«Быстрые» камеры

Высокоскоростная съемка применяется для того, чтобы показать обычные явления – человеческие движения, поведение животных и многое другое в необычном ракурсе. При этом изображение замедляется так, чтобы зритель смог увидеть все значимые детали происходящего.

Чтобы достичь точного замедленного воспроизведения, камере необходимо осуществлять съемку с частотой кадров, превышающей скорость съемки обычных камер. С помощью камер можно делать сотни тысяч кадров в секунду, а затем воспроизвести отснятый материал в замедленной прокрутке. Технология позволяет, например, снимать и просматривать, как лопается воздушный шарик, наполненный водой, как меч самурая проходит сквозь циновку татами, как при нанесении татуировки игла пронзает кожу человека 80–150 раз в секунду, как боец кун-тао проламывает стену из бетонных блоков с силой удара примерно в пять тонн. Например, со скоростью 325 000 к/с, то есть около трети миллиона, можно заснять взрывающийся тонкий провод, когда через него проходит огромное количество тока. Примерно за стотысячную долю секунды провод переходит из твердого состояния в жидкое, затем превращается в газ, в плазму и, в конце концов, испаряется. Это очень быстрый процесс, который происходит моментально.

Высокоскоростные камеры используются для съемки кино, спорта, рекламы, музыкальных клипов, быстропротекающих производственных процессов в промышленности, научных экспериментах, баллистике, медицине. Существуют даже специальные телевизионные шоу, где показываются материалы, отснятые на такие камеры.

Приступая к высокоскоростной съемке того или иного явления, важно понимать, будет ли это интересно зрителям, удивят ли их кадры. Так, многие процессы просто становятся медленнее, но ничего нового не привносится – например, быстрая игра на фортепиано. А вот съемка таких явлений, как лопанье мыльного пузыря, открывает совершенно новые моменты, которые мы упускаем в обычной жизни.

Начало

В 1948 году Сообщество инженеров кино и телевидения (SMPTE) определило термин «высокоскоростная съемка» (high-speed photography) как быструю смену ряда изображений, снятых камерой со скоростью 128 к/с и более, которые можно воспроизвести в виде последовательности трех (как минимум) кадров.

Первое документированное применение высокоскоростной съемки относится к 1852 году, и связано оно с именем одного из пионеров фотографии – Уильяма Генри Фокса Тальбота (William Henry Fox Talbot). Он интересовался съемкой объектов в движении и искал подходящий для этого метод. Тальбот прикрепил страницу газеты на колесо, которое могло вращаться с высокой скоростью. Используя искры для кратковременного освещения поверхности бумаги, он снимал небольшой участок быстро движущегося отпечатка. На негативе отпечаток проявился вполне четко, его можно было без проблем прочитать. Движение объекта было эффективно «заморожено» – так родилась высокоскоростная съемка.

Один из самых известных деятелей в истории высокоскоростной съемки Идвирд Майбридж (Eadweard J. Muybridge) в 1878 году создал систему, с помощью которой удалось воспроизвести изображение бегущей лошади в виде последовательности кадров. 24 отдельных кадра были записаны для научного проекта стэнфордского университета. Целью проекта было показать, что все четыре ноги лошади находятся в воздухе одновременно. Последовательность, названная «Салли Гарднер в галопе», доказала, что все четыре ноги лошади отрываются от земли одновременно, но не когда она их разводит, как полагали тогда ученые, а когда скрещивает их под собой. Камеры были параллельно установлены по всему пути следования лошади. Скакун, пробегая мимо аппаратов, каждый раз разрывал нитку, соединенную со спусковым крючком затвора. Для отображения движущейся лошади был сконструирован т.н. «зоопраксископ» (zoopraxiscope): он проецировал изображения с вращающегося стеклянного диска и таким образом «воспроизводил» последовательность изображений.

В 1891 году берлинская компания Siemens & Halske начала выпускать Electrical Schnellseher (что дословно можно перевести как электрический «быстрый просмотрщик») – компактную версию электротахископа, разработанного Оттомаром Аншют- цем. Показ Schnellseher на международной электротехнической выставке во Франкфурте привлек внимание тысяч людей, а кадры, снятые с его помощью, вдохновили пионера авиации Отто Лилиенталя на съемку с воздуха.

В начале 30-х годов ХХ века Истман Кодак (Eastman Kodak) разработал камеру, которая могла снимать на пленку 16 мм со скоростью 1000 к/с (длина загружаемой пленки составляла 30 м). Одним из первых покупателей этой камеры стала фирма Bell Telephone Laboratories. Когда же Кодак отказался разрабатывать версию, поддерживающую более высокую скорость, компания Bell Labs разработала ее самостоятельно, назвав камеру Fastax. Fastax могла снимать со скоростью 5000 к/с. В компании Bell использовали эту камеру для анализа «дребезга» контактов реле.

В начале 1960-х годов компания Redlake Laboratories представила Hycam – еще одну камеру 16 мм с вращающейся призмой. В те же годы компания Photo-Sonics разработала несколько моделей камер с вращающейся призмой, которые могли работать с пленкой 35 и 70 мм. Фирма Visible Solutions представила камеру Photec IV 16 мм в 1980-х.

В 1957 году фирма D.B. Milliken разработала камеру 16 мм с покадровым движением пленки для съемки со скоростью 400 к/с. Компании Mitchell, Redlake Laboratories и Photo-Sonics продолжали выпускать в 1960-х годах камеры с покадровым движением пленки с возможностью съемки на пленку 16, 35 и 70 мм.

Качество кадров, снятых этими камерами, было уже на таком высоком уровне, что скоро они стали использоваться для ТВ, кино, съемок дикой природы, рекламы и специальных эффектов. Последние 10 лет технологии меняются очень быстро, и сейчас цифровые высокоскоростные камеры используются достаточно широко. Но, например, при съемках фильма «Начало» (Inception) Валли Пфистер (Wally Pfister) работал с пленочной камерой Photo-Sonics 4ER, которая снимает со скоростью 360 к/с на пленку 35 мм. Несмотря на то что негативы до сих пор отличаются непревзойденным качеством, технология движется в сторону цифровой съемки в связи с запросами ученых и военных на более высокую скорость и большее время записи.

Существуют системы, например Pacer Ultra fast или DRS Imacon 200, которые могут снимать со скоростью 200 000 000 к/с и работают со временем экспозиции 5 нс. Такая экстремально высокая скорость вряд ли когда-то понадобится в вещательной и медиаиндустрии, но цифры свидетельствуют о направлении, в котором движется технология.

Работа с данными

Современные цифровые высокоскоростные камеры, которые используются в медиа- и вещательной индустрии, обычно оснащены одним сенсором КМОП размером около 4 мегапикселей, на основе шаблона Байера.

Скорость системы обычно определяется величиной, представляющей собой максимальную пропускную способность данных, с которой система может справиться. Наиболее сложные системы в медиаиндустрии обрабатывают данные со скоростью около 5-6 гигапикселей в секунду. Это значит, что камеры могут снимать со скоростью около 2500 к/с при разрешении 1920×1080. Сейчас технология вышла на такой уровень, что при высоком разрешении можно делать от 10 000 до 20 000 кадров в секунду, это позволяет добиться удивительной глубины изображения.

В зависимости от формата и глубины цвета системе требуется сохранять данные со скоростью более 8 Гб/с. Емкость внутренней памяти современных камер составляет примерно 32–36 ГБ.

Наиболее популярные цифровые высокоскоростные камеры имеют практически одинаковые характеристики в основных категориях: максимальная скорость съемки, время записи, разрешение, чувствительность, глубина квантования. Цифровые камеры стали очень часто использоваться при съемках рекламы и специальных эффектов, получив возможность работать с большим количеством пикселей, что привело не только к повышению чувствительности, но и к увеличению размеров сенсора, который стал практически идентичен пленочному формату S35.

Применение микролинз на пикселях позволило значительно улучшить чувствительность к свету. В зависимости от техники измерений и характеристик чувствительность камер достигает от 800 до 1200 единиц ASA. Тем не менее, спектральная чувствительность каждого сенсора может разниться в различных условиях освещенности.

Освещение

Свет играет важнейшую роль при видеосъемке. При скоростной съемке приходится освещать предмет в тысячу раз ярче, чем при обычной. Серьезной проблемой, связанной с работой высокоскоростных камер, является эффект искусственного освещения.

В основном в телевизионных системах частота кадров полностью соответствует частоте сети – частота мерцания 50 Гц соответствует телевизионному сигналу с частотой 50 Гц. Поэтому не возникает каких-либо видимых изменений в уровне освещенности. Даже если две камеры не синхронизированы, свет попадет в видеополе и обеспечит постоянный уровень освещенности.

