Виртуальное производство, Профессиональные студии и масштабные представления требуют высокоточной визуализации. Светодиодные дисплеи быстро вытесняют традиционные зеленые/синие экраны. Теперь они являются основой виртуальных декораций для съемок.

Преимущество очевидно: «Что видишь, то и получаешь». Композитинг в реальном времени снижает затраты на постобработку. Он также повышает эффективность съемок. Но есть и подвох.

При съемке светодиодных экранов камерами часто возникают две основные проблемы: муар и полосы развертки. Муар выглядит как неровная рябь на воде, а полосы развертки — как горизонтальные черные полосы. Оба явления ухудшают качество изображения.

Хуже того, эти проблемы могут сделать отснятый материал непригодным для использования. Они стали ключевым техническим препятствием для виртуального производства с использованием светодиодных экранов. Сегодня мы расскажем вам об этих двух проблемах.

Муар против строк сканирования

Муар и линии сканирования легко перепутать. Но они различаются по визуальным характеристикам, причинам возникновения и способам устранения. Давайте сравним их более наглядно:

Визуальные характеристики

– Муаровые узоры:

Неправильные изогнутые или сетчатые волны. Цвета меняются в зависимости от угла съемки или настроек камеры.

– Строки развертки:

Исправлены горизонтальные черные полосы. Расстояние между полосами изменяется в зависимости от частоты обновления светодиодного экрана. Отсутствуют цветовые помехи.

Основные механизмы

– Муар:

Интерференция между двумя периодическими массивами пикселей. Это пиксели светодиодного экрана и пиксели датчика камеры.

– Строки развертки:

Расхождение синхронизации между затвором камеры и частотой построчного сканирования светодиодного экрана.

Основные триггеры

– Муар вызывает:

• Низкая частота обновления светодиодного экрана.
• Несоответствие настроек камеры
• Плотность пикселей светодиода.
• Пиксельные массивы экрана
• Датчики расположены практически параллельно (угол близок к 0°).

– Причины появления строк сканирования:

• Частота обновления светодиодного экрана < 1000 Гц
• В камере используется скользящий затвор.

Заблуждения отрасли

– О муаре:

Можно исправить проблему, просто изменив угол наклона камеры. На самом деле, это лишь смягчает ситуацию, но полностью устранить муар невозможно.

– О строках развертки:

«Отсутствие мерцания для человеческого глаза означает отсутствие линий развертки». Камеры регистрируют свет на частотах, отличных от тех, которые воспринимает человеческий глаз. Вы не увидите мерцания, но камера зафиксирует линии развертки.

Давайте рассмотрим реальный пример. Съемочная группа однажды снимала сцену с использованием XR-технологий. Они заметили волнообразный муар на светодиодном фоне. Они попробовали наклонить камеру. Муар немного побледнел, но не исчез полностью. Позже они поняли, что частота обновления светодиодного экрана слишком низкая. В этом и заключается ключевое различие между смягчением и устранением проблемы.

Целевое решениеs

Для решения проблем муара и строк развертки существуют разные подходы. В случае муара необходимо оптимизировать как камеру, так и светодиодный экран. В случае строк развертки можно сосредоточиться на частоте обновления и синхронизации.

Исправление муара: оптимизация с двух сторон

Муар возникает из-за интерференции между двумя массивами пикселей. Мы можем уменьшить его, отрегулировав настройки камеры. Но для окончательного решения проблемы необходимо улучшить сам светодиодный экран.

Со стороны камеры: Настройка параметров

Идея заключается в изменении «относительного соотношения сетки» между камерой и светодиодным экраном. Вы можете найти настройки, позволяющие минимизировать помехи. Вот как это сделать:

Регулировка диафрагмы

предложение:

Вы можете использовать большую диафрагму, например, F2.8-F4. Пожалуйста, избегайте малых значений диафрагмы, таких как F8.0 или меньше.

Почему это работает? Большие диафрагмы создают малую глубину резкости. Пиксели светодиодов размываются по краям сенсора камеры. Это ослабляет периодическую интерференцию. Малые диафрагмы обеспечивают большую глубину резкости. Пиксели выглядят резкими, а интерференция усиливается.

