Contesto del settore e dichiarazione dei problemi
Con le crescenti richieste di precisione delle presentazioni visive nella produzione virtuale (XR) cinematografica e televisiva, negli studi professionali e nelle performance su larga-scala, i display LED hanno gradualmente sostituito i tradizionali schermi verdi/blu, diventando il supporto principale per gli sfondi di ripresa virtuali. Il vantaggio del compositing in tempo reale-"ciò che vedi è ciò che ottieni" riduce significativamente i costi di post-produzione e migliora l'efficienza delle riprese.
Tuttavia, quando si utilizza l'attrezzatura fotografica per fotografare schermi LED, spesso compaiono due tipici "difetti fatali": motivi moiré e "motivi di scansione". Il primo si manifesta come un'interferenza irregolare delle increspature dell'acqua, mentre il secondo appare come strisce nere orizzontali, danneggiando direttamente la qualità dell'immagine e persino rendendo il filmato inutilizzabile. Questi sono diventati i principali colli di bottiglia tecnici che limitano l’adozione diffusa delle riprese virtuali a LED.
Chiarire la questione principale: le differenze tecniche tra motivi moiré e motivi di scansione
In pratica, i due sono facilmente confusi, ma sono fondamentalmente diversi in termini di caratteristiche visive, meccanismi di formazione e percorsi di soluzione. Un confronto dettagliato è mostrato nella tabella seguente:
|
Dimensioni di confronto |
Motivo moiré (motivo increspato dell'acqua) |
Linee di scansione (strisce nere orizzontali) |
|
Caratteristiche visive |
Arco/griglia irregolare-come la diffusione, il colore varia in base all'angolo/parametri di ripresa |
Strisce nere orizzontali fisse, la spaziatura delle strisce varia con la frequenza di aggiornamento, senza interferenze di colore. |
|
Meccanismo essenziale |
Fenomeno di interferenza tra due array di pixel periodici (pixel dello schermo LED rispetto ai pixel del sensore della fotocamera) |
Deviazione della sincronizzazione causata dalla mancata corrispondenza tra la velocità dell'otturatore della fotocamera e la frequenza di scansione progressiva dello schermo LED |
|
Innesco fondamentale |
1. Frequenza di aggiornamento dello schermo LED insufficiente; 2. Discrepanza tra i parametri della fotocamera (apertura, distanza dell'oggetto, lunghezza focale) e la densità dei pixel del LED; 3. L'angolo tra le matrici di pixel dei due dispositivi è vicino a 0 gradi. |
1. Frequenza di aggiornamento dello schermo LED < 1000 Hz (unità di scansione progressiva); 2. La fotocamera utilizza l'otturatore progressivo. |
|
Idee sbagliate del settore |
"Si può curare semplicemente regolando l'angolazione della telecamera" (In realtà può solo alleviare i sintomi, non eliminarli). |
"Lo sfarfallio è invisibile all'occhio umano, il che significa che non esiste uno schema di scansione" (la frequenza di campionamento dell'otturatore della fotocamera e la frequenza di scansione del LED non sono sincronizzate, quindi l'occhio nudo non può percepirlo, ma la fotocamera può catturarlo). |
Soluzioni mirate: un percorso tecnologico dal “sollievo” alla “cura”
Soluzione Moiré: doppia-ottimizzazione delle estremità, con lo schermo come nucleo
Lato attrezzatura da tiro: regolazione dei parametri (misure di mitigazione)
Principio: alterando il rapporto relativo del reticolo tra la telecamera e lo schermo LED, il sistema cerca la combinazione di parametri con l'interferenza più debole, principalmente evitando la gamma di risonanza delle frequenze/angoli dei due array di pixel. Il metodo operativo specifico e la logica tecnica sono i seguenti:
|
Regolare i parametri |
Suggerimenti operativi |
Logica tecnica |
|
Apertura |
Dai la priorità all'utilizzo di aperture ampie (come F2.8-F4.0) ed evita aperture piccole (F8.0 e superiori). |
Un'ampia apertura determina una profondità di campo ridotta, sfocando i bordi dei pixel LED sul sensore della fotocamera e riducendo le interferenze periodiche; una piccola apertura si traduce in una profondità di campo profonda, immagini pixel nitide e una maggiore interferenza. |
|
Distanza oggetto |
Regolare la distanza tra la telecamera e lo schermo LED (ad esempio, aumentare da 4 ma 6 m) per evitare una distanza fissa dell'oggetto. |
Le modifiche alla distanza dell'oggetto alterano il "passo dei pixel di imaging" dei pixel LED sul sensore. Quando il passo non è un multiplo intero del passo dei pixel del sensore, l'interferenza si indebolisce. |
|
Lunghezza focale |
Evita di utilizzare teleobiettivi (ad esempio 105 mm) e dai la priorità al grandangolo- rispetto alle lunghezze focali standard (24 mm-50 mm). |
I teleobiettivi amplificano la periodicità della serie di pixel LED, esacerbando le interferenze; Gli obiettivi grandangolari-offrono un campo visivo più ampio, riducendo la densità dei pixel nell'immagine e indebolendo così le interferenze. |
|
Angolo di ripresa |
Crea un angolo tra l'asse ottico della fotocamera e i normali 5 gradi -15 gradi dello schermo LED (ripresa non perpendicolare). |
Modificando l'angolo tra le due matrici di pixel, lo stato di "risonanza parallela" viene interrotto, riducendo la generazione di frange di interferenza con aree chiare e scure alternate. |
Limitazioni: questa soluzione può solo "alleviare" i motivi moiré e impone molteplici limitazioni durante le riprese-come l'incapacità di un'ampia apertura di soddisfare i requisiti di profondità-di-campo (gli attori in primo piano e gli schermi LED sullo sfondo devono essere catturati chiaramente) e l'angolo non-perpendicolare interrompe la relazione prospettica della scena virtuale. Ha una bassa operabilità nelle riprese effettive e non può essere utilizzato come soluzione radicale.
