nrk.no

Psykedeliske mønster og diagonale hus

Kategorier: Forskning,Foto & Video


I artikkelen der vi intervjuer Philip Bloom nevner han to av de største ulempene med dagens videospeilreflekser. Den ene er såkalt «rolling shutter» og den andre er det som kalles aliasing og moire.

I intervjuet la jeg inn to klipp for å illustrere de to effektene der han snakker om dem. Jeg la også merke til at Philip Bloom ikke hadde bilder eller videoklipp som demonstrerte disse to effektene i presentasjonen sin. Det var litt synd. Fordi dette er effekter som det er mye lettere å vise enn å forklare.

Derfor tilbyr vi herved bilder og videoklipp som viser disse to effektene. Lisensiert med Creative Commons slik at dere kan bruke dem i deres egne presentasjoner og forklaringer. Så lenge dere krediterer NRKbeta. Med en link til http://nrkbeta.no der det er mulig.

Rolling Shutter

Dette er en effekt som oppstår fordi dagens CMOS-sensorer leser bildet linje for linje fra toppen og nedover. Det går fort, så i de aller fleste situasjoner er ikke dette noe problem. Men ved hurtige horisontale bevegelser kan det oppstå en effekt som får hele bildet til å virke litt flytende. Og som får rette vertikale linjer til å virke diagonale.

Bilde: Rett og fin vertikal linje når kamera står i ro.

Bilde: Ved hurtig panorering frem og tilbake tegnes den vertikale linjen til slutt ganske diagonalt.

Video som viser rolling shutter:

I dette eksempelet har jeg gjort ekstreme bevegelser og brukt kort lukkertid på kamera for å fremprovosere og fremheve effekten. Under vanlig bruk må jeg innrømme at problemet ikke er spesielt stort.

Link til originalklippet for nedlasting: RollingShutter5D.MOV

Aliasing og moire

Dette er en effekt som oppstår som resultat av speilreflekskameraenes litt enkle måte å nedskalere bildet fra den svært høyoppløselige stillbildebrikken til et videobilde med lavere oppløsning. Denne nedskaleringen gjøres på en måte som fører til at bilder med kompliserte finmaskede mønster kan få enkelte merkelige effekter. Med bevegelse og farger. Finmaskede mønster i stoff og tekstiler samt murvegger er klassiske eksempler.

Hele bildet:

Utsnitt:

Bilder: merkelige mønster på murveggen

Bilde: ved å flytte deg kan du begrense effekten.

Video som viser aliasing og moire:

I videoen går jeg nærmere og nærmere veggen. Og som du ser vil da effekten variere. Effekten er enda tydeligere dersom du ser på originalfilen i full HD.

Link til originalfil for nedlasting: AliasingMoire5D.MOV

16 kommentarer

  1. John-Erling

    Fine illustrasjoner! Jeg må få påpeke det jeg oppfatter som en liten faktafeil. CCD-sensorer leser linje for linje nedover, mens såvidt jeg forstår CMOS-sensorer lar deg lese chippen en photosite om gangen i hvilken rekkefølge/mønster du vil. Det vanlige er å starte øverst til venstre og så lese en og en photosite bortover, for så å hoppe til neste linje, altså i praksis linje for linje, men subtilt forskjellige fra CCD som altså er den alternative sensorteknologien som fortsatt er i utbredt bruk.

    Pirkete, men rett skal være rett 🙂

    Svar på denne kommentaren

    • Eirik Solheim (NRK) (svar til John-Erling)

      Takk. Vi setter veldig pris på måten dere der ute hjelper oss med å gjøre artiklene bedre ved å tilføre ekstra informasjon i kommentarfeltet!

    • Nå må jeg innrømme at jeg ikke leste hele den DVXuser-artikkelen i detalj (har forsåvidt lest den tidligere), men jeg kan ikke forstå helt hva Jason Rodriguez mener (og linken til hans egen forklaring funket ikke). Jeg forstår det slik at han differensierer mellom global og rolling shutter, og at dyrere kameraer ikke har dette problemet som man ofte finner i billigere løsninger (f.eks. HDSLR). Dette stemmer hverken med mine egne tester eller hva jeg har fått vite fra representanter for Arri.