Регулировка расстояния до объекта

предложение:

Вы можете изменять расстояние между камерой и светодиодным экраном. Например, переместить его с 4 м на 6 м. Не следует устанавливать фиксированное расстояние.

Почему это работает? Потому что изменение расстояния изменяет «расстояние между пикселями изображения» светодиодов на сенсоре. Когда это расстояние не является целым кратным расстоянию между пикселями сенсора, помехи уменьшаются.

Регулировка фокусного расстояния

предложение:

Следует избегать телеобъективов, например, 105 мм. Лучше отдать предпочтение широкоугольным объективам, а не стандартным, таким как 24-50 мм.

Почему это работает? Телеобъективы «увеличивают» периодичность матрицы светодиодных пикселей. Это ухудшает муар. Широкоугольные объективы имеют более широкое поле зрения. Плотность матрицы пикселей в кадре уменьшается, интерференция ослабевает.

Регулировка угла съемки

предложение:

Вы можете наклонить камеру так, чтобы ее оптическая ось образовывала угол 5°-15° с нормалью светодиодного экрана. Не снимайте прямо.

Почему это работает? Изменение угла между двумя массивами пикселей нарушает «параллельный резонанс». Это может уменьшить количество пульсаций, вызванных интерференцией света и темноты.

Ограничения:

 Эти корректировки лишь уменьшают муар. Они также ограничивают возможности съёмки. Например, большая диафрагма не может обеспечить необходимую глубину резкости. Вам может потребоваться, чтобы и актёр на переднем плане, и светодиодный экран на заднем плане были резкими. Невертикальный ракурс искажает перспективу виртуальной сцены. Эти методы непрактичны для реальных съёмок. Они не могут быть постоянным решением.

Боковая сторона светодиодного экрана:

Причина муара кроется в периодичности и частоте обновления самого светодиодного экрана. Если эти параметры исправить, муар исчезнет. Это признанное в отрасли постоянное решение. Вот основные технические требования:

Сверхвысокая частота обновления

Частота обновления светодиодного экрана должна быть ≥7680 Гц. Это позволяет повысить частоту выходного сигнала микросхемы драйвера. Благодаря этому цикл включения/выключения светодиодных пикселей происходит гораздо быстрее, чем цикл выборки затвора камеры. Это снижает вероятность периодических помех.

Арендный светодиодный дисплей серии SL-D

 Аренда светодиодного дисплея SL-D Это светодиодный дисплей премиум-класса для профессиональных мероприятий. Шаг пикселя варьируется от P1.953 до P4.81. Частота обновления до 7680 Гц обеспечивает четкое изображение и плавное воспроизведение. Серия SL-D поддерживает изогнутые, вогнутые, выпуклые и бесшовные угловые установки. Таким образом, она обеспечивает максимальную гибкость для творчества на различных площадках. Кроме того, доступ для обслуживания спереди и сзади, а также съемная задняя крышка гарантируют бесперебойную работу и долгий срок службы.

Ключевые особенности:

• Шаг пикселя: P1.953 – P4.81
• Размеры шкафа: 500×500 мм и 500×1000 мм
• Легкий и тонкий (7.5 кг/15 кг, толщина 80 мм)
• Поддерживает вогнутую, выпуклую и угловую установку
• Двойное обслуживание спереди и сзади со съемной задней крышкой
• Высокая частота обновления: до 7680 Гц
• Варианты для использования в помещении и на открытом воздухе
• 3 года гарантии + 5% на запчасти

Оптимизация плотности пикселей

Вы можете использовать технологии упаковки высокой плотности, такие как: МиниCOBНапример, вы можете выбрать шаг пикселя P1.2 или меньше. Уменьшение шага пикселя смещает «периодическую частоту» массива пикселей от частоты датчика камеры. Например, полнокадровая камера с 60 миллионами пикселей имеет частоту около 200 dpi. Совпадение частот вызывает резонанс. Избегание этого предотвращает муар.

Фиксированная установка с малым шагом COB-экран

Решение для стационарной установки COB с малым шагом подходит для следующих применений:

Высокое разрешение;

• Высокая яркость;
• Высококонтрастное приложение 
• Высококлассные командные центры;
• Радио- и телестудии и т.д.
• Серия SightLED Ultra:
• Продукты P0.93 поддерживают частоту обновления 7680 Гц
• Удовлетворите потребности кино- и телепроизводства 8K/120 кадров в секунду.