Однако если снимать со скоростью, превышающей обычную, кадры будут находиться в разных частях энергетического цикла, поэтому они получат разное количество света. При использовании светильников, работающих от сети переменного тока, получается изображение разной интенсивности освещенности, что связано с несущей частотой в электросети (фазой), и в итоге изображение выглядит «полосатым». Данную проблему очень трудно решить. Простая автоматическая регулировка усиления не даст нужного результата: объект, быстро движущийся в кадре, введет в заблуждение схему, и это только усилит мерцание. Аналогично этому обработка «картинки» для выявления различных уровней освещенности увеличит риск появления нежелательной размытости изображения. Некоторые производители камер применяют схемы компенсации влияния «фазированного» источника света.

Общей для пленочных и цифровых камер является проблема очень небольшого времени экспозиции. Даже при обычной фотосъемке видно – чем выше скорость затвора, тем меньше света попадает на пленку. То же самое происходит с видеокамерой. Если вы снимаете обычное видео при скорости 30 к/с, вы знаете, что у вас есть 1/30 секунды, чтобы показать этот кусок фильма. А когда вы снимаете в 10 000 раз быстрее, вам необходимо в 10 000 раз больше света, чтобы изображение не получилось совсем темным.

 Мерцание

Все сети питания работают с частотой 50/60 Гц. Небольшая галогеновая лампа будет равномерно пульсировать соответственно этой частоте, в результате чего при высокоскоростной съемке появится мерцание. Пульсирование, которое человеческий глаз нормально воспринимает при обычной скорости, становится очень сильным и медленным при воспроизведении последовательности кадров, записанных на высокой скорости. Главное правило здесь такое: чем больше филамент лампы, тем меньше он реагирует на частоту сети питания, что в результате дает практически равномерный выход света.

Для большинства металогалогенных ламп дневного света мерцание проявляется иначе. В связи с тем, что при работе с такими источниками света используются электронные балласты, которые воспламеняют плазму, они ведут себя не так, как галогеновые лампы. Мерцание в лампах HMI очень часто вызывается нестабильным положением плазмы в лампе. Существует всего несколько систем, которые дают действительно стабильный выход светового потока при очень высокой скорости съемки. Лампы с длинной дугой обеспечивают очень высокий выход света, а также имеют стабильную плазму, которая постоянно излучает свет. К сожалению, это говорит о том, что измеряющие мерцание приборы не всегда помогают при работе с цифровыми камерами. Большое преимущество современных камерных систем в том, что можно без проблем переснимать кадры. То есть уровень мерцания можно оценить, проведя тестовую съемку.

Безопасность

Другая проблема заключается в том, что для съемок требуется очень мощное освещение, но при съемке мелких животных, птиц, насекомых свет может убить их за пять секунд. Поэтому очень важно так организовать освещение, чтобы свет был достаточно сильным, но живое существо при этом не пострадало. Например, если использовать очень мощные лампы дневного света, то напротив них можно ставить теплозащитные экраны. При этом лампы надо держать на достаточном расстоянии и включать их на очень короткий промежуток времени, чтобы с объектом съемки ничего не случилось.

Эффективное освещение – это довольно серьезная проблема, и я думаю, что в будущем она будет полностью решена.

Съемка спорта

В телевизионном спортивном производстве чаще используется термин «камеры slowmotion» и его производные – super slow motion, extreme slow motion…

Как правило, для съемки спорта применяются камеры, позволяющие снимать со скоростью, в 2 или 3 раза превышающей обычную. Хотя на сегодняшний день на рынке существуют специальные видеокамеры, ведущие съемку с очень высокой частотой смены кадров (до 1000 к/с и выше), что дает возможность создавать замедленные повторы со скоростью в 20 раз меньше обычной скорости воспроизведения. Но такие модели нельзя использовать в качестве камер для прямых трансляций.

Практически все выпускаемые на сегодня высокоскоростные камеры оснащены интерфейсом для внешней синхронизации, что позволяет использовать их в многокамерных системах, а в связи с возросшей популярностью объемного телевидения – и для создания замедленных повторов в формате 3D.

Соотношение сигнал/шум

Некоторые спортивные игры (например, баскетбол) не оставляют достаточно времени для замедленного в три раза воспроизведения, а замедление в два раза является достаточным для просмотра того, что происходит во время игры. Это дает возможность на 50% увеличить время экспозиции для каждого кадра, что позволяет улучшить показатели соотношения сигнал/шум.

В основе современной телевизионной камеры лежит матрица, которая преобразовывает падающий на нее свет в электрический сигнал. Не имеет значения, какого типа эта матрица – ПЗС (CCD) или КМОП (CMOS): чем больше фотонов попадает на нее, тем выше будет напряжение на выходе. Это очень невысокое напряжение на выходе мгновенно увеличивается при аналого-цифровом преобразовании перед тем, как попасть в другую часть камеры для обработки.

Проблемой камер super slow motion является то, что каждый их кадр составляет по продолжительности лишь одну треть от кадра, снятого на обычную камеру. Таким образом, только одна треть от количества фотонов может попасть на матрицу, поэтому и напряжение на выходе будет ниже в три раза.

Следовательно, важной задачей для разработчиков является создание усилителя с очень низким показателем уровня шума, чтобы повысить такое низкое напряжение без значительного ухудшения качества изображения.

Скорость передачи данных

Скорость передачи некомпрессированного цифрового видеоформата HD составляет примерно 1,5 Гб/с. Следовательно, при съемке на камеру super slow motion со скоростью, в три раза превышающей обычную, данные будут передаваться со скоростью около 4,5 Гб/с.

Такая высокая скорость требует и высококачественной линии передачи. Для этого используется обычный гибридный оптоволоконный кабель стандарта SMPTE или две жилы стандартного одномодового «темного» волокна. Данные передаются на расстояние до 4 км.

На базовой станции данные разделяются на два или три параллельных потока HD-SDI, которые затем передаются на сервер замедленных повторов.

Базовая станция позволяет создавать на выходе смешанный видеосигнал со стандартной частотой кадров. Поскольку на этом этапе накладывается видео с обычных камер, такая сложная обработка – особенно в чересстрочном формате – должна осуществляться с очень небольшой временной задержкой.

Фотофиниш

Высокоскоростные камеры активно применяются в программно-аппаратных системах для фиксации порядка пересечения финишной черты участниками соревнований. Наличие протокола фотофиниша является одним из обязательных условий при ратификации мировых рекордов в легкой атлетике и ряде других видов спорта, входящих в программу Олимпийских игр. Такими камерами оснащены все места проведения гонок «Формула-1», NASCAR, «Тур де Франс», «Джиро д’Италия», «Вуэльта Испании» и ряда других подобных соревнований мирового уровня. Время, зафиксированное при помощи таких систем фотофиниша, является официальным, потому как транспондеры, чье время используется при телевизионных трансляциях, довольно часто теряются в завалах или же при замене мотоциклов или велосипедов после аварий. В нескольких дисциплинах лыжных гонок и конькобежного спорта использование систем фотофиниша, согласно правилам, обязательно. Так, довольно часто прибегали к рассмотрению изображения фотофиниша на зимней Олимпиаде-2010 в Ванкувере. В связи с приближающейся зимней Олимпиадой в Сочи стоит ожидать, что эта технология будет активно востребована в России.

Также эти системы часто применяются на скачках и бегах – на отдельных ипподромах число систем фотофиниша исчисляется десятками – «цена ошибки» здесь в буквальном смысле очень высока.

В системах фотофиниша используется принцип так называемой «щелевой съемки», при которой фиксируется только линия шириной в один пиксель, а получаемый в итоге кадр «собирается» из этих полосок. Матрицы таких цифровых камер, в отличие от обычных, для съемки используют лишь один вертикальный ряд пикселей . В то же время скорость получения изображения может достигать 10 000 линий в секунду, хотя наиболее распространенными являются системы, сканирующие до 2000 линий в секунду. Получаемые данные передаются на компьютер, где при помощи специализированного программного обеспечения линии «склеиваются» в одно непрерывное изображение финишной линии на протяжении времени активного захвата. Оператор или судья фотофиниша расшифровывает полученное изображение, определяя порядок прихода участников. Важной особенностью здесь является рабочая высота матрицы, которая обуславливает протяженность финишной линии, охватываемой камерой фотофиниша. При особо широких финишных линиях (например, в гребле и ряде других видов спорта) нужны максимальные значения ширины захвата. Если же ширины захвата имеющихся систем не хватает, то приходится использовать несколько камер для каждого из участков финишной линии.