      Alle CMOS-kameraer har problemer med rolling shutter, bare i forskjellig grad. Jason Rodriguez har laget SI-2K som jeg selv har testet for rolling shutter (kunne lastet opp videobevis hvis ønskelig), og som har til dels store problemer. Det samme gjelder RED. Arri D21 har mye mindre problemer med rolling shutter, men det kan fortsatt påvises. Forklaringen jeg har fått er at hovedfaktoren for å dempe denne effekten er prosessorhastighet. Det er da også logisk.

      D21 er et av de dyreste digitale filmkameraene på markedet, og har sannsynligvis den beste prosessoren, mens RED og SI-2K har betraktelig dårligere, og HDSLR har de desidert dårligste. Jo kraftigere prosessor, jo kjappere kan du hente informasjon fra photositene på sensoren — og dermed mindre delay. Neste generasjon kameraer fra Arri (Alexa) har så kjapp prosessor at den kan hente informasjon fra alle photositene to ganger per bilde, og dermed kan de også øke lysfølsomheten til 800 ASA (RED, som også slipper nye kameraer med 800 ASA øker lyssensitiviteten gjennom en avansert gain-funksjon, men dette er info jeg har fått fra en person med økonomiske interesser hos Arri).

      Uansett virker det som du ikke kan komme deg rundt problemet med at du på CMOS bare henter ut info fra en og en photosite på noen andre måter enn mer prosessorkraft, og i såfall virker det som denne global shutter-teorien til Jason Rodriguez og Barry Green er noget søkt. Min praktiske erfaring (har jobbet med både SI-2K, RED og D21) er at rolling shutter finnes på alle CMOS-kameraer.

    • John-Erling (svar til John-Erling)

      (Ser forøvrig at på Wikipedia-artikkelen du linker til, utdyper de dette med å fastslå at CMOS er rolling shutter og CCD er global shutter. Dette høres mer riktig ut.)

  2. John-Erling

    Det er vel også påvist at de fleste HDSLR-kameraer faktisk ikke bruker alle photositene på sensoren når de lager HD videobilder. Dette også fordi de ikke har tilstrekkelig prosessorkraft. Det er i såfall ikke snakk om å nedskalere et høyoppløselig bilde til et mindre. All info jeg har om dette tilsier at de faktisk bare bruker noen få photosites, og så «gjetter» seg frem til detaljene imellom, ved hjelp av avansert aliasing.

    Dette funker veldig bra på nærbilder hvor bare ansiktet er i fokus og bakgrunnen er grøt, fordi de da kan bruke flere photosites i den delen av bildet som er i fokus, og nedprioritere den ufokuserte delen (dette er jo tross alt ganske smart), men dette får da den uønskete effekten at meget detaljerte totalbilder rett og slett faller fra hverandre fordi det er detaljer i hele bildet, og ikke nok tilgjengelige photosites til å gjengi dette på en bra måte. Det blir rett og slett litt mye gjetting.

    Moiré oppstår på alle digitale kameraer, ikke bare HDSLR. Det fikk de blant annet smertelig erfare i opptak på En ganske snill mann, hvor de måtte bytte ut enkelte kostymer som lagde moiré på RED. Dette henger sammen med at en digital sensor representerer et fastlåst mønster av photosites som reagerer med mønstre i bildet, mens filmgrain på en rull film hopper rundt fra bilde til bilde og ligger aldri på samme plass. (Noen andre kan sikkert forklare moiré enda bedre enn meg).

    Svar på denne kommentaren

    • John-Erling (svar til John-Erling)

      (En interessant bieffekt av at de ikke bruker alle photositene, og gjetter seg frem til detaljer mellom, er jo at de faktisk ikke er ekte HD-kameraer, fordi de ikke har 1920×1080 pixel med informasjon i bildet. Oppløsningstester av 5D og 7D har påvist at den reelle oppløsningen på HD-bildet ut av sensoren er en plass mellom 1024×576 og 1280×720, mens resten er smart oppskalering. Verdt å tenke på i alle fall.)

  3. Vegar Kleppe

    Aliasing:

    For det første gjør jo fabrikkinstilllingene alt verre. Så det beste er å få ned sharpness, etc.

