Photo & Cinema Trip_Frame Rate

หลังจากที่มนุษย์อย่างเราคิดค้นประดิษฐ์กล้องถ่ายภาพนิ่งได้สำเร็จและพัฒนาการด้านถ่ายรูปมาเรื่อยๆ ก็เริ่มมีความคิดที่อยากจะเห็นภาพนั้นเคลื่อนไหวได้เหมือนจริง และเมื่อ Eadweard Muybridge ถ่ายภาพนิ่งม้าที่กำลังวิ่งโดยใช้กล้องถ่ายภาพ 24 ตัว เพื่อพิสูจน์ว่าเวลาที่ม้าวิ่งนั้น จะมีช่วงหนึ่งที่ขาทั้งสี่ลอยจากพื้น 

เมื่อได้ภาพมาแล้ว มายบริดจ์นำภาพไปติดเรียงตามลำดับบนจานกลมขนาดใหญ่ที่หมุนอยู่บนแกน แล้วเจาะช่องมอง เมื่อหมุนภาพแล้วส่องดูทางช่องนั้น จะเห็นม้าเคลื่อนไหวได้ นั่นจึงเป็นจุดเริ่มต้นของเครื่องฉายภาพเคลื่อนไหวนั่นเอง และการมองเห็นภาพนิ่งเป็นภาพเคลื่อนไหวได้นั้นมาจากทฤษฎีที่เรียกว่า การเห็นภาพติดตา (Persistence of Vision) 

ด้วยการเห็นภาพติดตานี่เอง จึงเป็นที่มาของการถ่ายทำภาพยนตร์ ซึ่งในสมัยที่เป็นระบบฟิล์มนั้นจะใช้การบันทึกภาพนิ่งที่ต่อเนื่อง (Series) แล้วนำไปฉายบนจอด้วยความเร็ว 24 ภาพต่อวินาที ซึ่งถือว่าเป็นความเร็วปกติ (Normal Speed) ที่จะมองเห็นภาพการเคลื่อนไหวเหมือนจริง (ในช่วงแรกใช้ที่ 16 ภาพต่อวินาที ภาพที่ได้ยังดูมีกระตุกบ้าง เช่นหนัง ชาลี แชปปริน) จำนวนภาพต่อเวลานี้เราเรียกว่า อัตราเฟรม หรือ Frame Rate

Frame Rate จะวัดกันที่หน่วย ภาพต่อวินาที Frame per second, fps อัตรา Frame Rate คือจำนวนการแสดงภาพต่อวินาทีของแต่ละระบบที่ใช้ในการแสดงภาพ จึงมีค่าตัวเลขที่แตกต่างกันออกไปตามแต่ละระบบการบันทึกภาพและแสดงภาพ เช่น Frame Rate ของภาพยนตร์ จะอยู่ที่ 24 เฟรมต่อวินาที Frame Rateของระบบโทรทัศน์ จะแบ่งเป็น 2 ระบบ คือ ระบบ PAL โทรทัศน์บ้านเราและยุโรป มีอัตราการแสดงภาพอยู่ที่ 25 เฟรมต่อวินาที และระบบ NTSC โทรทัศน์อเมริกา มีอัตราการแสดงภาพอยู่ที่ 30 เฟรมต่อวินาที ส่วน Frame Rate ของจอคอมพิวเตอร์ หรือจอ FULL HD ที่เรียกกันว่า รีเฟรชเรท (Refreash Rate) คือความเร็วในการแสดงภาพบนจอมีความเร็วพื้นฐานอยู่ที่ 60 – 100 HZ (Hertz)

ในการบันทึกภาพเคลื่อนไหวนั้น ในกล้องสำหรับบันทึกภาพยกตัวอย่างกล้อง DSLR ที่เดี๋ยวนี้พัฒนาในด้านการถ่ายวีดิโอคุณภาพสูงขึ้น ก็มีคำสั่งสำหรับการกำหนดค่า Frame Rate ก่อนที่จะถ่ายด้วย โดยมีตัวเลือกให้หลายค่า สำหรับการนำไปใช้งานที่ถูกต้องตามระบบการแสดงภาพ หรือระบบที่เราใช้ดูภาพเคลื่อนไหวนั่นเอง

