Moiré- og scanningslinjer i LED-skærmoptagelser: Hvad de er, og hvordan retter man dem?

Hvis du har arbejdet med LED-skærme i filmindustrien , er du sandsynligvis stødt på to frustrerende problemer: moiré-mønstre og scanningslinjer. Disse er ikke bare mindre irritationer; de kan ødelægge optagelser, tvinge genoptagelser eller endda gøre hele scener ubrugelige.

I takt med at LED-skærme erstatter traditionelle grønne skærme i højpræcisions visuelle opsætninger, er det blevet afgørende for filmskabere og tech-teams at slippe af med disse "fejl".

Lad os gennemgå, hvad disse problemer er, hvorfor de opstår, og hvordan man løser dem.

Hvorfor dette er vigtigt: LED-skærme i moderne filmproduktion

Lad os først sætte scenen. LED-skærme har revolutioneret virtuel produktion og studiearbejde, fordi de lader dig "se, hvad du får" i realtid. I stedet for at filme skuespillere foran en green screen og håbe, at postproduktionsholdet kan lave billeder i baggrunden senere, viser LED-vægge det virtuelle miljø live.

Så det kan reducere omkostningerne ved opslag, hjælpe aktører med at præstere bedre og fremskynde arbejdsgange.

Men her er hage: LED-skærme og kameraer fungerer ikke altid godt. Kameraer "ser" LED-paneler anderledes end vores øjne gør, og den uoverensstemmelse skaber ofte moiré- eller scanningslinjer.

Da publikum forventer fejlfri grafik, kan disse problemer ikke ignoreres.

Moiré vs. scanningslinjer: Hvad er forskellen?

Ved første øjekast kan moiré- og scanningslinjer ligne lignende "støj" på dine optagelser. Men de er forårsaget af helt forskellige problemer, og det kræver forskellige strategier at løse dem. Lad os rydde op i forvirringen.

Moiré-mønstre:

Hvordan ser de ud? Du kan tænke på uregelmæssige, bølgende mønstre, som f.eks. vandt silke eller et skævt gitter. Det skifter farve, når du bevæger kameraet eller justerer dets indstillinger. De er rodede, uforudsigelige og umulige at overse i nærbilleder eller statiske billeder.

Hvorfor sker de?

Moiré er et interferensproblem. LED-skærme har et gitter af pixels, og dit kameras sensor har sit eget gitter af pixels. Når disse to gitre overlapper hinanden, skaber de et nyt, uønsket mønster: moiré. Det er ligesom når to vinduesskærme overlapper hinanden og skaber en mærkelig, bølget skygge.

Almindelige årsager:

• Lav LED-opdateringshastighed.
• Kameraindstillinger, der justeres for tæt på LED-pixelgitteret.
• Kameraet og LED-skærmen er perfekt parallelle, hvilket får gitrene til at "resonere" med hinanden.

Scan linjer:

Hvordan ser de ud? De er solide, vandrette sorte linjer, der ruller op eller ned i optagelsen. De er jævnt fordelt, skifter ikke farve, og deres hastighed eller tykkelse ændres, hvis du justerer kameraets lukkertid eller LED'ens opdateringshastighed.

Hvorfor sker de?

Scanningslinjer stammer fra en tidsmæssig uoverensstemmelse. De fleste LED-skærme opdateres "linje for linje", og de fleste kameraer bruger en "rullende lukker", der også optager billedet linje for linje. Det er bare ikke med samme hastighed som LED'en. Når disse to linje-for-linje-processer er ude af synkronisering, overser kameraet dele af LED'ens billede, hvilket skaber de mørke striber.

Almindelige årsager:

• LED-opdateringshastigheder under 1000Hz.
• Brug af et rolling shutter-kamera uden at synkronisere det med LED'ens scanningshastighed.

De store myter (fald ikke for dem!)

Der findes mange dårlige råd om disse emner. Lad os aflive to store myter:

Myte 1: "Bare vip kameraet for at korrigere moiré." At vippe kameraet (vinkle det 5-10° ud fra parallelt) kan reducere moiré ved at forstyrre gitterjusteringen, men det fjerner det ikke. Derudover ødelægger vipning perspektivet på din virtuelle baggrund. Det er dårligt, hvis du prøver at få en scene til at se realistisk ud.

Myte 2: "Hvis jeg ikke kan se flimmer, er der ingen scanningslinjer." Vores øjne er langt mindre følsomme over for timingproblemer end kamerasensorer. En skærm, der ser stabil ud, kan stadig vise scanningslinjer på kameraet, især i billeder med hurtig bevægelse.

Fiksering af moiré:

Moiré er vanskeligere at håndtere end scanningslinjer, men der er måder at håndtere det på.

Hurtige løsninger: Justering af kameraet (midlertidig aflastning)

Hvis du er i en knibe, kan justering af dine kameraindstillinger reducere moiré. Disse er ikke perfekte, men de kan muligvis redde et billede:

Brug en større blændeåbning (F2.8-F4.0) i stedet for en lille (F8.0+):

En stor blændeåbning slører kanterne af LED-pixelerne på kamerasensoren, hvilket gør deres gitter mindre tydeligt. Små blænderåbninger forstærker gitteret og forværrer moiré-effekten. Ulempen? Store blænderåbninger reducerer dybdeskarpheden, så hvis du har brug for både skuespilleren og LED-baggrunden i fokus, virker dette ikke.

Ændr afstanden mellem kameraet og LED-skærmen:

Hvis kameraet flyttes tilbage, f.eks. fra 4 m til 6 m, ændres den måde, LED'ens pixelgitter relaterer sig til kameraets sensor. Hvis afstanden mellem LED-pixels på sensoren ikke er et perfekt multiplum af sensorens pixelafstand, falder interferensen. Gå bare ikke så langt tilbage, at du mister billedets indramning.