Кинематограф

До сих пор высокоскоростные пленочные камеры широко используются при съемках рекламы и кинофильмов. Главные преимущества пленочных камер – длительность съемки и цветопередача – помогают им оставаться в арсенале кинематографистов. В основе камер – два типа механизмов перемещения пленки. Один из способов – это покадровое перемещение (pinregistered) пленки при скорости 360 к/с. В случае с камерой Photo-Sonics 4ER стабильность и позиционирование каждого кадра поддерживаются вакуумом, что позволяет создавать великолепные изображения.

В камерах, работающих на очень больших скоростях, используется вращающаяся призма, которая проецирует изображения на негатив, движущийся с постоянной скоростью. Механическая синхронизация призмы, затвора и скорости пленки влияют на точность всей системы. Она не настолько совершенна и стабильна, как покадровое перемещение, но позволяет снимать на более высоких скоростях. Высокоскоростные пленочные камеры также позволяют снимать со скоростью до нескольких миллионов кадров в секунду. В этих системах используются вращающиеся зеркала или принцип щелевой съемки.

Рабочий процесс

Процесс высокоскоростной съемки на пленку очень хорошо известен и хорошо зарекомендовал себя. Рабочий процесс съемки на цифровые камеры устоялся гораздо в меньшей степени. Вместо того чтобы сравнивать технические характеристики цифровых камер, гораздо важнее обратить внимание на работу на съемочной площадке и на этапе постпроизводства для каждой системы. Теперь системы поддерживают все основные видеоформаты, обеспечивая вывод сигналов HD-SDI 4:2:2 и 4:4:4 и файлов RAW. Сейчас очень многие любят использовать разные типы файлов RAW и перекодировать их в подходящую для них версию. Очень важно тесное взаимодействие между постпроизводством и производством, так как многие новые функции – резервирование, LUT и контроль качества – перемещаются все ближе к съемочной площадке.

Резюме

Соревнования по достижению более высокой скорости съемки будут продолжаться, сенсоры камер будут совершенствоваться и станут более чувствительными к свету, что даст возможность вести высокоскоростную съемку, используя то количество света, которое требуется для обычной камеры.

Основной задачей по-прежнему будет являться выбор правильного и адекватного инструмента для воплощения ваших планов. Очень часто возникают ситуации, когда нужен просто компактный аппарат, и уже становится неважно, какими характеристиками он обладает.

Практичная камера super slow motion для прямых трансляций

Замедленные повторы во время прямых трансляций играют значительную роль в современном телевидении и особенно в спорте. Они позволяют зрителям наблюдать за тем, что на самом деле происходит во время основных моментов соревнований, и дают возможность оценить опыт и работу их любимых спортсменов. Вот почему замедленные повторы стали очень важной частью телевещания.

В этой статье расскажем о том, что обычно называют технологией live slow motion. Речь пойдет о камерах, способных снимать со скоростью, в три раза превышающей обычную частоту смены кадров. Сначала  эту технологию использовали при создании камеры LDK 23, затем привнесли ее в мир высокой четкости, создав модель LDK 8300. В каждом из этих случаев блок формирования изображений был таким же, как и в обычных камерах. На сегодня это означает, что камеры LDK 8000 Elite и LDK 8300 Super Slo-Mo идентичны в плане преобразователя свет-сигнал. Поэтому режиссер может смело делать нарезку видео с обеих камер без каких-либо изменений качества изображения и в то же самое время мгновенно получать идеальные замедленные повторы.

Такая согласованность камер на практике является необходимым условием для внестудийных съемок.

LDK 8300 имеет два режима съемки – с частотой в два и в три раза превышающей обычную. Например, видеоряд, снятый со скоростью 150 (или 180) к/с, может быть воспроизведен со скоростью в три раза меньшей без потери качества, поскольку воспроизведение со скоростью 50 к/с является стандартным.

При съемке с трехкратной скоростью LDK 8300 отличается высоким соотношением сигнал/шум – более 54 дБ, что превосходит стандартные пределы для шума при съемке в формате высокой четкости.

Как уже отмечалось, при съемке какого-либо события во избежание необходимости использования еще одной камеры требуется также видео, снятое со стандартной скоростью. Вне зависимости от того, установлен ли режим съемки с удвоенной или утроенной скоростью, на блоке камерного канала создается видеоряд со стандартной скоростью – при этом используются современные алгоритмы, которые суммируют две или три фазы видео. Это позволяет улучшить соотношение сигнал/шум еще на 3 дБ и приблизить по этому показателю камеру LDK 8300 к модели LDK 8000 Elite.

Мерцание

При замедленном воспроизведении изменения в уровне освещенности очень заметны. Многие, наверное, видели, что бывает с изображением, снятым на высокоскоростную камеру, при замедленном повторе: мерцание очень мешает и раздражает при просмотре. Приведенная диаграмма объясняет это явление.

Становится ясно, что эту проблему нельзя игнорировать.

Решение, которое предлагает компания Grass Valley, называется AnyLight™. Оно обеспечивает соответствующую компенсацию при любых условиях. Эта система имеет пять режимов предустановки (в том числе режим «выключено»), которые позволяют видеоинженерам осуществлять компенсацию в соответствии с каждой конкретной ситуацией:

-«оптимальный» – без снижения мерцания, для использования при оптимальных условиях освещенности;

-«хороший» – искусственное освещение с минимальными изменениями амплитуды (свет от ламп накаливания, устойчивое трехфазовое освещение, комбинация искусственного и дневного освещения);

— «удовлетворительный» – когда существуют значительные изменения амплитуды, например при флуоресцентном освещении;

— «слабый» – используется при освещенности с очень большими изменениями амплитуды, например при применении металлогалогенных, газоразрядных и неоновых ламп;

— «экстремальный» – позволяет получить видео без мерцания, но появляется значительная размытость изображения: этот режим должен использоваться только при очень плохих условиях освещенности.

Подобно смешиванию сигналов на выходе, предназначенном для вывода видео со стандартной частотой кадров, обработка в режиме AnyLight должна происходить в реальном времени с минимальной временной задержкой. Это повышает требования к возможностям обработки базовой станции.

Резюме

Можно обобщить практические требования к камерам super slow motion, которые должны обеспечивать:

-возможность осуществлять съемку с разрешением HD со скоростью, в два и три раза превышающей стандартную;

-возможность осуществлять вывод высококачественного видео со стандартной частотой кадров так, чтобы камеру можно было использовать как для обычного видеопроизводства, так и для замедленных повторов. Это позволяет минимизировать состав съемочной группы и техники; качество изображения, идентичное полученному со стандартной камеры, имеющей такой же оптический блок и камерную головку, и сопоставимое с ней соотношение сигнал/шум;

-наличие системы, подходящей для высокоскоростной передачи данных (4,5 Гб/с для видеоформата HD);

-наличие средства для минимизации эффекта мерцания при замедленном воспроизведении, которое не создает другие нежелательные дефекты, такие как размытость изображения;

-усовершенствованную обработку сигнала для создания в реальном времени чистого и стабильного видеосигнала при высокоскоростной съемке, даже если камера работает в чересстрочном режиме;

— полную согласованность и идентичность в работе и в отдельных компонентах стандартной и высокоскоростной камер, включая одинаковые крепления для объектива и видоискателя и панели управления.

Удовлетворить все эти требования не просто. Но  Grass Valley LDK 8300 на сегодняшний день является единственной камерой на рынке, в которой все поставленные задачи решены. Впервые камера приняла участие в съемке чемпионата Европы по футболу 2008 года в Австрии, а затем ее выбрали для съемки Олимпиады в Пекине в 2008 году и зимних Олимпийских игр в Ванкувере в 2010 году. Наравне с камерой LDK 8000 Elite, снимающей со стандартной скоростью, высокоскоростную камеру LDK 8300 выбирают ведущие вещательные организации по всему миру.

Информация предоставлена компанией Grass Valley

Система для высокоскоростной съемки ARRI Media Hi-Motion

 Энди Хэйфорд

Hi-Motion — высокоскоростная цифровая камерная система, предназначенная для съемок спортивных событий, разработанная ARRI Media совместно с компанией NAC. Она активно используется компаниями Sky Sports, BBC Sport, ITV Sport и другими для съемок различных спортивных мероприятий.

ARRI Media впервые продемонстрировала прототип камерной системы Hi-Motion на выставке IBC’2005 в Нидерландах, а затем и в других странах – во Франции, Германии и Великобритании. Активное развитие проекта Hi-Motion началось в марте 2006 года, когда я приступил к работе в компании ARRI Media. В это время мы получили прототип камерной системы Hi-Motion для исследования и вскоре начали работать с телеканалом Sky Sports. Наша камерная система использовалась в течение двух месяцев во времяпроведения футбольных матчей английской Премьер-лиги, финалов кубка «Гинесса» и кубка «Хайнекен», а также для съемки игр Лиги чемпионов в Париже. Затем прототип камеры использовался телеканалом HBS для съемки всех 24 матчей чемпионата мира в Германии. Помимо этого, Hi-Motion применялась телеканалом Sky Sports для съемки домашних международных матчей, проводимых английской сборной по крикету (England Cricket team).

