Branschbakgrund och problembeskrivning
Med de ökande kraven på visuell presentationsprecision i virtuell produktion av film och tv (XR), professionella studior och storskaliga-uppträdanden, har LED-skärmar gradvis ersatt traditionella gröna/blåa skärmar och blivit kärnan för virtuella fotograferingsbakgrunder. Deras "vad du ser är vad du får" realtids-kompositfördel minskar avsevärt efter-produktionskostnaderna och förbättrar fotograferingseffektiviteten.
Men när man använder fotografisk utrustning för att fotografera LED-skärmar uppstår ofta två typiska "fatala brister": moirémönster och "skanningsmönster". Den förra visar sig som oregelbunden vattenrippelinterferens, medan den senare uppträder som horisontella svarta ränder, som direkt skadar bildkvaliteten och till och med gör materialet oanvändbart. Dessa har blivit viktiga tekniska flaskhalsar som begränsar den utbredda användningen av LED virtuell fotografering.
Förtydligande av kärnfrågan: De tekniska skillnaderna mellan moirémönster och skanningsmönster
I praktiken är de två lätt att förväxla, men de är fundamentalt olika när det gäller visuella egenskaper, bildningsmekanismer och lösningsvägar. En detaljerad jämförelse visas i tabellen nedan:
|
Jämförelsemått |
Moirémönster (vattenkrusmönster) |
Skanna linjer (horisontella svarta ränder) |
|
Visuella funktioner |
Oregelbunden båge/rutnät-som diffusion, färg varierar med fotograferingsvinkel/-parametrar |
Fasta horisontella svarta ränder, rändernas avstånd varierar med uppdateringsfrekvensen, utan färgstörningar. |
|
Viktig mekanism |
Interferensfenomen mellan två periodiska pixelmatriser (LED-skärmpixlar vs kamerasensorpixlar) |
Synkroniseringsavvikelse orsakad av oöverensstämmelse mellan kamerans slutartid och LED-skärmens progressiva skanningsfrekvens |
|
Core trigger |
1. Otillräcklig uppdateringsfrekvens för LED-skärmen; 2. Missmatch mellan kameraparametrar (bländaröppning, objektavstånd, brännvidd) och LED-pixeltäthet; 3. Vinkeln mellan pixelmatriserna för de två enheterna är nära 0 grader . |
1. LED-skärmens uppdateringshastighet < 1000Hz (progressiv skanningsenhet); 2. Kameran använder progressiv slutare. |
|
Branschmissuppfattningar |
"Det kan botas helt enkelt genom att justera kameravinkeln" (I verkligheten kan det bara lindra symptomen, inte eliminera dem). |
"Flimrande är osynligt för det mänskliga ögat, vilket betyder att det inte finns något skanningsmönster" (kameraslutarens samplingsfrekvens och LED-skanningsfrekvensen är inte synkroniserade, så det blotta ögat kan inte uppfatta det, men kameran kan fånga det). |
Riktade lösningar: En teknisk väg från "lättnad" till "bot"
Moiré-mönsterlösning: dubbel-slutoptimering, med bildskärmen som kärnan
Shooting Equipment Side: Parameterjustering (reducerande åtgärder)
Princip: Genom att ändra det relativa gitterförhållandet mellan kameran och LED-skärmen söker systemet parameterkombinationen med den svagaste interferensen, främst genom att undvika resonansområdet för de två pixelmatrisens frekvenser/vinklar. Den specifika operationsmetoden och tekniska logiken är som följer:
|
Justera parametrar |
Driftsförslag |
Teknisk logik |
|
Öppning |
Prioritera att använda stora bländare (som F2.8-F4.0) och undvik små bländare (F8.0 och högre). |
En stor bländare resulterar i ett grunt skärpedjup, vilket gör kanterna på LED-pixlarna på kamerasensorn suddiga och minskar periodiska störningar; en liten bländare resulterar i ett djupt skärpedjup, skarpa pixelbilder och ökad störning. |
|
Objektets avstånd |
Justera avståndet mellan kameran och LED-skärmen (till exempel öka från 4m till 6m) för att undvika ett fast objektavstånd. |
Ändringar i objektavstånd ändrar "bildpixelpitch" för LED-pixlar på sensorn. När tonhöjden inte är en heltalsmultipel av sensorns pixel tonhöjd, försvagas interferensen. |
|
Brännvidd |
Undvik att använda teleobjektiv (som 105 mm) och prioritera vid-vidvinkel till standardbrännvidder (24 mm-50 mm). |
Teleobjektiv förstärker periodiciteten hos LED-pixelmatrisen, vilket förvärrar störningar; vidvinkellinser ger ett bredare synfält, vilket minskar pixeltätheten i bilden och därmed försvagar störningar. |
|
Fotograferingsvinkel |
Gör vinkeln mellan kamerans optiska axel och LED-skärmens normala 5 grader -15 grader (ej vinkelrät fotografering). |
Genom att ändra vinkeln mellan de två pixelmatriserna bryts "parallellresonans"-tillståndet, vilket minskar genereringen av interferensfransar med alternerande ljusa och mörka områden. |
Begränsningar: Den här lösningen kan bara "lindra" moirémönster och ålägger flera begränsningar för fotografering-såsom oförmågan hos en stor bländare för att uppfylla djup-av-fältkraven (förgrundsskådespelare och bakgrunds-LED-skärmar måste fångas tydligt) och det icke-perspektiviska förhållandet avviker den virtuella scenen. Den har låg funktionsduglighet vid faktisk fotografering och kan inte användas som en radikal lösning.