Undgå teleobjektiver; hold dig til vidvinkel eller standardbrændvidder (24 mm-50 mm):

Teleobjektiver "zoomer ind" på LED-pærens pixelgitter, hvilket gør mønsteret mere udtalt. Vidvinkelobjektiver spreder gitteret ud, hvilket gør det mindre sandsynligt, at det kolliderer med kameraets sensor.

Fangsten:

Disse løsninger er kompromiser. De kan ødelægge kompositionen af ​​dit billede, tvinge dig til at ofre dybdeskarphed eller kun virke til bestemte vinkler. Til professionelle opsætninger, som XR-scener eller avancerede studieoptagelser, har du brug for en bedre løsning.

Permanent løsning: Opgrader LED-skærmen (den eneste rigtige "løsning")

For at eliminere moiré permanent, skal du tage fat på kilden. Det er selve LED-skærmen. Her er, hvad branchefolk anbefaler:

Skru op for opdateringshastigheden til 7680Hz eller højere :

De fleste standard LED-skærme opdateres ved 3840 Hz eller lavere. Til filmoptagelser skal du bruge opdateringshastigheder i "kamerakvalitet" ( 7680 Hz+ LED-skærm ). Hvorfor? En hurtigere opdatering betyder, at LED-pixels tændes og slukkes så hurtigt, at kamerasensoren ikke kan "låses fast på" deres gittermønster. Det kan bryde interferenscyklussen.

Brug Mini COB eller P1.2 og mindre: Pixelafstand er vigtig. Skærme med små pixelafstande, som P1.0 eller P1.2, har et gitter, der er så fint, at det er mindre sandsynligt, at det kolliderer med kamerasensorens gitter. Du kan tænke på det som at sammenligne et fint gitter, hvor det fine mesh er sværere at "se" som et gitter.

Skift til PWM-flimmerfri teknologi: Traditionelle LED-skærme justerer lysstyrken ved at tænde og slukke pixels i korte udbrud. Dette skaber små lysstyrkeudsving, der forværrer moiré. PWM-teknologi holder pixels oplyste mere ensartet, hvilket reducerer disse udsving og udjævner billedet for kameraer.

Rettelse af scanningslinjer: Synkroniser timingen

Scanningslinjer handler om timing, så at rette dem betyder at få LED-skærmen og kameraet til at "tale" med samme hastighed.

Løsning nr. 1: Øg LED-opdateringshastigheden

Scanningslinjer forsvinder, når LED-skærmen opdateres hurtigt nok til, at kameraets rullende lukker ikke kan "fange" mellemrummene mellem linjerne. Her er tommelfingerreglen:

For de fleste kameraer, som f.eks. DSLR'er, spejlløse kameraer og mellemklasse-videokameraer, fungerer en LED-opdateringshastighed på 1000 Hz eller højere. Ved 1000 Hz opdateres skærmen så hurtigt, at kameraets lukker, som typisk klikker ved 1/50s eller 1/60s, ikke kan skelne mellem individuelle linjer.

Til kameraer i broadcastkvalitet, som dem der bruges i live-tv eller high-end-film, kan du bruge 7680Hz+. Disse kameraer bruger ofte "globale lukkere", og 7680Hz sikrer nul synkroniseringsproblemer, selv i hurtige panoreringer eller actionbilleder.

Pro-tip: Synkroniser kameraets lukker med LED'en

Nogle avancerede LED-styringssystemer giver dig mulighed for at tilslutte kameraets lukkersignal direkte til LED-controlleren. På denne måde justerer LED-displayet sin opdateringshastighed i realtid, så det matcher kameraets lukkertid.

Hvis kameraet for eksempel er indstillet til 1/50s, opdateres LED-lyset ved 500Hz. Det kan eliminere eventuelle tidsforskelle.

Dette er revolutionerende for dynamiske optagelser: tænk skuespillere der løber, kameraer der panorerer eller hurtige klip. Ikke flere scanningslinjer der dukker op midt i scenen.

Resultater fra den virkelige verden: 

Lad os se på to scenarier:

Et virtuelt produktionsstudie i LA kæmpede med moiré i nærbilleder af skuespillere. De skiftede fra en P2.5 LED-væg med opdateringshastighed på 3840Hz til en P1.2 Mini COB-væg med opdateringshastighed på 7680Hz med PWM.

Moiré-effekten forsvandt, selv med kameraet 2 m fra skærmen og brug af en lille blændeåbning (F5.6) for at holde både skuespilleren og baggrunden skarpe.

Et livekoncerthold i London fik hele tiden scanningslinjer i deres udsendelsesoptagelser. Deres LED-skærm var indstillet til 500 Hz, og udsendelseskameraet brugte en rullende lukker på 1/60 sekunder. Ved at skru LED-skærmen op på 1200 Hz forsvandt scanningslinjerne.

Den nederste linje:

Moiré- og scanningslinjer er ikke uundgåelige onder. De løses med den rigtige LED-skærmteknologi. Til almindelige optagelser kan kamerajusteringer muligvis fungere, men til professionelle opsætninger har du brug for en skærm, der er bygget til filmoptagelser. Du kan vælge Doitvisions 7680Hz+ opdateringshastighed, P1.2 eller mindre og PWM flimmerfri COB LED-skærm.

Næste gang du er på settet, så husk: en god LED-væg handler ikke kun om lysstyrke eller farve. Det handler om at være smart med kameraerne. Få det rigtigt, og du behøver aldrig at slette et billede på grund af moiré- eller scanningslinjer igen.