В начале 2007 года нам поставили две первые системы Hi-Motion, а к началу 2008 года их было уже 10.

Другими ключевыми событиями стали поставка семи камер Hi-Motion для компании BOB (Beijing Olympic Broadcasting Co., Ltd) для съемки пекинской Олимпиады 2008 года; восьми камер для компании OBS (Olympic Broadcasting Services) на ванкуверскую Олимпиаду 2010 года и четырех – для чемпионата мира по футболу в ЮАР в 2010 году. Создание, распространение и выдача в эфир видеосигналов по всему миру осуществлялись полностью в формате высокой четкости, что сделало событие в Ванкувере первыми зимними Олимпийскими играми, транслирующимися в формате HD.

В Ванкувере все восемь камер Hi-Motion обеспечивали съемку пяти различных видов спорта на шести разных площадках, включая соревнования по горнолыжному спорту и лыжным гонкам, проходившие в Уистлере, а также по конькобежному спорту и керлингу в Ванкувере.

Представители компании ARRI Media предварительно посетили Ванкувер, чтобы обеспечить как можно более органичную интеграцию камерных систем Hi-Motion в съемочный процесс каждого соревнования. Также они проводили тренинги для тех операторов и технических специалистов, которые до этого не работали с этими камерными системами.

Hi-Motion идеально подходит для съемки крупнейших спортивных событий, поскольку эта HDкамера может быть легко интегрирована в рабочую среду ПТС, включающую в себя сервер EVS XT2, один из каналов которого используется для записи, другой – для воспроизведения. Камера обеспечивает мгновенный вывод замедленных повторов во время съемки основных событий, а также создание красивых кадров, которые позже можно будет вставить в программу. Потребление камеры – 110–220 В переменного тока.

Камерная головка Hi-Motion оснащена тремя сенсорами КМОП размером 2,2 мегапикселя, обеспечивающими съемку с разрешением HD 1920×1080 пикселей. Чувствительность эквивалентна 160 единицам ASA (2000 лк, число диафрагмы F5). Камера оснащена видоискателем (монокуляр и цветной 7-дюймовый) и креплением для телевизионных объективов В4, что позволяет использовать с ней любые студийные или внестудийные объективы.

Система Hi-Motion способна снимать со скоростью от 12 до 300 к/с и в режиме 600 к/с в full HD 16:9. Просмотр материала осуществляется с частотой 300 к/с. Hi-Motion имеет функцию мгновенного замедленного воспроизведения. Съемка может быть замедлена в 6 или 12 раз при скорости 300 к/с и в 24 раза при скорости 600 к/с, что обеспечивает плавное воспроизведение при замедленном повторе. Материал воспроизводится в режиме 50i. Если необходима запись с прогрессивной разверткой 50р, материал с двухканальных выходов HD-SDI блока CCU записывается на двухканальные входы видеомагнитофона Sony HDCAM SR. Управлять функциями Hi-Motion можно с выносной панели RCP.

Некомпрессированные данные RGB записываются «по кольцу» на встроенную память RAM объемом 48 ГБ, которая позволяет вместить 22 секунды материала, снятого со скоростью 300 к/с, и 11 секунд при скорости 600 к/с. При этом материал можно выдавать в прямой эфир. Как только оператор выберет такой материал, клип будет сразу доступен для замедленного повтора.

Отснятый видеоматериал по оптоволоконному кабелю передается на блок CCU. Затем возможно немедленное воспроизведение или запись видео через выходы HD-SDI на сервер замедленного воспроизведения HD EVS LSM-XT2 или видеомагнитофон HD (чаще всего используется Sony SRW-1 HDCAM SR). Камера может быть легко интегрирована в имеющуюся многокамерную систему ТВЧ.

Hi-Motion можно использовать как при съемке с рук, так и со штатива (пьедестала).

Главная вещательная организация в Ванкувере Olympic Broadcasting Services Vancouver (OBSV) совмещала отснятое камерами Hi-Motion видео со своим материалом и направляла его всем вещательным компаниям по всему миру. Каждая из таких компаний, например BBC и ARD/ZDF, могла поместить на сервер OBSV клипы, отснятые камерами Hi-Motion, и отредактировать их в своих собственных программах постпроизводства и монтажа.

Одно из первых появлений камерных систем Hi-Motion состоялось во время проведения чемпионата мира по футболу в Германии в 2006 году, где она работала на 23 матчах. Тогда они смогли передать драматические детали ключевых моментов первенства, таких как гол, забитый Зинедином Зиданом с пенальти на первых минутах финала.

Благодаря своему успеху в Германии в 2006 году, камеры Hi-Motion были выбраны главной вещательной организацией Host Broadcasting Services (HBS), обеспечивавшей прямую трансляцию всех 64 матчей чемпионата мира по футболу в ЮАР. Вещание из Южной Африки было названо самым широкомасштабным и самым технологически развитым за всю историю чемпионатов мира. Во время проведения этого события использовалось четыре камеры Hi-Motion, поставку которых осуществили ARRI Media и ее французский партнер Digital Video Sud (DVS). В ЮАР мы использовали новый сервер EVS XT с прошивкой Multicam 10.01, что обеспечило полное управление камерами Hi-Motion, устранив необходимость наличия отдельной панели управления. Это означало, что HBS теперь могла вставить кадры замедленных повторов, отснятые камерами Hi-Motion, в свой материал гораздо более простым способом, чем это было в Германии.

Информация предоставлена компанией ARRI Media

Cine SpeedCam Mark II

По материалам Weinberger Technologies

Камера Cine SpeedCam Mark II (MK II) производства Weinberger Technologies предназначена для теле- и киносъемки в формате высокой четкости. Этой камерой можно снимать на фоне рирпроекции спецэффекты для художественных фильмов, документальное кино, спортивные события, музыкальные клипы и т.п.

MK II оснащена сенсором CMOS (16,9×11,2 мм) с прогрессивным сканированием и разрешением 1536×1024 пикселей. При полном разрешении камера способна осуществлять запись со скоростью до 1000 к/с, при более низком — до 10 000 к/с. Изображения сохраняются в виде последовательности несжатых файлов tiff или файлов avi и OuickTime. Видео легко импортируется в различные HD-системы монтажа или компьютерной графики. Имеется вход HD-SDI.

Камера позволяет вести съемку в системах PAL и NTSC. Имеется выход VGA для просмотра видео в реальном времени. Глубина оцифровки на канал составляет 10 бит, глубина цвета — 24 бит (динамический диапазон). Чувствительность сенсора эквивалентна 200 единицам ASA. Скорость затвора — от 1 до 1/100 000 секунд. Режим speed ramping позволяет менять скорость затвора, когда камера работает, то есть изображение может ускоряться и замедляться в процессе съемки. То есть если съемка ведется с частотой кадров 24 к/с, а затем замедляется до 12 к/с, то при последующем воспроизведении с нормальной скоростью объекты будут двигаться быстрее.

Имеется возможность настройки баланса белого, цветов RGB, гаммы и тона. После записи материал можно просмотреть в неполном разрешении. Просмотр в полном разрешении возможен после рендеринга. Камерой может управлять без подключения к компьютеру. Данные в формате RAW можно записывать на встроенный жесткий диск HDD 40 ГБ. Имеется вход внешней синхронизации, на который можно подавать сигнал, соответствующий TTL-уровню. Есть возможность объединить в одну систему до четырех камер, управление которыми будет осуществляться посредством компьютера с Windows XP. При этом они могут работать на расстоянии до 100 м друг от друга.

На камеру могут быть установлены кинообъективы 35 мм с креплением PL или объективы с креплением С-Mount, Nikon F, Minolta SR. Cine SpeedCam полностью совместима с компендиумами Chrosziel mattebox, системами follow-focus, Preston zoom control, различными мониторами и видоискателями, которые крепятся на камеру сверху. Масса камерной головки составляет 4 кг, габариты – 120×150×200 мм (Ш×В×Д).

SpeedCam Mega Vis

Компания Weinberger Technologies недавно выпустила высокоскоростную цифровую камерную систему SpeedCam Mega Vis для теле- и киносъемки в формате высокой четкости. Она построена на базе новейшей высокочувствительной матрицы CMOS 2016×2016 (четыре мегапикселя) с низким уровнем шума и глубиной цвета 12 бит – такая технология позволяет при скоростной съемке получать изображения превосходного качества с высоким уровнем деталировки. Геометрические размеры сенсора – 22,18×22,18 мм, по диагонали – 31.36 мм.