Skärm: teknisk innovation (grundorsakslösning)
Princip: Att utgå från källan till moirémönster (periodiciteten och uppdateringsfrekvensen för själva LED-skärmen), eliminera "störningskällan" genom att öka uppdateringsfrekvensen och optimera pixelstrukturen är den bransch-känd lösning.
De grundläggande tekniska kraven är följande:
1. Ultra-hög uppdateringsfrekvens: LED-skärmens uppdateringsfrekvens måste vara större än eller lika med 7680 Hz (branschterm "fotografering-grade uppdateringsfrekvens"). Genom att öka signalutgångsfrekvensen för drivrutinen IC görs på/av-cykeln för LED-pixlarna mycket snabbare än samplingscykeln för kameraslutaren, vilket försvagar grunden för periodiska störningar.
2. Pixeldensitetsoptimering: Hög-förpackningsteknik som MiniCOB (t.ex. pixelpitch P1.2 och lägre) används för att reducera LED-pixelpitch, vilket gör den "periodiska frekvensen" för pixelmatrisen långt borta från pixelfrekvensen för kamerasensorn (t.ex. en full- megapixelkamera med cirka 60 frekvenser. 200dpi), vilket undviker resonans på frekvensnivån.
3. Flimmer-fri enhet: "PWM (Pulse Width Modulation) flimmer-fri teknik" används för att ersätta den traditionella "duty cycle drive", vilket säkerställer kontinuerlig och stabil LED-pixelljusstyrka och undviker ökade moirémönster på grund av ljusstyrkafluktuationer.
Skanningstexturlösning: Fokusera på "Refresh Rate + Shutter Synchronization"
Kärnan i skanningslinjer är "synkroniseringsavvikelse mellan kameraslutare och LED progressiv skanning". Lösningen är mer direkt, med fokus på att "öka uppdateringsfrekvensen" och "optimera synkroniseringsmekanismen".
Kärnlösning: Öka uppdateringsfrekvensen för LED-skärmen
1. När LED-skärmens uppdateringsfrekvens är större än eller lika med 1000Hz, förkortas "linjebytetiden" för progressiv scan till mindre än 1ms. Kamerans progressiva slutarhastighet (som vanliga 1/50s eller 1/60s) kan inte fånga ljusstyrkans skillnader mellan linjerna, och skanningslinjerna försvinner naturligt.
2. För sändningskameror-rekommenderas att LED-skärmens uppdateringsfrekvens är större än eller lika med 7680Hz, vilket kan matcha kamerans "globala slutare"-läge, vilket helt eliminerar skanningslinjer och flimmer.
Auxiliary Technology: Shutter-Refresh Synchronization
Vissa avancerade-LED-kontrollsystem (som Bangteng) stöder "insignal för kameraslutare". Genom att justera skanningsfrekvensen för LED-skärmen i realtid för att synkronisera med kamerans slutartid (som att ställa in LED-uppdateringsfrekvensen till en heltalsmultipel av 500Hz när slutartiden är 1/50s), undviks skanningsmönster ytterligare. Detta är lämpligt för högdynamiska virtuella fotograferingsscenarier (som snabb kamerazoom-in och ut-och storskalig-skådespelares rörelser).