    Mye av flimringen skjer jo fra bilde til bilde, og det finnes en del filter som kan fjerne slike problemer.

    Det er også en del som sverger til å bruke litt dårlig optikk for å unngå slikt. Jeg er ikke sikker på at dette er en god ide.

    Sterk alising på en liten skjerm slik som bak på camera, eller en liten laptop, er jo noe som sier at bildet faktisk er i fokus. 🙂

    Dette er grunnen til at man kan redusere problemet med å først bruke autofokus, og så ta et steg eller to fram.

    HDSLR Prosessor:

    Jeg tror ikke at det er så enkelt at HDSLR har den tregeste prosessorer. Det er vel heller snakk om at den er laget for bilder på 12, 14, 18 eller 22 Mpix. Ikke skreddersydd til å lage HD video slik som Arri og SI-2K.

    Men når man skyter video på en DSLR, så hopper de jo over flere pixler enn de faktisk bruker. For å lage et fargebilde på 2 Mpix (FullHD) eller 1 Mpix (720P). Om man tar hensyn til at de bruker bayerfiler med 4 pixler for så få med alle «bølgelengdene», så hopper de fortsatt over ganske mye. Dette skaper effekter som ikke vil vises om de hadde gjort subsample av et «kontinuerlig» bilde. Transformasjonen som på Bayerfilter virker ikke så bra om man ikke alle pixlene er naboer hele tiden.

    Jeg har ikke sett noen som «avslører» at Canon egentlig har oppskalert det bildet de bruker. Dette ville jo redusere oppløsingen enda mer.

    Mitt håp er at Canon og Co. lager RAW out fra sine kameraer. I såfall er det jo også i stand til å få støtte for 4K en dag. Det går rykter om at Canon har store planer nå.

    Det jeg håper mest på er at de legger inn litt tilfeldigheter fra frame til frame. De kunne kanskje også lese inn pixlene på med en tilfeldig spredning. Men dette er nok en større endring enn å bare lage ny firmwware.

    Rolling Shutter:

    Det er mindre av dette på 50P og på 60P enn på 30P, 25P og 24P. I tilegg kan man bort mye av det på å bruke en lang nok eksponering. Problemet er her at man må ha et variablet ND filter for å ikke overeksponere. Selv på ISO 100.

    Dette er bare ting jeg har plukket opp og lest. Ikke noe jeg har fått testet på noe fra Canon.

    Ellers har man jo mange «camcorders» som kan gi bra resultat uten slike forvregninger. Så det kan være en fordel å bruke forskjellige kameraer på en «stor» produksjon.

    Ellers er det mange som anbefaler bruk av et filter som heter Deshaker. Primært tar det bort shake fra video. Men det kan også rett opp bilder som ligger på skrå. Det er fint lite man kan gjøre med objekter som ligger på skrå i bildet. Man må bare finne måter å unngå dette på.

    guthspot.se/video/deshaker.htm

    virtualdub.org/

    Svar på denne kommentaren

  4. Jeg vil bare skyte inn en liten ting her. Kom over denne mens jeg surfet litt rundt på det vide nett.
    Her har dere nemlig en fiks på dette problemet (om ikke veldig tidkrevende).
    Det eneste du trenger er after effects og litt tid! 🙂

    Svar på denne kommentaren

  5. John-Erling

    Det finnes også plugins til både Final Cut og After Effects som jobber med rolling shutter-problemer, men å kalle noen av dem, inkludert den du linker til for en fix, er kanskje å ta litt i. Prøv den metoden du har linket til på et bilde med en skuespiller i forgrunnen. Plugins gjør jobben litt bedre med mer avanserte metoder for å fjerne problemet i enkelte regioner av bildet, men så må man kalkulere inn tiden det tar å rendre dette i budsjettene sine 🙂

    (Se forøvrig: thefoundry.co.uk/pkg_overview.aspx?ui=47C4AB50-4636-4326-87D1-FB380B2119EF og coremelt.com/products/lock-and-load/lock-and-load.html )

    Svar på denne kommentaren

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *. Les vår personvernserklæring for informasjon om hvilke data vi lagrer om deg som kommenterer.