Чувствительность преобразователя свет-сигнал эквивалентна 800 единицам ASA. В полном разрешении запись может вестись со скоростью 1 279 к/с. Максимальная скорость составляет 63,841 к/с при разрешении 240×120 пикселей. Скорость электронного затвора может достигать 2 мкс, что позволяет избежать смаза изображения при высокоскоростной съемке.

Камера имеет стандартные интерфейсы Gigabit Ethernet и USB 2.0 и может подключаться к отдельной станции захвата (PC или лэптоп), которая управляется Windows XP Professional и Windows Vista. Имеется вход внешней синхронизации TTL. Опциональные выходы DVI и HD-SDI позволяют сразу просматривать записываемое видео со скоростью 25 к/с. Объем внутренней памяти – 16 ГБ (опционально – до 32 ГБ). В полном разрешении при съемке 1 279 к/с записывается 2,4 с материала, опционально – до 4,8 с.

Программное обеспечение, входящее в комплект поставки, дает возможность проводить анализ замедленного видеоизображения и поддерживает экспорт записанных клипов в виде последовательностей единичных кадров в формате bmp или в виде файлов avi. Опциональное ПО Visart позволяет одновременно управлять несколькими камерами и использовать имеющиеся функции для обработки изображения. ПО Mobile Control обеспечивает управление камерой с мобильных устройств через сенсорный экран.

Крепление для объектива – F-Mount (Nikon).

Габариты камеры – 170×185×290 мм (Ш×В×Д), масса – 7 кг.

Компактная камера FOR-A VFC-7000 с переменной частотой кадров

 Сусуму Хотта

В наши дни технология super slow motion является неотъемлемой частью многих творческих проектов и особенно востребована для спортивных и медицинских съемок. Фирма FOR-A готова предложить решение, которое позволит его обладателям работать в вышеперечисленных областях. Компания создала невероятно простую в использовании систему Flash Eye, которая позволит снять насыщенное деталями видео в некомпрессированном качестве HD. В ее состав входят камера VFC7000 и выносная панель управления. Камера обеспечивает запись и воспроизведение с переменной частотой (от 125 к/с до 700 к/с) в полном разрешении. Она оснащена высокочувствительным цветным сенсором КМОП (1280×720) с прогрессивным сканированием 720P и чувствительностью 2000 лк при F1.4. Соотношение сигнал/шум составляет 52 дБ. Электронный затвор работает со скоростью 1/200 000 с, что обеспечивает высокое качество изображения без смаза при съемке быстродвижущихся объектов.

Камера VFC-7000 очень легкая и ее можно переносить, держа за встроенную ручку. На нее можно устанавливать объективы с креплением F mount (опция PL mount будет доступна позднее). Встроенный блок памяти позволяет записывать девять секунд видео в полном разрешении. Имеется режим записи «по кольцу». С помощью интерфейса Ethernet (100 Base-TX/1000 Base-T) можно с высокой скоростью передать отснятый материал на внешнюю систему хранения или в систему монтажа.

Камера VFC-7000 имеет два выхода HD-SDI (720/59.94P, 720/50P), что обеспечивает выход «живого» видео параллельно со сбросом записанных материалов из внутренней памяти. Камера VFC-7000 поддерживает синхронную работу в многокамерном режиме в паре со второй камерой по системе «ведущий–ведомый» (masterslave), что может пригодиться при съемке в 3D. Вход синхронизации – аналоговый black burst (SD) или Tri-level (HD). Видоискатель входит в комплект как опция.

Поставляется камера с выносной панелью, которая оснащена кнопками и сенсорным экраном и позволяет управлять всеми функциями камеры, включая воспроизведение и запись.

Питание осуществляется от источников постоянного тока 12 В, 17 В, а также через сетевой адаптер, что позволяет использовать систему на внестудийных съемках.

Режимы записи VFC-7000

Габариты камеры (Ш×В×Д) – 115×116,2×244,1 мм (без ручки), масса – 2 кг.

В декабре 2010 года камера VFC-7000 была отмечена наградой Government Video Salute на прошедшей в Вашингтоне выставке Government Video Expo.

Информация предоставлена компанией FOR-A

Высокоскоростные камеры I-Movix

Считается, что история компании I-Movix началась с 2005 года, когда была разработана уникальная система замедленного повтора Sprint Cam Live. Цель, которую поставила для себя команда разработчиков I-Movix, – создание системы замедленного повтора с экстремальными характеристиками (даже был придуман термин – Extreme SlowMotion), которая позволила бы зрителю увидеть те моменты и события, которые не позволяют запечатлеть обычные камеры. I-Movix Sprint Cam была создана в сотрудничестве с компанией Photron – одним из лидеров в области производства камер для специальных съемок – и должна была отвечать самым высоким стандартам качества, предъявляемым телевизионной индустрией. Система SprintCam Live была создана на основе камеры Photron APX RS с использованием объективов Fujinon серии DigiPower и включала в себя также блок камерного канала с встроенным сервером SprintCam, панель управления параметрами камеры (OCP) и контроллер замедленного воспроизведения.

В 2007 году I-Movix вышла с этим продуктом на мировой рынок. И уже на следующий год на пекинской Олимпиаде системы замедленного повтора I-Movix SprintCam Live использовались при проведении прямых трансляций соревнований по девяти видам спорта, таким как синхронные прыжки с трамплина, стендовая стрельба, пляжный волейбол и др.

Основное отличие камер производства I-Movix от подобных систем других производителей заключается в возможности использовать стандартные аксессуары, предназначенные для обычных студийных камер. Например, объективы, в том числе и большие внестудийные box type, штативы и пьедесталы, аксессуары для управления фокусом и масштабированием. При этом камеры I-Movix сохраняют уникальные технические параметры камерных головок компаний Photron и Phantom, на основе которых они были разработаны. Все камеры I-Movix поставляются с блоками камерных каналов и панелями управления ими со стандартным студийным пользовательским интерфейсом.

На сегодняшний день компания выпускает несколько моделей камер серии SprintCam.

SprintCam – это системы высокоскоростной съемки, работающие в форматах SD (PAL/NTSC) и HD (720р и 1080i) и обеспечивающие воспроизведение видео в реальном времени. Они могут использоваться как в составе ПТС, так и отдельно, для трансляций (в том числе прямых) спортивных событий.

Камеры серии SprintCam оснащены сенсором CMOS 1024×1024 пикселей. Запись видео может осуществляться со скоростью 250-5000 к/с, а воспроизведение — со скоростью 25 к/с. Воспроизведение видео в реальном времени осуществляется через выходы SD/HD-SDI. Скорость затвора составляет 1/250-5000 с, чувствительность — 100 единиц ASA. Связь камеры с блоком управления осуществляется по оптоволоконным кабелям стандарта SMPTE. Максимальное расстояние между камерой и блоком управления — 1 км.

Камерой SprintCam Live можно снимать в условиях низкой освещенности, например вечером на стадионе. Система уже использовалась при съемках многих спортивных мероприятий, в том числе на матчах Кубка УЕФА.

Блок управления камерой позволяет прямо во время съемки управлять такими ее параметрами, как гамма, точка загиба, баланс белого, баланс черного и так далее.

Для установки объектива Fujinon 2/3″ серии DigiPower используется стандартное байонетное крепление. Масса камеры — 8,3 кг.

SprintCam Live V2.1

В состав системы входит высокоскоростная камера, которая обладает высокими параметрами чувствительности и детализации изображения, а также расширенным динамическим диапазоном. С пульта дистанционного управления во время видеозаписи производится непосредственная установка опорных точек. Панель управления блока камерного канала позволяет плавно устанавливать частоты кадров для съемки. С помощью пульта ДУ замедленного повтора осуществляется воспроизведение видеофрагментов с мгновенным их вызовом из памяти. Видеофрагменты могут быть воспроизведены вживую или позже с видеосервера. Новый блок камерного канала (CCU) подключается к камере стандартным оптоволоконным кабелем SMPTE с разъемами Lemo. Максимальная дистанция от камеры до блока камерного канала составляет 1000 метров. Возможно также использование кабеля с разъемами Fisher или Tajimi (опция).

SprintCam V3 HD

SprintCam V3 HD – система замедленного повтора, которая обеспечивает широкий диапазон установок частоты кадров при качестве изображения, удовлетворяющем стандарту ТВЧ.

Высокие эксплуатационные характеристики системы замедленного повтора SprintCam V3 HD позволяют использовать ее не только в вещательной индустрии, но и при производстве ТВ-программ, рекламы, документальных и художественных фильмов.

