خلفية الصناعة وبيان المشكلة
مع تزايد الطلب على دقة العرض المرئي في الإنتاج الافتراضي للأفلام والتلفزيون (XR)، والاستوديوهات الاحترافية، والعروض-الواسعة النطاق، حلت شاشات LED تدريجيًا محل الشاشات الخضراء/الزرقاء التقليدية، لتصبح الناقل الأساسي لخلفيات التصوير الافتراضية. إن ميزة التركيب في الوقت الفعلي "ما تراه هو ما تحصل عليه"-تؤدي إلى تقليل تكاليف ما بعد الإنتاج-بشكل كبير وتحسين كفاءة التصوير.
ومع ذلك، عند استخدام معدات التصوير الفوتوغرافي لتصوير شاشات LED، غالبًا ما يظهر "عيبان قاتلان" نموذجيان: أنماط تموج في النسيج و"أنماط المسح الضوئي". يظهر الأول على شكل تداخل غير منتظم لتموجات الماء، بينما يظهر الأخير على شكل خطوط سوداء أفقية، مما يؤدي إلى إتلاف جودة الصورة بشكل مباشر ويجعل اللقطات غير صالحة للاستخدام. لقد أصبحت هذه اختناقات تقنية رئيسية تحد من الاعتماد الواسع النطاق للتصوير الافتراضي بتقنية LED.
توضيح المشكلة الأساسية: الاختلافات الفنية بين أنماط تموج في النسيج وأنماط المسح
ومن الناحية العملية، من السهل الخلط بين الاثنين، لكنهما مختلفان جوهريًا من حيث الخصائص البصرية وآليات التشكيل ومسارات الحل. وتظهر مقارنة مفصلة في الجدول أدناه:
|
أبعاد المقارنة |
نمط تموج في النسيج (نمط تموج الماء) |
خطوط المسح (خطوط سوداء أفقية) |
|
الميزات البصرية |
قوس/شبكة غير منتظمة-مثل الانتشار، يختلف اللون باختلاف زاوية/معلمات التصوير |
خطوط سوداء أفقية ثابتة، وتباعد الخطوط يختلف مع معدل التحديث، مع عدم وجود تداخل في الألوان. |
|
آلية أساسية |
ظاهرة التداخل بين صفيفتي بكسل دورية (بيكسلات شاشة LED مقابل بيكسلات مستشعر الكاميرا) |
انحراف المزامنة ناتج عن عدم التطابق بين سرعة غالق الكاميرا وتردد المسح التدريجي لشاشة LED |
|
الزناد الأساسي |
1. معدل تحديث شاشة LED غير كافٍ؛ 2. عدم التطابق بين معلمات الكاميرا (الفتحة، مسافة الكائن، البعد البؤري) وكثافة بكسل LED؛ 3. الزاوية بين مصفوفات البكسل للجهازين قريبة من 0 درجة. |
1. معدل تحديث شاشة LED < 1000 هرتز (محرك المسح التدريجي)؛ 2. تستخدم الكاميرا الغالق التدريجي. |
|
مفاهيم خاطئة عن الصناعة |
"يمكن علاجه ببساطة عن طريق ضبط زاوية الكاميرا" (في الواقع، يمكن فقط تخفيف الأعراض، وليس القضاء عليها). |
"الوميض غير مرئي للعين البشرية، مما يعني عدم وجود نمط مسح" (لا تتم مزامنة تردد أخذ عينات مصراع الكاميرا وتردد مسح LED، لذلك لا يمكن للعين المجردة إدراكه، ولكن يمكن للكاميرا التقاطه). |
الحلول المستهدفة: مسار تكنولوجي من "الإغاثة" إلى "العلاج"
حل نمط تموج في النسيج: -تحسين النهاية المزدوجة، مع شاشة العرض باعتبارها النواة
جانب معدات الرماية: تعديل المعلمة (تدابير التخفيف)
المبدأ: من خلال تغيير العلاقة الشبكية النسبية بين الكاميرا وشاشة LED، يبحث النظام عن مجموعة المعلمات ذات التداخل الأضعف، في المقام الأول عن طريق تجنب نطاق الرنين لترددات/زوايا صفيف البكسل. طريقة التشغيل المحددة والمنطق الفني هي كما يلي:
|
ضبط المعلمات |
الاقتراحات التشغيلية |
المنطق الفني |
|
فتحة |
قم بإعطاء الأولوية لاستخدام الفتحات الكبيرة (مثل F2.8-F4.0) وتجنب الفتحات الصغيرة (F8.0 وما فوق). |
تؤدي الفتحة الكبيرة إلى عمق مجال ضحل، مما يؤدي إلى طمس حواف بكسلات LED الموجودة على مستشعر الكاميرا وتقليل التداخل الدوري؛ تؤدي الفتحة الصغيرة إلى عمق عميق للمجال وصور بكسل حادة وزيادة التداخل. |
|
مسافة الكائن |
اضبط المسافة بين الكاميرا وشاشة LED (على سبيل المثال، زيادة من 4 م إلى 6 م) لتجنب مسافة ثابتة للكائن. |
تؤدي التغييرات في مسافة الكائن إلى تغيير "درجة بكسل التصوير" لوحدات البكسل LED الموجودة على المستشعر. عندما لا تكون درجة الصوت مضاعفًا لعدد صحيح من درجة بكسل المستشعر، يضعف التداخل. |
|
البعد البؤري |
تجنب استخدام العدسات المقربة (مثل 105 مم)، وأعط الأولوية للزاوية الواسعة-للأطوال البؤرية القياسية (24 مم - 50 مم). |
تعمل العدسات المقربة على تضخيم دورية مجموعة بكسلات LED، مما يؤدي إلى تفاقم التداخل؛ توفر العدسات ذات الزاوية الواسعة- مجال رؤية أوسع، مما يقلل من كثافة البكسل في الصورة وبالتالي يضعف التداخل. |
|
زاوية التصوير |
اجعل الزاوية بين المحور البصري للكاميرا وشاشة LED العادية 5 درجة -15 درجة (تصوير غير متعامد). |
من خلال تغيير الزاوية بين صفيفتي البكسل، يتم كسر حالة "الرنين الموازي"، مما يقلل من توليد هامش التداخل مع المناطق الفاتحة والداكنة بالتناوب. |
القيود: يمكن لهذا الحل فقط "تخفيف" أنماط تموج في النسيج وفرض قيود متعددة على التصوير-مثل عدم قدرة فتحة عدسة كبيرة على تلبية عمق-متطلبات المجال- (يجب التقاط الممثلين الأماميين وشاشات LED الخلفية بوضوح)، كما أن الزاوية غير المتعامدة-تعطل العلاقة المنظورية للمشهد الافتراضي. تتميز بقابلية تشغيل منخفضة في التصوير الفعلي ولا يمكن استخدامها كحل جذري.
