Предистория на индустрията и изложение на проблема
С нарастващите изисквания за прецизност на визуалното представяне във филмова и телевизионна виртуална продукция (XR), професионални студиа и-мащабни представления, LED дисплеите постепенно изместиха традиционните зелени/сини екрани, превръщайки се в основен носител за виртуален фон за снимане. Тяхното предимство при композиране в реално-време значително намалява-разходите за след{3}}продукция и подобрява ефективността на снимане.
Въпреки това, когато се използва фотографско оборудване за заснемане на LED екрани, често се появяват два типични „фатални недостатъка“: моаре и „сканиращи модели“. Първото се проявява като смущения от неравномерни водни вълни, докато второто се появява като хоризонтални черни ивици, което директно уврежда качеството на изображението и дори прави заснетия материал неизползваем. Те се превърнаха в ключови технически затруднения, ограничаващи широкото приемане на LED виртуално снимане.
Изясняване на основния проблем: Техническите разлики между моделите на моаре и шаблоните за сканиране
На практика двете лесно се бъркат, но са фундаментално различни по отношение на визуални характеристики, механизми на образуване и пътища на решение. Подробно сравнение е показано в таблицата по-долу:
|
Сравнителни измерения |
Моаре (моар на водни вълни) |
Сканиращи линии (хоризонтални черни ивици) |
|
Визуални функции |
Неправилна дъга/мрежа-като дифузия, цветът варира в зависимост от ъгъла/параметрите на снимане |
Фиксирани хоризонтални черни ивици, разстоянието между ивиците варира в зависимост от честотата на опресняване, без цветова намеса. |
|
Основен механизъм |
Феномен на интерференция между два периодични пикселни масива (пиксели на LED екрана срещу пиксели на сензора на камерата) |
Отклонение на синхронизацията, причинено от несъответствие между скоростта на затвора на камерата и честотата на прогресивно сканиране на LED екрана |
|
Основен спусък |
1. Недостатъчна честота на опресняване на LED екрана; 2. Несъответствие между параметрите на камерата (апертура, разстояние до обекта, фокусно разстояние) и плътността на LED пикселите; 3. Ъгълът между пикселните матрици на двете устройства е близо до 0 градуса. |
1. Честота на опресняване на LED екрана < 1000Hz (прогресивно сканиращо устройство); 2. Камерата използва прогресивен затвор. |
|
Погрешни схващания на индустрията |
„Може да се излекува просто чрез регулиране на ъгъла на камерата“ (В действителност може само да облекчи симптомите, но не и да ги премахне). |
„Трептенето е невидимо за човешкото око, което означава, че няма модел на сканиране“ (честотата на семплиране на затвора на камерата и честотата на сканиране на светодиода не са синхронизирани, така че невъоръженото око не може да го възприеме, но камерата може да го улови). |
Целеви решения: Технологичен път от "облекчение" до "лечение"
Решение за Moiré Pattern: Оптимизация с двоен-край, с екран на дисплея като ядро
Страна на оборудването за снимане: Регулиране на параметрите (мерки за смекчаване)
Принцип: Чрез промяна на отношението на относителната решетка между камерата и LED екрана, системата търси комбинацията от параметри с най-слаба намеса, основно чрез избягване на резонансния диапазон на честотите/ъглите на двата пикселни масива. Специфичният метод на работа и техническата логика са както следва:
|
Коригирайте параметрите |
Оперативни предложения |
Техническа логика |
|
Апертура |
Дайте приоритет на използването на големи бленди (като F2.8-F4.0) и избягвайте малки бленди (F8.0 и повече). |
Голямата бленда води до плитка дълбочина на рязкост, замъглявайки ръбовете на LED пикселите на сензора на камерата и намалявайки периодичните смущения; малката бленда води до голяма дълбочина на рязкост, резки пикселни изображения и повишена интерференция. |
|
Разстояние до обекта |
Регулирайте разстоянието между камерата и LED екрана (напр. увеличете от 4m на 6m), за да избегнете фиксирано разстояние на обекта. |
Промените в разстоянието на обекта променят „стъпката на пикселите на изображението“ на LED пикселите на сензора. Когато стъпката не е цяло число, кратно на стъпката на сензорния пиксел, смущението отслабва. |
|
Фокусно разстояние |
Избягвайте използването на телеобективи (като 105 мм) и дайте приоритет на широк-ъгъл пред стандартни фокусни разстояния (24 мм-50 мм). |
Телефото лещите усилват периодичността на масива от LED пиксели, изостряйки смущенията; широко{0}}ъгълните лещи предлагат по-широко зрително поле, като намаляват плътността на пикселите в изображението и по този начин отслабват смущенията. |
|
Ъгъл на снимане |
Направете ъгъла между оптичната ос на камерата и нормалните 5 градуса на LED екрана -15 градуса (неперпендикулярно снимане). |
Чрез промяна на ъгъла между двата пикселни масива, състоянието на "паралелен резонанс" се нарушава, намалявайки генерирането на интерферентни ивици с редуващи се светли и тъмни зони. |
Ограничения: Това решение може само да „облекчи“ шарките на моаре и налага множество ограничения върху снимането-като невъзможността на голяма бленда да отговори на изискванията за дълбочина-на-поле (актьорите на преден план и фоновите LED екрани трябва да бъдат ясно заснети), а не-перпендикулярният ъгъл нарушава отношението на перспективата на виртуалната сцена. Има ниска работоспособност при реално снимане и не може да се използва като радикално решение.