Пользователь имеет возможность установки частоты кадров в диапазоне от 150 до 2000 к/с с возможностью воспроизведения видеозаписи мгновенно, без задержки, что позволяет получать замедление воспроизведения изображения в диапазоне от 6 до 80 раз от номинальной скорости в полном ТВЧ-разрешении. Видеокамера, применяемая в системе SprintCam V3 HD, имеет более высокие параметры чувствительности и детализации изображения по сравнению с обычными камерами. SprintCam V3 HD также может работать как самостоятельно, с возможностью непосредственного воспроизведения фрагментов, так и в паре с сервером EVS LSM или видеомагнитофоном.

 

SprintCam Basic

SprintCam Basic – это версия системы SprintCam, она была специально разработана для тех, кто хочет воспользоваться преимуществами систем замедленного повтора I-Movix SprintCam при ограниченном бюджете. Основным преимуществом данной системы является ее доступная цена.

Система ориентирована на региональные и небольшие ТВ-компании, а также на использование в областях, не имеющих отношения к телевидению (учебные заведения, технические университеты, исследовательские центры и т.п.).

Как и остальные продукты компании I-Movix, система SprintCam Basic – это полностью интегрированное решение, обладающее уникальными характеристиками.

Она позволяет записывать изображение в диапазоне от 500 до 2000 к/ с с последующей выдачей сигнала в стандарте SDI.

Для использования в телепроизводстве предлагается специальная конфигурация SprintCam Basic.

SprintCam Vvs HD

SprintCam Vvs HD – это абсолютно новая модель системы для сверхзамедленной съемки. Она представляет собой полностью законченное решение для спортивного вещания, съемок рекламы, художественных и документальных фильмов.

В модели SprintCam Vvs HD реализованы новые функциональные возможности, которые не были доступны в предыдущих моделях I-Movix.

Камерная головка выполнена на основе камеры Phantom с матрицей CMOS 2,5К×1,6К. Для установки объективов она может быть оснащена креплением типа B4, PL,C, Nikon F.

Камера позволяет производить съемку в стандартах HD-SDI 1080i 50/59.98/ 60, HD-SDI 720p 50/59.98/ 60, SDI NTSC, PAL.

Съемка в формате высокой четкости может производиться с частотой до 5800 к/с в режиме 720p и 2700 к/с в режиме 1080i.

Блок камерного канала оснащен двумя видеовыходами, один из которых предназначен для работы в режиме реального времени, а другой в режиме воспроизведения. Кроме того, имеется интерфейс для подключения к системам служебной связи.

Что касается управления, то новая модель полностью совместима с серверами компании EVS.

К тому же теперь доступна опция, позволяющая использовать камеру для съемки с плеча.

Передача сигнала от камеры до блока камерного канала осуществляется по оптоволоконному кабелю стандарта SMPTE длиной до 1 км.

Панель управления блока камерного канала обладает всеми необходимыми регулировками параметров, которые обычно присутствуют в подобных панелях студийных блоков камерных каналов.

Международные эксперты сразу же отметили, что технологии, применяемые компанией I-Movix в своих системах, позволяют увидеть в новом ракурсе мастерство спортсменов, пытающихся превзойти друг друга.

В настоящее время отдел обеспечения спортивных трансляций американской компании Fletcher завершил тестирование и осуществил поставку камерного комплекта SprintCam Vvs HD для системы сверхзамедленной съемки в формате 3D. Комплект был разработан по заказу спортивного канала ESPN для съемки бейсбольных соревнований серии Нome Run Derby 2010.

На этих соревнованиях, которые проходили в июле 2010 года, использовались спаренные камеры высокой четкости I-Movix SprintCam Vvs с 3D-оснасткой компании PACE.

Съемочной группе Fletcher Sports удалось запечатлеть удар нападающего по мячу в зоне страйка в режиме 1000 к/с. Это было фантастическое зрелище.

«Это был тот удар, который все обсуждали, и зрители не могли поверить, что 3D-эффект можно передать при съемке на скорости 1000 к/с, – отметил Дэн Грайнж, вице-президент компании Fletcher. – Когда вы видите деформацию мяча, изгиб биты и чувствуете, насколько они близко, вам может показаться, что вы с ними столкнулись. Этот эффект произвел неизгладимое впечатление на зрителей – они действительно были ошеломлены тем, что увидели».

Fletcher Sports планирует использовать подобные 3D-комплекты спаренных камер для трансляции спортивных мероприятий турниров NHL, NBA, MLB и NFL. Телевизионная камера I-Movix обладает возможностью повторного воспроизведения видео с сохранением исходного HD-разрешения и качества изображения.

Компания I-Movix максимально использует свои ключевые ресурсы: штат высококвалифицированных разработчиков, команду высокопрофессиональных менеджеров, небольшую, но очень гибкую организационную структуру и последний, но не маловажный фактор, – распределительную сеть профессиональных партнеров и специалистов по телевизионным технологиям во многих странах.

Высокоскоростные камеры IDT Vision HDiablo

По материалам IDT

В камере HDiablo производства компании IDT используется КМОП-сенсор 2K (2560×1920, 4 мегапикселя) размером 20 мм по диагонали. Размер пикселя – 7×7 мкм. Съемку можно вести с частотой 640 к/с в полном разрешении, с частотой 1020 к/с в разрешении Full HD (1920×1080), также возможна скорость 1530 к/с при более низком разрешении – 1280×720. Чувствительность матрицы эквивалента 800 единицам ASA. Глубина цвета – 30 бит (в чернобелом режиме – 10 бит).

Встроенный массив памяти 16 ГБ обеспечивает до восьми секунд записи HDвидео при съемке 1000 к/с. Когда требуется записать большой по времени объем, камера может подключаться к внешнему дисковому массиву.

Передача информации с камеры на компьютер производится благодаря покадровому захвату. Изображения записываются в виде последовательности снимков (tiff, jpg, bmp) или файлов avi. Для обеспечения большей производительности и простоты использования камера может быть интегрирована для работы с программой Motion Studio. Это программное обеспечение (Mac или Windows 32/64) позволяет получать материал в требуемом разрешении и с необходимым размером кадра – даже при съемке с частотой 1000 к/с можно получить HD-изображение с соотношением 16:9 в разрешении 1920×1080. Имеется пиксельный конвейер, в который данные передаются после съемки, а затем под управлением специальной программы определяются значения пикселей (растеризация), включая определение их цвета, яркости (освещения), прозрачности и т.д. Имеется автоматический режим контроля экспозиции. Межкадровый промежуток в режиме двойной экспозиции составляет 100 нс.

Камера выгодно отличается такими свойствами как пре- и послепуск для выполнения съемки, циклическая буферизация, внешний запуск и синхронизация (фазовая подстройка TTL).

Управлять камерой можно с компьютера по Ethernet или через iPod или PDA по протоколу Wi-Fi (опция) – например, такими функциями, как длительность экспозиции, частота кадров, продолжительность записи и др. Также имеется вход USB2.0, что обеспечивает простую связь с внешними устройствами. Камера имеет высокую частоту обновления кадров в процессе записи и проигрывания через цифровой выход HDMI.

Синхронизация осуществляется по синхросигналу (имеются соответствующие вход и выход) и по стробоскопическому источнику света. Имеется входной разъем – пускатель (триггер) – TTL и коммутатор. Можно подключить внешний источник тайм-кода GPS (опция). Композитный выход отсутствует.

На HDiablo можно устанавливать объективы с креплением C/EF/F/PL, что позволяет применять оптику, предназначенную как для пленочных камер 16 или 35 мм, так и для зеркальных фотоаппаратов Nikon и Canon.

Это дает возможность использовать камеру для любых съемок – кино, реклама, музыкальные клипы т.п. Камера изготовлена из композитных материалов, имеет прочную механическую конструкцию и высокое значение ударопрочности (до 100 G во всех плоскостях), благодаря чему может быть использована и для экстремальных съемок (взрывы, быстрая езда, единоборства, падение с высоты).

Прилагаемый батарейный блок дает возможность сохранения изображения при потере электропитания, а также автономной работы до двух часов.

Камера совместима с системой сбора данных Data Acquisition (16-каналов, 500 к/с) и с Timing Hub. Ее габариты (В×Ш×Д) 90,5×90,5×220 мм и масса 1,9 кг.

MotionScope M-series

Линейка MotionScope M-series включает в себя два варианта камер зонального сканирования, которые разработаны для промышленных и научных съемок. Электроника камер надежно «укрыта» в очень компактном и прочном корпусе и способна противостоять высоким нагрузкам и вибрациям.