شاشة العرض: الابتكار التكنولوجي (الحل الجذري)
المبدأ: البدء من مصدر أنماط تموج في النسيج (دورية شاشة LED نفسها ومعدل تحديثها)، وإزالة "مصدر التداخل" عن طريق زيادة معدل التحديث وتحسين بنية البكسل هو الحل-المعترف به في الصناعة.
المتطلبات الفنية الأساسية هي كما يلي:
1. معدل تحديث عالي جدًا-: يجب أن يكون معدل تحديث شاشة LED أكبر من أو يساوي 7680 هرتز (مصطلح الصناعة "معدل تحديث درجة التصوير-"). من خلال زيادة تردد إخراج إشارة برنامج التشغيل IC، تصبح دورة التشغيل/الإيقاف لبكسلات LED أسرع بكثير من دورة أخذ عينات مصراع الكاميرا، مما يضعف أساس التداخل الدوري.
2. تحسين كثافة البكسل: يتم استخدام تقنيات التغليف عالية الكثافة- مثل MiniCOB (على سبيل المثال، درجة البكسل P1.2 وما دونها) لتقليل درجة البكسل LED، مما يجعل "التردد الدوري" لصفيف البكسل بعيدًا عن تردد البكسل لمستشعر الكاميرا (على سبيل المثال، كاميرا ذات إطار كامل- بدقة 60 ميجابكسل تقريبًا يبلغ ترددها 200 نقطة في البوصة تقريبًا)، وبالتالي تجنب الرنين على مستوى التردد.
3. محرك أقراص حر - من الوميض: يتم استخدام "تقنية وميض PWM (تعديل عرض النبض)- الحرة" لتحل محل "محرك دورة العمل" التقليدي، مما يضمن إخراج سطوع بكسل LED مستمر ومستقر وتجنب زيادة أنماط تموج في النسيج بسبب تقلبات السطوع.
حل مسح النسيج: التركيز على "معدل التحديث + تزامن الغالق"
جوهر خطوط المسح هو "انحراف المزامنة بين مصراع الكاميرا والمسح التدريجي LED". الحل أكثر مباشرة، حيث يركز على "زيادة معدل التحديث" و"تحسين آلية المزامنة".
الحل الأساسي: زيادة معدل تحديث شاشة LED
1. عندما يكون معدل تحديث شاشة LED أكبر من أو يساوي 1000 هرتز، يتم تقصير "وقت تبديل الخط" للمسح التدريجي إلى أقل من 1 مللي ثانية. لا تستطيع سرعة الغالق التقدمية للكاميرا (مثل 1/50 أو 1/60 ثانية الشائعة) التقاط اختلاف السطوع بين الخطوط، وتختفي خطوط المسح بشكل طبيعي.
2. بالنسبة لكاميرات البث-، يوصى بأن يكون معدل تحديث شاشة LED أكبر من أو يساوي 7680 هرتز، وهو ما يمكن أن يتطابق مع وضع "الغالق الشامل" للكاميرا، مما يؤدي إلى التخلص تمامًا من خطوط المسح والوميض..
التقنية المساعدة: مصراع الكاميرا-تحديث المزامنة
تدعم بعض أنظمة التحكم LED المتطورة (مثل Bangteng) "إدخال إشارة مصراع الكاميرا". من خلال ضبط تردد المسح لشاشة LED في الوقت الفعلي للمزامنة مع سرعة غالق الكاميرا (مثل ضبط معدل تحديث LED على عدد صحيح مضاعف يبلغ 500 هرتز عندما تكون سرعة الغالق 1/50 ثانية)، يتم تجنب أنماط المسح بشكل أكبر. يعد هذا مناسبًا لسيناريوهات التصوير الافتراضية عالية الديناميكية (مثل التكبير السريع للكاميرا-والتصغير-والتصغير-وحركات الممثل واسعة النطاق).