Екран на дисплея: Технологична иновация (решение на първопричината)
Принцип: Започвайки от източника на моаре (периодичността и честотата на опресняване на самия LED екран), елиминирането на „източника на смущения“ чрез увеличаване на честотата на опресняване и оптимизиране на структурата на пикселите е-разпознатото в индустрията решение.
Основните технически изисквания са както следва:
1. Свръх-висока честота на опресняване: Честотата на опресняване на LED екрана трябва да бъде по-голяма или равна на 7680Hz (индустриален термин „скорост на опресняване от -клас на снимане“). Чрез увеличаване на изходната честота на сигнала на драйвера IC, цикълът на включване/изключване на LED пикселите се прави много по-бърз от цикъла на вземане на проби от затвора на камерата, отслабвайки основата за периодични смущения.
2. Оптимизиране на плътността на пикселите: Технологии за пакетиране с висока -плътност като MiniCOB (напр. стъпка на пикселите P1.2 и по-ниска) се използват за намаляване на стъпката на LED пикселите, правейки „периодичната честота“ на пикселния масив далеч от честотата на пикселите на сензора на камерата (напр. пълноформатна-камера с приблизително 60 мегапиксела има честота от приблизително 200 dpi), като по този начин се избягва резонанс на честотно ниво.
3. Устройство без-трептене: „Технология без -трептене PWM (широчинно-импулсна модулация)“ се използва за замяна на традиционното „задвижване на работен цикъл“, като осигурява непрекъснато и стабилно извеждане на яркостта на LED пикселите и избягване на увеличени шарки на моаре поради колебания в яркостта.
Решение за сканиране на текстура: Фокусиране върху „Честота на опресняване + Синхронизиране на затвора“
Същността на линиите за сканиране е "отклонение на синхронизацията между затвора на камерата и LED прогресивното сканиране". Решението е по-директно, като се фокусира върху „увеличаване на честотата на опресняване“ и „оптимизиране на механизма за синхронизация“.
Основно решение: Увеличаване на честотата на опресняване на LED екрана
1. Когато честотата на опресняване на LED екрана е по-голяма или равна на 1000Hz, „времето за превключване на линията“ на прогресивното сканиране се съкращава до по-малко от 1ms. Прогресивната скорост на затвора на камерата (като обичайните 1/50s или 1/60s) не може да улови разликата в яркостта между линиите и линиите за сканиране естествено изчезват.
2. За камери с-клас на излъчване се препоръчва честотата на опресняване на LED екрана да бъде по-голяма или равна на 7680Hz, което може да съответства на режима на „глобален затвор“ на камерата, като напълно елиминира линиите на сканиране и трептенето.
Спомагателна технология: Синхронизация-опресняване на затвора
Някои-системи за LED управление от висок клас (като Bangteng) поддържат „вход на сигнал от затвора на камерата“. Чрез регулиране на честотата на сканиране на LED екрана в реално време, за да се синхронизира със скоростта на затвора на камерата (като например задаване на честотата на опресняване на LED на цяло число, кратно на 500Hz, когато скоростта на затвора е 1/50s), моделите на сканиране се избягват допълнително. Това е подходящо за сценарии с високо динамично виртуално заснемане (като бързо-увеличаване и намаляване-на камерата и широко-движения на актьор).