Schermata di visualizzazione: innovazione tecnologica (soluzione della causa principale)
Principio: partire dall'origine dei motivi moiré (la periodicità e la frequenza di aggiornamento dello schermo LED stesso), eliminare la "fonte di interferenza" aumentando la frequenza di aggiornamento e ottimizzando la struttura dei pixel è la soluzione-riconosciuta nel settore.
I requisiti tecnici fondamentali sono i seguenti:
1. Frequenza di aggiornamento ultra-elevata: la frequenza di aggiornamento dello schermo LED deve essere maggiore o uguale a 7680 Hz (termine di settore "frequenza di aggiornamento-di livello di tiro"). Aumentando la frequenza di uscita del segnale del circuito integrato del driver, il ciclo di accensione/spegnimento dei pixel LED viene reso molto più veloce del ciclo di campionamento dell'otturatore della fotocamera, indebolendo la base per l'interferenza periodica.
2. Ottimizzazione della densità dei pixel: tecnologie di packaging ad alta-densità come MiniCOB (ad esempio, pixel pitch P1.2 e inferiori) vengono utilizzate per ridurre il pixel pitch del LED, allontanando la "frequenza periodica" della serie di pixel dalla frequenza dei pixel del sensore della fotocamera (ad esempio, una fotocamera full-frame con circa 60 megapixel ha una frequenza di circa 200 dpi), evitando così la risonanza a livello di frequenza.
3. Unità senza sfarfallio-: la "tecnologia senza sfarfallio PWM (Pulse Wide Modulation)-" viene utilizzata per sostituire la tradizionale "azionamento del ciclo di lavoro", garantendo un'emissione di luminosità dei pixel LED continua e stabile ed evitando l'aumento dei modelli moiré dovuti alle fluttuazioni di luminosità.
Soluzione di scansione delle texture: focalizzazione sulla "frequenza di aggiornamento + sincronizzazione dell'otturatore"
L'essenza delle linee di scansione è "la deviazione di sincronizzazione tra l'otturatore della fotocamera e la scansione progressiva del LED". La soluzione è più diretta, puntando su “aumento della frequenza di aggiornamento” e “ottimizzazione del meccanismo di sincronizzazione”.
Soluzione principale: aumentare la frequenza di aggiornamento dello schermo LED
1. Quando la frequenza di aggiornamento dello schermo LED è maggiore o uguale a 1000 Hz, il "tempo di commutazione della linea" della scansione progressiva viene ridotto a meno di 1 ms. La velocità dell'otturatore progressiva della fotocamera (come il comune 1/50 o 1/60) non è in grado di catturare la differenza di luminosità tra le linee e le linee di scansione scompaiono naturalmente.
2. Per le telecamere di tipo broadcast-, si consiglia che la frequenza di aggiornamento dello schermo LED sia maggiore o uguale a 7680 Hz, che può corrispondere alla modalità "otturatore globale" della fotocamera, eliminando completamente le linee di scansione e lo sfarfallio.
Tecnologia ausiliaria: sincronizzazione dell'otturatore-Aggiornamento
Alcuni-sistemi di controllo LED di fascia alta (come Bangteng) supportano "l'ingresso del segnale dell'otturatore della fotocamera". Regolando la frequenza di scansione dello schermo LED in tempo reale per sincronizzarsi con la velocità dell'otturatore della fotocamera (ad esempio impostando la frequenza di aggiornamento del LED su un multiplo intero di 500 Hz quando la velocità dell'otturatore è 1/50 di secondo), i modelli di scansione vengono ulteriormente evitati. Questo è adatto per scenari di ripresa virtuale altamente dinamici (come lo zoom-in e zoom-out veloce della fotocamera e i movimenti degli attori su-scala su larga scala).