Камера M-5 оснащена сенсором 4 мегапикселя и снимает в полном разрешении на скорости более 150 к/с.

Передача информации с камеры на компьютер производится благодаря покадровому захвату через канал Camera Link. Для обеспечения большей производительности и простоты использования высокоскоростные камеры M-series должны быть интегрированы с программой MotionPro X suite и CORECO X64 Camera Link PCI-E. MotionPro X suite и SDK объединяют камеры M-series в единую платформу IDT X-series и Redlake MotionXtra.

Высокоскоростные камеры M-series выгодно отличают такие свойства, как преи послепуск для выполнения съемки, циклическая буферизация, внешний запуск и синхронизация и простой выбор ROI. Когда требуется записать большой по времени объем, эта удобная и компактная камерная система соединяется с предназначенным для этого дисковым массивом, также она применима для различных задач видеонаблюдения и для лабораторных исследований.

Модель M-3 имеет сенсор 1,3 мегапикселя и позволяет снимать в полном разрешении со скоростью более 500 к/с. В отличие от камер прочих производителей она имеет режим непосредственной связи с компьютером (dual direct link), что снимает, в определенной степени, ограничение на объем оперативной памяти самой камеры, который не превышает 16 ГБ и вмещает восемь секунд записи при скорости 500 к/с и разрешении 1280×1024 пикселей.

Данный режим позволяет записывать материал непосредственно в оперативную память компьютера, избегая при этом режима перезаписи информации из памяти камеры, скорость которой на сегодня не превышает 100 к/с для разрешения 1280×1024 с глубиной цвета 8 бит на канал. Скорость перезаписи при съемке 500 к/с в пять раз ниже скорости записи, то есть время перезаписи двух минут съемки составит 10 минут.

Для реализации режима записи dual direct link камера M-3 может быть подключена к серверу высокоскоростной видеозаписи – IDT M2D. Сервер имеет в своем составе специальные платы видеозахвата Frame grabber с внешним высокоскоростным интерфейсом External PCIe, позволяющим вести непосредственную высокоскоростную запись изображений в память компьютера по кадрам без кодирования и потерь.

Именно эти высокоскоростные камеры IDT MotionScope M3, а также камера Olympus i-SPEED LT были использованы во второй части проекта «Видеорегистрационный комплекс на олимпийской спортивной базе ФГУП «Озеро «Круглое», первая часть которого была описана в журнале «625» (№ 8 , с.74-76) в 2010 году.

В проекте использовалось четыре камеры M3, а также две Olypmus i-SPEED. Они были расположены во втором бассейне для съемки прыжков в воду, где требовалось запечатлеть с разных ракурсов процесс полета спортсмена с вышки.

Как показала практика, эти высокоскоростные камеры полностью оправдали ожидания при съемке такого быстропротекающего процесса.

Компактная камера Mikrotron MotionBLITZ Cube4 для высокоскоростной съемки

Разработка немецкой компании Mikrotron GmbH — высокоскоростная цифровая камера MotionBLITZ Cube4 — является одной из самых компактных в своей категории. Ее габариты – 93×69×92 мм (с креплением объектива C-Mount) и 93×69×128 мм (с креплением F-Mount), масса без объектива составляет 900 г. Благодаря небольшим габаритам, эта камера может осуществлять высокоскоростную съемку в труднодоступных для обычной камеры местах.

Cube4 построена на базе сенсора КМОП с шаблоном Байера. Камера ведет съемку со скоростью от 25 до 1000 к/с в полном разрешении 1280×1024 пикселей. Максимальная частота съемки — 93 000 к/с. Глубина оцифровки — 8 бит. Чувствительность сенсора составляет 200 единиц ASA в черно-белом режиме и 160 единиц ASA при съемке в цвете. Динамический диапазон — 59 дБ. Скорость затвора — от 1/40 до 1/250 000 с.

На встроенную память емкостью 1 ГБ можно записать 1,5 секунды материала, снятого с полным разрешением и скоростью 1000 к/с (3 секунды – как опция). Имеется возможность записи «по кольцу». Видео выводится на обычный компьютер или ноутбук с помощью интерфейса Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мб/с. Изображения сохраняются в формате bmp или avi.

Встроенный аккумулятор позволяет осуществлять запись в течение одного часа. В стандартной комплектации Cube4 имеет крепление для объективов С-Mount, F-Mount предлагается как опция.

В основу камеры заложен стандарт GigE Vision, благодаря чему с MotionBLITZ Cube4 может использоваться различное программное обеспечение для обработки изображений. Синхронизация камер и сопутствующего оборудования осуществляется по временному коду IRIG-B.

Высокоскоростные камеры NAC Image Technology

По материалам NAC Memrecam Hi-Motion

Компания NAC известна своими высокоскоростными камерными системами высокой четкости для спортивного вещания.

В начале декабря 2010 года система Memrecam Hi-Motion была отмечена премией Emmy Technical Engineering Awards за 2009/2010 годы. Компания NAC удостоилась этой награды за инновации в области спортивного вещания и в знак признания ее лидирующего положения в разработке высокоскоростных цифровых камерных систем для вещательной, развлекательной и спортивной индустрии.

Фирма NAC давно сотрудничает с компаниями NHK, ARRI Media и Fletcher Chicago, что тоже способствовало использованию высокоскоростных систем NAC вещательными организациями для съемки чемпионатов мира по футболу в Германии иЮАР, Олимпийских игр в Пекине и Ванкувере, а также для съемки разнообразных спортивных событий, включая международные соревнования по автогонкам, теннису, футболу, бейсболу, регби, крикету, гольфу, боксу и верховой езде. Система Memrecam Hi-Motion была разработана совместно с NHK.

Она является первой в мире телевизионной камерой super slow motion высокой четкости, построенной на основе трех матриц КМОП. Предназначенная для спортивного вещания, камера Hi-Motion может легко интегрироваться в существующую спортивную вещательную среду и не требует привлечения специального оператора.

Технологии, используемые компанией NAC в создаваемых ею камерах, позволяют снимать сотни тысяч кадров в секунду, но для высокоскоростной съемки для телевидения высокой четкости оптимальной является скорость 1000 к/с. Поэтому NAC нацелена не на увеличение скорости съемки своих камер, а на интеграцию камерных систем super slow motion в спортивную вещательную среду и оптимизацию светочувствительности камер.

Memrecam fx K4

Высокоскоростная камера Memrecam fx K4 оснащена сенсором КМОП и 10-битным АЦП. По заявлению производителя, это единственная камера, которая позволяет записывать в полном разрешении (1280×1024 пикселей) 10 секунд видео, снятого со скоростью 1000 к/с. Максимальная скорость съемки составляет 168 000 к/с. Скорость электронного затвора — до 3 мкс, что обеспечивает высокое качество съемки быстродвижущихся объектов без артефактов. Камера отличается высокой светочувствительностью – 2400 лк (1000 к/с, апертура F4) для цветного изображения и 576 лк (1000 к/с, апертура F4) для чернобелого.

Глубина квантования – 10 бит. Камера оснащена системой автоматической настройки баланса белого и черного (ATC Circuit). Имеется функция расширения динамического диапазона и режим съемки в условиях низкой освещенности.

Скорость записи на Memrecam fx K4 можно изменять в процессе съемки. Запись видео осуществляется на внутреннюю память DRAM емкостью 2, 4, 8 или 16 ГБ. На случай сбоя питания есть функция резервной записи, позволяющая сохранять записанные изображения примерно в течение часа. Видео также можно записывать на карты Compact Flash, для которых имеется соответствующий слот. Кроме того, есть возможность воспроизведения материала в реальном времени (NTSC/PAL). Скорость воспроизведения можно регулировать. Записанные на DRAM изображения могут быть переданы непосредственно в компьютер по Gigabit Ethernet. Все настройки записи и замедленного воспроизведения можно осуществлять с помощью кнопок и переключателей, расположенных на задней панели камеры. Помимо этого, камерой можно управлять дистанционно, используя ручной контроллер NAC J-Pad II или компьютерную станцию управления.

Для синхронизации работы нескольких камер и сопутствующего оборудования используется тайм-код IRIG-B. С помощью системы NAC M-Hub до 48 камер Memrecam fx K4 могут быть объединены для многокамерной съемки (вход Remote In).

Memrecam fx K4 оснащена креплением для объективов С-Mount или F-Mount. Видеоматериал можно просмотреть в процессе съемки на ЖК-видоискателе (или ЖК-мониторе NAC View Box), мониторе VGA или мониторе компьютерной станции управления.