โดยทั่วไปแล้ว Frame Rate ที่เราใช้ในการถ่ายภาพยนตร์นั้นจะตั้งกันอยู่ที่ 24 fps แต่ในบางกรณี เช่นการนำภาพซีนนี้ หรือชอตนี้ ไปใช้ทำเป็นภาพสโลวโมชั่น (Slow motion) จะมีการใช้เทคนิคตั้ง Frame Rate ไว้สูงกว่า เช่น 60 fps หรือในระดับ Super Slow motion จะตั้งค่า Frame Rate กันสูงตั้งแต่ 125 fps หรือมากกว่านั้น ดังนั้นเราจะเห็นว่า DSLR รุ่นใหม่ๆ จะสามารถตั้งค่า Frame Rate ได้ที่ 60 fps ด้วย นอกเหนือไปจาก 24, 25, และ 30 fps

ในเมื่อ Frame Rate ที่ 24 fps เป็นระดับความเร็วปกติ แล้วทำไมเวลาที่เราบันทึกภาพ มาเปิดดูบนจอภาพแล้ว มีปัญหาภาพกระตุก นั่นก็เป็นเพราะว่ามาตรฐานการแสดงผลของจอภาพ ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่มีอัตราการแสดงภาพเคลื่อนไหวได้สูงสุดที่ 50/60 ภาพต่อวินาที (มาตรฐาน Full HD TV คือ 1080p/60Hz หรือ 1080p/50Hz) ดังนั้นจึงมีการแปลงระบบ Pull-down เป็นขั้นตอนการแทรกเฟรม โดยการซ้ำเฟรมเพื่อให้มีจำนวน fps เท่ากับ refresh rate ของจอภาพ ก็จะทำให้การแสดงผลภาพเคลื่อนไหวที่ดีได้

ในเรื่องของ Shutter Speed ซึ่งมีผลต่อ Frame Rate ในระบบการถ่ายภาพยนตร์ยุคฟิล์ม กล้องถ่ายภาพยนตร์จะมีชัตเตอร์ที่แตกต่างกันออกไปจากกล้อง DSLR โดยที่ชัตเตอร์ในกล้องภาพยนตร์จะเป็นลักษณะแผ่นเหมือนใบพัด ทำงานเปิดปิดให้แสงผ่านโดยการหมุนรอบตัวเองการควบคุมแสงจะอยู่ที่องศาของแผ่นชัตเตอร์นี้ เช่น 180 องศา หรือ 90 องศา ส่วนการควบคุม Frame Rate จะมีประตูฟิล์ม และ กลไกควบคุมจังหวะการเคลื่อนของฟิล์ม (Intermitent Mecchanis)

แต่ในกล้องถ่ายภาพ DSLR นั้น ส่วนของ Frame Rate เราตั้งค่าจากที่ผู้ผลิตกล้องกำหนดมาให้เลือกใช้ตามความต้องการของเรา และชัตเตอร์ที่ใช้เหมือนกับการถ่ายภาพนิ่งปกติ ทีนี้ก็เกิดความสงสัยขึ้นมาว่า เราควรจะตั้งค่า Shutter Speed นี้เท่าไรดี ให้เหมาะสมกับ Frame Rate ที่เราเลือก โดยปกติแล้ว เราจะไม่สามารถตั้ง Shutter Speed ให้ต่ำกว่า Frame Rate ที่เราตั้งไว้ได้ยกเว้นกล้องบางรุ่น

Shutter Speed ทำหน้าที่ ควบคุมแสงก่อนที่จะไปตกลงบนเซ็นเซอร์รับภาพ มีหน่วยเป็น วินาที ส่วน Frame Rate เป็นอัตราความเร็วในการเก็บภาพ มีหน่วยเป็น เฟรมต่อวินาที ถ้าเราตั้ง Shutter Speed ต่ำกว่า Frame Rate ความต่อเนื่องของภาพก็จะลดลง โดยลักษณะภาพจะวูบไหวเกิด Stoke ที่ไม่ต่อเนื่อง ที่เป็นเช่นนี้เพราะว่าหลักการของ Frame Rate คือ Frame per second เช่น 60 fps เท่ากับว่า 1 วินาทีมี 60 ภาพ ฉะนั้น Speed Shutter ต่ำกว่า 1/60 มันจะไม่สามารถบันทึกภาพได้ครบตาม fps ที่ตั้งไว้นั่นเอง

