Transliavimo studijose, virtualios gamybos etapuose ir tiesioginiuose renginiuose vaizdo įrašų gamybos komandos dažnai susiduria su nepageidaujamais banguotais raštais ar vaivorykštės{0}}pavyzdžiui, kaip bangavimas LED ekrane, kai žiūri per kameros monitorių. Šis optinis reiškinys-žinomas kaipMuaro efektas-yra ne paties LED ekrano aparatinės įrangos defektas, o veikiau optinių trukdžių artefaktas, sukurtas tarp ekrano ir fotoaparato jutiklio.
Supratus pagrindinę fiziką ir taikant tikslinius techninius koregavimus, galima veiksmingai sumažinti muaro artefaktus arba visiškai jų išvengti.
1. Kas sukelia Muaro efektą?
Muaro efektas yra optinių trukdžių reiškinys, atsirandantis dėl erdvinio dažnio slapyvardžio.
LED ekranas yra atskirų šviesą{0}}skleidžiančių pikselių, išdėstytų reguliariais horizontaliais ir vertikaliais intervalais, tinklelis. Tuo pačiu metu skaitmeninės vaizdo kameros fiksuoja vaizdus naudodamos daugybę atskirų nuotraukų vietų (pvz., CMOS arba CCD jutiklį su Bayer spalvų filtrų matrica).
Kai didelis erdvinis šviesos diodų pikselių matricos dažnis labai sutampa su fotoaparato vaizdo jutiklio Nyquist atrankos ribą arba viršija ją: Erdvinio dažnio ekranas≈Spatial FrequencySensor\\text{Spatial Frequency}_{\\text{Display}} \\approx \\text{SpatialQenency{}SpatialQenency{}SpatialQenency Dažnio ekranas≈Erdvinis dažnio jutiklis Du geometriniai tinkleliai plaka vienas prieš kitą. Kameros jutiklis negali aiškiai nustatyti atskirų pikselių ribų, paversdamas aukšto-dažnio tinklelio šabloną į žemo-dažnio optinio bangavimo artefaktus, matomus žmogaus akiai.
2. Kritiniai kintamieji, turintys įtakos Muaro sunkumui
Muaro intensyvumas dinamiškai svyruoja priklausomai nuo optinių ir erdvinių parametrų:
- Pikselių žingsnis ir židinio nuotolis:Mažesni pikselių žingsniai (pvz., P1.2–P1.9) padidina ekrano erdvinį dažnį, dažnai nustumdami muaro slenkstį atgal, o didesni pikselių žingsniai sukuria slapyvardžius standartiniais studijos atstumais.
- Kameros jutiklio skiriamoji geba ir aukštis:Jutikliai su didesniu pikselių tankiu arba skirtinga pikselių geometrija (Full Frame vs. Super 35) skirtingai sąveikauja su ta pačia LED sienele.
- Objektyvo diafragma (fff-stop):Objektyvo sustabdymas (pvz., fff/8 arba fff/11) padidina lauko gylį ir padidina kontrastą esant aukštiems dažniams, o tai paryškina atskirų LED pikselių kraštus ir paryškina muare.
- Šaudymo kampas ir pokrypis:Kamerą išlygiavus griežtai statmenai (90∘90^\\circ90∘) ekrano paviršiui, maksimaliai padidinamas geometrinio tinklelio persidengimas ir sustiprėja trikdžių raštas.
3. Ekrano-Šoniniai inžineriniai sprendimai
Aparatūros{0}}lygio naujovės tiesiogiai sumažina atskirą šviesos taškų ryškumą prieš šviesai patenkant į fotoaparato objektyvą:
Optinės difuzijos kaukės ir paviršiaus apdorojimas:
Taikant mikroskopines difuzines paviršiaus apdailą arba specialias matines optines plėveles ant LED paviršiaus, taškinė{0}}šaltinio šviesa paskleidžiama į nuolatinę plokštuminę šviesą. Sušvelninant kietųjų pikselių ribas, didelis tinklelio erdvinis dažnis yra iš esmės slopinamas.
COB (Chip-on-board) ir GOB (Glue-on-Board) technologija:
Palyginti su standartine SMD (paviršiaus{0}}montuoto įrenginio) pakuote, COB ir derva{1}}kapsuliuoti paviršiai turi ištisinį optinį epoksidinį/silikono sluoksnį, užtikrinantį vidinį šviesos homogenizavimą ir natūraliai slopinantį aukšto -dažnio gardelės kraštus.
Optimizuoti juodosios matricos santykiai:
Sumažinus neapšviestą juodos kaukės plotą, palyginti su šviečiančiu matricos plotu, sumažinamas kontrasto gradientas tarp LED spinduliuotės ir tamsaus fono tarpo, sumažinant trukdžių bangų formų amplitudę.
4. Fotoaparato-Šoniniai veikimo būdai
Dirbdami su vietoje įdiegta LED sąranka, fotoaparato operatoriai gali pritaikyti kelis neinvazinius koregavimus{0}}:
Manipuliuoti lauko gyliu (DoF):
Laikykite LED sienelę už židinio plokštumos. Fotografuojant su didesne diafragma (fff/1,8–ffff/2,8) ir laikant objektus priešais ekraną, fono šviesos diodai šiek tiek susilieja, neutralizuodami atskirą tinklelio struktūrą.
Pakeiskite fotoaparato atstumą arba židinio nuotolį:
Šiek tiek priartinus, nutolinus arba fiziškai pakeičiant fotoaparato padėtį, pasikeičia santykinis erdvinis dažnis, projektuojamas ant jutiklio, dažnai pažeidžiant trukdžių būklę.
Įveskite nedidelį pakreipimo kampą:
Pakreipiant fotoaparato ašį 5∘5^\\circ5∘ iki 15∘15^\\circ15∘, palyginti su ekrano tinkleliu, nutrūksta lygiagreti jutiklio pikselių eilučių ir ekrano pikselių matricos lygiuotė.
Įdiekite optinį žemų dažnių{0}}filtrą (OLPF):
Specialioms virtualiajai gamybai (VP) ir filmų studijoms fotoaparatų korpusai aprūpinant pritaikytus OLPF, pritaikytus tam tikriems LED pikselių žingsniams, pašalina dažnius, viršijančius jutiklio Nyquist ribą, be pastebimo vaizdo ryškumo pablogėjimo.
Išvada
Muaro efektas yra nuspėjama matematinė sąveika tarp periodinių struktūrų. Derindami tinkamas ekrano pakavimo technologijas (pvz., optinės difuzijos apdorojimą ir smulkią{1}}kameros inkapsuliaciją) su disciplinuotu fotoaparato kalibravimu, techniniai direktoriai gali pasiekti nepriekaištingą-kameros vizualinį našumą sudėtingoje transliavimo ir gamybos aplinkoje.