В то же время он имеет стандартный размер корпуса 600×337.5 мм и поддерживает регулировку дуги ±15°.

Пользователям удобно производить сращивание и монтаж в соответствии с фактическими потребностями.

Посмотреть больше нашей продукции: Светодиодный дисплей Flip Chip COB

Вождение без мерцания

Традиционное управление с регулируемым рабочим циклом можно заменить технологией «ШИМ без мерцания». Это обеспечит непрерывную и стабильную яркость светодиодных пикселей. Колебания яркости усугубляют муар. Управление без мерцания устраняет эту проблему.

Исправление полос развертки: сосредоточьтесь на «частоте обновления + синхронизации затвора».

Полосы развертки возникают из-за рассогласования синхронизации между затвором камеры и построчной разверткой светодиодного экрана. Решение более простое. Как это сделать? Можно сосредоточиться на повышении частоты обновления и оптимизации механизмов синхронизации.

Основное решение: Совершенствовать Частота обновления светодиодного экрана

– Когда частота обновления светодиодного экрана составляет ≥1000 Гц, время переключения строк при построчном сканировании сокращается до менее чем 1 мс. Камера с скользящим затвором, например, с выдержкой 1/50 или 1/60 секунды, не может зафиксировать разницу в яркости между строками. Строки сканирования исчезают естественным образом.

– Для камер вещательного уровня частота обновления светодиодного экрана должна быть ≥7680 Гц. Это соответствует режиму «глобального затвора» камеры. Это полностью исключает как полосы развертки, так и мерцание.

Вспомогательная технология: синхронизация выдержки и частоты обновления экрана.

Некоторые высококачественные системы управления светодиодами поддерживают «входной сигнал затвора камеры». Они регулируют частоту сканирования светодиодного экрана в реальном времени, синхронизируя её со скоростью затвора камеры. Например, если скорость затвора составляет 1/50 с, можно установить частоту обновления светодиода на целое число, кратное 50 Гц.

Это дополнительно предотвращает появление полос развертки. Идеально подходит для динамичных сценариев виртуальной съемки. Например, для быстрых панорамирований камеры или актеров с широкими движениями.

Практические советы по съемке с использованием светодиодов.

Помимо технических решений, эти советы помогут избежать муара и полос сканирования при реальной съемке:

– Тестирование перед официальной съёмкой:

 Заранее настройте светодиодный экран и камеру. Протестируйте различные настройки камеры и углы съемки. Найдите оптимальное сочетание параметров.

– Выберите подходящий светодиодный экран:

 Для виртуального производства можно отдавать приоритет экранам с частотой обновления ≥7680 Гц и в корпусе MiniCOB. Не стоит жертвовать качеством ради экономии средств.

– Проверьте совместимость синхронизации:

Пожалуйста, убедитесь, что система управления светодиодами поддерживает синхронизацию затвора с вашей моделью камеры. Обратитесь к нам за технической поддержкой.

– Избегайте избыточной обработки при постобработке:

Интенсивная цветокоррекция или повышение резкости могут вернуть муар. По возможности, используйте щадящую постобработку.

Заключение

В светодиодной съемке муар и полосы развертки неизбежны. Ключевым моментом является понимание их первопричин. Для борьбы с муаром можно сосредоточиться на оптимизации с двух сторон: упростить настройку камеры и навсегда устранить проблему с помощью высокопроизводительных светодиодных экранов. Для борьбы с полосами развертки можно повысить частоту обновления экрана и обеспечить синхронизацию затвора.

По мере роста популярности виртуального производства с использованием светодиодных экранов, технические требования будут возрастать. Вы можете выбрать наш светодиодный экран с высокой частотой обновления и освоить правильные методы съемки.

Если вы сталкиваетесь с проблемами муара или полос развертки при съемке на светодиодных экранах, или если вам нужна помощь в выборе светодиодного экрана для виртуального производства, вы можете связаться с нами. Наша техническая команда ответит на ваши вопросы. Поделитесь этим руководством с другими кинематографистами. Помогите им избежать этих распространенных ошибок!