ปกติแล้วการตั้ง Shutter Speed เราจะตั้งให้สูงกว่า Frame Rate ประมาณ 2 เท่า เช่น ตั้ง Frame Rate ไว้ที่ 24 fps Shutter Speed ก็ควรจะอยู่ที่ 1/48 หรือ 1/50 sec. ซึ่งจะเทียบเท่ากับ 180 องศา ในชัตเตอร์ของกล้องถ่ายภาพยนตร์ถ้าเราเลือกใช้ Shutter Speed ที่สูงกว่า Frame Rate มากๆ ภาพที่ได้จะมีความต่อเนื่องน้อยลงอาจจะส่งผลให้ภาพดูแข็ง

สำหรับการถ่ายวีดีโอ หลายคนเลือกใช้ Mode Auto เมื่อใช้ Mode Auto กล้องจะเลือกว่าจะใช้ Shutter Speed เท่าไร จากนั้นก็ใช้ค่า Shutter Speed  ตลอดการถ่ายวีดิโอครั้งนั้น ดังนั้น Shutter Speed จะไม่เปลี่ยนตลอดเวลาในขณะที่ถ่ายวีดิโอ แต่ค่าแสงจะไม่สม่ำเสมอทุก Shot ที่ถ่าย ดังนั้นจึงมีการชดเชยค่าแสงที่ ISO แทน ผลที่ได้ ถ้าเป็นซีน ที่มีสภาพแสงน้อยๆ สัญญาณรบกวน หรือ Noise ก็จะมากขึ้นนั่นเอง ดังนั้นการถ่ายวีดิโอ เราต้องวางแผนการถ่ายในแต่ล่ะซีนให้ดี

นอกจากนี้ Shutter Speed ยังมีผลในเรื่องของแหล่งกำเนิดแสง เช่นหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์ ความถี่ 50Hz คือ 50 ครั้งต่อวินาที ถ้าเราใช้ Speed Shutter ที่สูงกว่า 1/50 มันก็จะไม่ครบ 1 Cycle ของ Refresh Rate ของหลอดไฟ ผลที่ตามมาคือ เราจะเห็นแถบเลื่อนขึ้นลงบนวีดิโอเรา ฉะนั้นการลดการกระพริบที่ว่า ก็คือการที่เราใช้ Shutter Speed 1/50 หรือ 1/60 sec. ก็พอที่จะแก้ปัญหานี้ได้ วิธีนี้สามารถแก้ปัญหาในการถ่ายภาพและติดจอคอมพิวเตอร์ หรือจอ HDTV ได้ด้วย

ในการเลือกใช้ Frame Rate ที่ค่าเท่าใดนั้น ก็จะขึ้นอยู่กับความต้องการของเราว่า ภาพในซีนนั้น เราอยากจะให้ออกมาเป็นอย่างไร ถ้าอยากจะเน้นให้เห็นถึงการเคลื่อนไหวของวัตถุในภาพ เช่นภาพนกบิน ภาพกีฬา การเลือกใช้ Frame Rate สูงๆ เช่น 60fps ก็จะทำให้ภาพเคลื่อนไหวที่เราถ่าย แสดงความต่อเนื่องได้ดี ลื่นไหล ไม่สะดุด ดูแล้วสบายตากว่า หรือว่า ต้องการนำภาพมาทำเป็นสโลวโมชั่น ก็จะใช้ค่า Frame Rate ที่สูงเช่นกัน

Frame Rate จึงนับว่ามีส่วนสำคัญที่เราไม่ควรมองข้าม ก่อนที่เราจะเริ่มต้นถ่ายภาพเคลื่อนไหว ในระบบ DSLR การตั้งให้ถูกต้องและสัมพันธ์กันกับซีนที่เราจะถ่าย จะทำให้เราได้ภาพที่สวยงาม และตรงกับวัตถุประสงค์ที่เราต้องการครับ