Камера NAC Memrecam fx K4 является основой камерной системы Tornado, разработанной компанией Arri Media, и камерной системы Clairmont Camera. Вместо креплений С-Mount для объективов эти системы имеют крепления PL, позволяющие устанавливать кинооптику 35 мм. Кроме того, в данных конфигурациях с камерой fx K4 может использоваться большое количество киноаксессуаров, в том числе компендиумы и системы follow focus производства Arri.

Высокоскоростная камера Olympus i-SPEED LT

Камеры для качественной высокоскоростной съемки серии i-SPEED впервые были предложены вниманию специалистов ТВ на выставке VIT Expo 2010.

Для работы с новой высокоскоростной камерой i-SPEED не требуется специальных навыков – она готова к работе сразу же после включеъния. Ушли в прошлое времена, когда требовалось дожидаться загрузки компьютера – управление этой камерой производится не только с компьютера, но и с пульта дистанционного управления (RCP) либо с дисплейного блока (CDU). Анализ полученных данных и сравнительные измерения по изображениям можно проводить сразу на месте съемки. Просмотр осуществляется в реальном времени непосредственно на цветном графическом дисплее блока CDU, который поставляется в комплекте i-SPEED. Он позволяет максимально эффективно управлять функциями камеры с помощью кнопок быстрого доступа, которые расположены вокруг экрана по периферии внешней панели CDU: семь кнопок в нижней части используются как «функциональные клавиши» (soft keys), то есть функция каждой кнопки соответствует тексту, написанному над ней на экране. Четыре кнопки справа соответствуют функциям «Текст», «Назад», «Вверх», «Вниз». Такая структура меню была задумана специально для обеспечения быстрого доступа к командам. Разработчики стремились создать несложную в эксплуатации, компактную и функциональную систему, использующую новейшую элементную базу и последние достижения в программировании по распознаванию графических образов. Программное обеспечение Olympus i-SPEED software, входящее в стандартный комплект поставки камеры, удобно в работе и содержит множество полезных функций по отображению и обработке записанных данных.

Система для высокоскорстной съемки i-SPEED состоит из базовых и дополнительных модулей и может быть скомпонована и настроена для решения тех или иных конкретных задач в зависимости от их сложности. В качестве преобразователя свет-сигнал в камере используется специально разработанная матрица КМОП. Максимальная скорость записи составляет 33 000 к/с. Разрешение изображения при съемке на скорости 1000 к/с составляет 800×600 точек. Можно получать цветное или черно-белое ТВизображение. Камеры доступны в монохромной и цветной модификации, со встроенной памятью 2 и 4 Гб и опцией High G (возможность работы под высоким давлением, что позволяет использовать камеру в экстремальных условиях).

Для увеличения свободного объема цифровой памяти можно редактировать видеозапись и стирать лишние кадры сразу же после съемки. Память способна к удержанию определенного числа изображений полного разрешения. Есть четко определенное максимальное время записи при скорости 1000 к/с. Если скорость съемки будет ниже 1000 к/с, то доступное время записи увеличится, потому что изображения станут поступать менее часто. Для работы с i-SPEED не требуется персональный компьютер, однако записанные кадры могут быть скопированы на диск компьютера с карточки Сompact Flash или переданы по Ethernet.

Среди других возможностей i-SPEED:

-встроенные функции измерений, записи и редактирования с дисплейного блока; внутренний разъем PCMCIA для карточки Compact Flash;

-интерфейс Ethernet для передачи изображения и управления с ПК; непрерывная передача видеосигнала в реальном времени с четырех видеовыходов;

-различные режимы работы триггера, включая «запись по команде» (ROC) и «импульсную запись по команде» (BROC);

-специально разработанная система точной настройки фокуса (back focus);

-синхронизация при совместной работе нескольких камер;

-бесступенчатое масштабирование и панорамирование.

Интерфейсы

С композитного разъема (Composite video, BNC) снимается цветной видеосигнал и выводится на наружный видеомонитор. Стандарт ТВ-изображения (PAL или NTSC) выбирается в меню команд CDU. Для более качественного согласования камеры и монитора следует убедиться, что входное сопротивление монитора соответствует номиналу 75 Ом.

Для соединения CDU с камерой служит разъем Controller. Через него передается питание от камеры к CDU, видеосигнал от камеры к CDU и информация о командах, заданных с СDU. Данный разъем соответствует стандарту LVDS, но рекомендуется использовать только кабели, поставляемые Olympus, и не подключать какоелибо другое оборудование, кроме CDU.

С разъема SVGA может быть снят соответствующий сигнал, содержащий видеоизображение с камеры и наложенную на него графику (меню и др.). Снимаемое изображение копирует то, что отображается на экране CDU. Стандарт сигнала – PC SVGA (60 Гц), тип разъема – D-sub 15-pin. В результате ТВ-изображение может передаваться непосредственно на монитор ПК (ЭЛТ или ЖК), обеспечивая при этом наилучшее качество картинки.

Разъем Feature (и входящая в комплект кнопка, если необходимо) используются для управления камерой в процессе записи. Если триггер установлен на 0 %, время срабатывания соответствует начальной ячейке (то есть в этом режиме в памяти камеры будет сохранен фрагмент, начиная от подачи команды на запись и далее – до полного израсходования памяти), а точка старта следующей записи появляется в начале (0 %) записанного ранее видеофрагмента (ранее записанный файл стирается). При установке триггера на значение 100 % в памяти камеры сохраняется видеофрагмент, записанный до подачи команды (в данном случае – на остановку записи). Сигнал триггера – логическая единица уровня ТTL, и пользователь может выбрать варианты срабатывания по возрастающему фронту импульса или по его спаду. Триггерный вход содержит резистор установки рабочей точки, что позволяет пользоваться поставляемой триггерной кнопкой без какойлибо дополнительной электроники. Нужно отметить, что триггерная кнопка обеспечивает спад импульса. На практике она также может производить и возрастающий фронт, но это не гарантируется.

Съемка быстродвижущихся объектов

Сенсор, захватив свет, преобразовывает его в электронный сигнал, то есть «образ» оптического изображения, и передает изображение в память – данный процесс повторяется циклически. Период, во время которого захватывается свет, называют “временем интеграции”, “временем экспозиции” или “выдержкой”. Время экспозиции обычно равно максимальному времени съемки кадра, называемому также «периодом кадра».

Если сцена содержит очень быстро движущийся объект, объект может переместиться на очень заметное расстояние во время экспозиции даже одного кадра, и это приведет к тому, что объект будет казаться размытым. Это «размытие» иногда нежелательно, и Olympus i-SPEED в состоянии уменьшить время экспозиции до определенной части периода кадра, что делает изображение объекта более резким – «замороженным» в каждом кадре.

Время экспозиции обычно измеряется как отношение между периодом кадра и временем открытия затвора, например, 10× означает, что шторка открыта на 1/10 периода кадра. Уменьшение времени экспозиции, однако, уменьшает количество времени, которое камера «тратит» на получение света, и изображение становится более тусклым. Поэтому при уменьшении времени экспозиции обычно требуется дополнительное освещение снимаемой сцены.

Подобный же эффект происходит, когда скорость съемки увеличивается. Доступное время экспозиции уменьшается, потому что уменьшается период кадра.

Чем быстрее проходят кадры, тем меньше времени тратится на каждый из них. В результате этого, увеличение скорости съемки обычно требует дополнительного освещения снимаемой сцены. Скорость электронного затвора i-SPEED – до 5 мкс, что обеспечивает высококачественную съемку быстродвижущихся объектов без смаза.

Преобразователь свет-сигнал

Сенсор изображения, используемый в Olympus i-SPEED, – микросхема КМОП (CMOS) и, как у всех таких устройств, у него есть свойство выводить на изображение так называемый «шум фиксированного изображения». Большинство производителей высокоскоростных видеокамер обеспечивают различные способы коррекции, чтобы удалить фиксированный структурный шум FPN (Fixed Pattern Noise). Этот шум приводит к появлению «песка» на изображении, почти как если бы картина была напечатана на наждачной бумаге, а также может привести к появлению тонких вертикальных полос.

Чтобы компенсировать шум, пользователь должен нажать кнопку Calibrate и затем полностью закрыть объектив крышкой, чтобы исключить попадание света на сенсор. Для этого на экране появляется соответствующая команда. Калибровка происходит, и сообщение удаляется, как только процесс завершен.

При эксплуатации Olympus i-SPEED выбор подходящего объектива и оборудования подсветки рабочей зоны имеет огромное значение. Бывает, что на настройку освещения требуется затратить больше времени, чем на саму съемку. Для большинства режимов съемки недостаточно просто мощного прожектора – часто необходимо сфокусировать и направить свет. Таким образом, обычные прожекторы при работе с высокоскоростным видео часто требуют фокусировки (например, с помощью линзы Френеля). Количество света значительно менее важно, чем концентрация света.