程度地缓解闪烁,但首先选择正确的系统频率设置(50Hz或60Hz)是解决问题的根本,因为它影响到相机内部更底层的同步机制。然后在正确的系统频率下,选择匹配的帧率和合适的快门速度,才能最大限度地避免闪烁。

PAL 和 NTSC 的历史背景

在数字时代之前,模拟电视广播有不同的制式标准,其中最主要的就是 PAL (Phase Alternating Line) 和 NTSC (National Television System Committee)。

  • PAL: 大部分使用 50Hz 电源的国家/地区采用 PAL 制式,对应的广播帧率是 25 隔行场/秒 (实际上是 50 半帧/秒)。
  • NTSC: 大部分使用 60Hz 电源的国家/地区采用 NTSC 制式,对应的广播帧率是 29.97 隔行场/秒 (实际上是 59.94 半帧/秒)。

尽管现在主流已经是数字高清甚至超高清,不再依赖模拟电视制式,但相机上的 50Hz 和 60Hz 设置保留了下来,并且在帧率选项上继承了 PAL 和 NTSC 的体系(例如提供 25p/50p 或 30p/60p),核心作用也从“匹配广播制式”变成了“匹配电源频率以避免光源闪烁”。一些相机的菜单甚至直接标注为“PAL”或“NTSC”模式,这其实就是选择了 50Hz 或 60Hz 系统频率。

何时选择 50赫兹,何时选择 60赫兹?

最基本的原则是:

  • 在你所在地(或主要拍摄地)的电源频率是 50Hz 时,将相机系统频率设置为 50Hz。
  • 在你所在地(或主要拍摄地)的电源频率是 60Hz 时,将相机系统频率设置为 60Hz。

这样做可以最大程度地避免在室内或有人工光源的环境下拍摄时出现闪烁问题,并且允许你选择与当地常用的、兼容性更好的帧率(25p/50p 或 30p/60p)。

特殊情况与考虑:

  1. 跨地区拍摄: 如果你经常在 50Hz 和 60Hz 地区之间切换拍摄,你需要在不同的地区更改相机设置。忘记切换设置是导致闪烁的常见原因。
  2. 全球发布内容: 如果你的视频内容需要在全球范围内观看,使用 24p 帧率可能是一个更通用的选择,因为它与电源频率关联较弱,并且是国际电影标准。但即使使用 24p,在 50Hz 或 60Hz 的光照下,仍然需要注意选择合适的快门速度(例如 1/50s 或 1/60s)来减少闪烁。
  3. 慢动作: 如果你想拍摄慢动作,你会选择更高的帧率 (如 50p, 60p, 100p, 120p 等)。确保你的系统频率设置与当地电源匹配,这样才能在拍摄高帧率素材时依然避免闪烁。例如,在 50Hz 地区想拍 100p,必须将系统频率设置为 50Hz。
  4. 特定光源: 某些新型光源(如使用高频镇流器的荧光灯、高品质的 LED 灯)可能闪烁不明显或闪烁频率很高,不容易被相机捕捉到。但老式或低质量的灯具仍然是闪烁的主要来源。
  5. 后期处理: 虽然有一些后期软件可以尝试减轻视频中的闪烁,但这通常会损失画质,并且效果有限。最好的方法是在前期拍摄时就解决问题。

总结

相机中的 50Hz 和 60Hz 设置是用于匹配当地交流电源频率,从而避免在人工光源下拍摄视频时出现闪烁或条纹的关键功能。选择错误的设置会导致画面质量严重下降。记住以下核心要点:

  • 核心目的: 匹配电源频率,避免光源闪烁。
  • 地理分布: 50Hz 主要在欧洲、亚洲、非洲等地;60Hz 主要在北美、部分南美和东亚等地。
  • 影响帧率: 50Hz 设置通常提供 25p/50p/100p 等;60Hz 设置通常提供 30p/60p/120p 等。
  • 快门速度: 在正确设置系统频率的基础上,选择合适的快门速度(如 1/50s 在 50Hz 下,1/60s 在 60Hz 下)有助于进一步避免闪烁。
  • 选择原则: 根据你主要拍摄区域的电源频率来设置相机,确保在有人工光源的环境下获得最佳效果。

理解并正确使用相机的 50Hz/60Hz 设置,是每一位视频创作者,特别是经常在不同环境或地区拍摄的人,必须掌握的基础知识。



相机50赫兹和60赫兹区别

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