ความเป็นมาของอุตสาหกรรมและคำชี้แจงปัญหา
ด้วยความต้องการความแม่นยำในการนำเสนอด้วยภาพที่เพิ่มขึ้นในการผลิตภาพยนตร์และโทรทัศน์เสมือนจริง (XR) สตูดิโอระดับมืออาชีพ และการแสดงขนาดใหญ่- จอแสดงผล LED จึงค่อยๆ เข้ามาแทนที่หน้าจอสีเขียว/สีน้ำเงินแบบเดิม และกลายเป็นตัวพาหลักสำหรับพื้นหลังการถ่ายภาพเสมือนจริง "สิ่งที่คุณเห็นคือสิ่งที่คุณได้รับ" ข้อได้เปรียบในการจัดองค์ประกอบภาพแบบเรียลไทม์-ช่วยลดต้นทุนหลังการผลิต-ได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพการถ่ายภาพ
อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้อุปกรณ์ถ่ายภาพในการถ่ายภาพจอ LED "ข้อบกพร่องร้ายแรง" ทั่วไปสองประการมักปรากฏขึ้น: รูปแบบมัวเร และ "รูปแบบการสแกน" ภาพแรกปรากฏเป็นการรบกวนของคลื่นน้ำที่ผิดปกติ ในขณะที่ภาพหลังปรากฏเป็นแถบสีดำแนวนอน ส่งผลเสียโดยตรงต่อคุณภาพของภาพ และอาจถึงขั้นทำให้ภาพไม่สามารถใช้งานได้ สิ่งเหล่านี้กลายเป็นปัญหาคอขวดทางเทคนิคที่สำคัญซึ่งจำกัดการนำการถ่ายภาพเสมือนจริงแบบ LED มาใช้อย่างแพร่หลาย
ชี้แจงปัญหาหลัก: ความแตกต่างทางเทคนิคระหว่างรูปแบบมัวเรและรูปแบบการสแกน
ในทางปฏิบัติ ทั้งสองสับสนได้ง่าย แต่มีความแตกต่างโดยพื้นฐานในแง่ของลักษณะการมองเห็น กลไกการก่อตัว และเส้นทางการแก้ปัญหา การเปรียบเทียบโดยละเอียดแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง:
|
ขนาดเปรียบเทียบ |
ลายมัวเร (ลายระลอกน้ำ) |
การสแกนเส้น (แถบสีดำแนวนอน) |
|
คุณสมบัติด้านการมองเห็น |
ส่วนโค้ง/เส้นตารางที่ไม่สม่ำเสมอ-เช่นการแพร่กระจาย สีจะแตกต่างกันไปตามมุม/พารามิเตอร์ในการถ่ายภาพ |
แก้ไขแถบสีดำแนวนอน ระยะห่างของแถบจะแตกต่างกันไปตามอัตราการรีเฟรช โดยไม่มีการรบกวนสี |
|
กลไกสำคัญ |
ปรากฏการณ์การรบกวนระหว่างอาร์เรย์พิกเซลสองคาบ (พิกเซลหน้าจอ LED เทียบกับพิกเซลเซ็นเซอร์กล้อง) |
ความเบี่ยงเบนในการซิงโครไนซ์ที่เกิดจากความไม่ตรงกันระหว่างความเร็วชัตเตอร์ของกล้องและความถี่การสแกนแบบโปรเกรสซีฟของหน้าจอ LED |
|
ทริกเกอร์หลัก |
1. อัตราการรีเฟรชหน้าจอ LED ไม่เพียงพอ 2. ไม่ตรงกันระหว่างพารามิเตอร์ของกล้อง (รูรับแสง ระยะห่างของวัตถุ ความยาวโฟกัส) และความหนาแน่นของพิกเซล LED 3. มุมระหว่างอาร์เรย์พิกเซลของอุปกรณ์ทั้งสองอยู่ใกล้ 0 องศา |
1. อัตรารีเฟรชหน้าจอ LED <1000Hz (ไดรฟ์สแกนแบบโปรเกรสซีฟ); 2. กล้องใช้ชัตเตอร์แบบโปรเกรสซีฟ |
|
ความเข้าใจผิดในอุตสาหกรรม |
“รักษาได้ง่ายๆ ด้วยการปรับมุมกล้อง” (จริงๆ แล้วทำได้เพียงบรรเทาอาการเท่านั้น ไม่ได้กำจัดออกไป) |
"การกะพริบไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ หมายความว่าไม่มีรูปแบบการสแกน" (ความถี่ในการสุ่มตัวอย่างชัตเตอร์ของกล้องและความถี่การสแกน LED จะไม่ซิงโครไนซ์ ดังนั้นด้วยตาเปล่าจึงไม่สามารถรับรู้ได้ แต่กล้องสามารถจับภาพได้) |
แนวทางแก้ไขที่ตรงเป้าหมาย: เส้นทางเทคโนโลยีจาก "การบรรเทา" ไปสู่ "การรักษา"
โซลูชันรูปแบบMoiré: การเพิ่มประสิทธิภาพปลายทางคู่- โดยมีหน้าจอแสดงผลเป็นแกนหลัก
ด้านอุปกรณ์ยิงปืน: การปรับพารามิเตอร์ (มาตรการบรรเทาผลกระทบ)
หลักการ: ด้วยการเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ตะแกรงสัมพัทธ์ระหว่างกล้องและหน้าจอ LED ระบบจะค้นหาการรวมพารามิเตอร์ที่มีการรบกวนที่อ่อนแอที่สุด โดยหลักๆ โดยการหลีกเลี่ยงช่วงเรโซแนนซ์ของความถี่/มุมของอาเรย์พิกเซลทั้งสอง วิธีดำเนินการเฉพาะและตรรกะทางเทคนิคมีดังนี้:
|
ปรับพารามิเตอร์ |
ข้อเสนอแนะการดำเนินงาน |
ตรรกะทางเทคนิค |
|
รูรับแสง |
จัดลำดับความสำคัญโดยใช้รูรับแสงกว้าง (เช่น F2.8-F4.0) และหลีกเลี่ยงรูรับแสงแคบ (F8.0 ขึ้นไป) |
รูรับแสงขนาดใหญ่ส่งผลให้ระยะชัดตื้น ทำให้ขอบพิกเซล LED บนเซนเซอร์กล้องเบลอ และลดการรบกวนเป็นระยะ รูรับแสงขนาดเล็กส่งผลให้ได้ระยะชัดลึก ภาพพิกเซลที่คมชัด และการรบกวนที่เพิ่มขึ้น |
|
ระยะห่างของวัตถุ |
ปรับระยะห่างระหว่างกล้องและหน้าจอ LED (เช่น เพิ่มจาก 4 ม. เป็น 6 ม.) เพื่อหลีกเลี่ยงระยะห่างของวัตถุคงที่ |
การเปลี่ยนแปลงระยะห่างของวัตถุจะเปลี่ยน "ระยะห่างของพิกเซลในการถ่ายภาพ" ของพิกเซล LED บนเซนเซอร์ เมื่อระยะพิทช์ไม่ใช่จำนวนเต็มคูณของระยะพิทช์พิกเซลของเซนเซอร์ การรบกวนจะลดลง |
|
ทางยาวโฟกัส |
หลีกเลี่ยงการใช้เลนส์เทเลโฟโต้ (เช่น 105 มม.) และจัดลำดับความสำคัญของมุมกว้าง-ให้เท่ากับทางยาวโฟกัสมาตรฐาน (24 มม.-50 มม.) |
เลนส์เทเลโฟโต้จะขยายระยะของอาร์เรย์พิกเซล LED ซึ่งทำให้สัญญาณรบกวนรุนแรงขึ้น เลนส์มุมกว้าง-ให้มุมมองที่กว้างขึ้น ช่วยลดความหนาแน่นของพิกเซลในภาพ และทำให้สัญญาณรบกวนลดลง |
|
มุมถ่ายภาพ |
ทำให้มุมระหว่างแกนลำแสงของกล้องกับหน้าจอ LED เป็นปกติ 5 องศา -15 องศา (การถ่ายภาพไม่ตั้งฉาก) |
ด้วยการเปลี่ยนมุมระหว่างอาเรย์พิกเซลทั้งสอง สถานะ "การสั่นพ้องแบบขนาน" จะเสียหาย ช่วยลดการสร้างขอบสัญญาณรบกวนจากพื้นที่แสงและความมืดสลับกัน |
ข้อจำกัด: โซลูชันนี้สามารถ "บรรเทา" รูปแบบมัวเร่และกำหนดข้อจำกัดหลายประการในการถ่ายภาพ- เช่น การไม่สามารถใช้รูรับแสงขนาดใหญ่เพื่อให้ตรงตามความลึก-ของ-ข้อกำหนดของฟิลด์ (นักแสดงเบื้องหน้าและหน้าจอ LED เบื้องหลังจะต้องได้รับการจับภาพอย่างชัดเจน) และมุมที่ไม่-ตั้งฉากจะรบกวนความสัมพันธ์เปอร์สเปคทีฟของฉากเสมือนจริง มีประสิทธิภาพการทำงานต่ำในการถ่ายภาพจริง และไม่สามารถใช้เป็นวิธีแก้ไขปัญหาที่รุนแรงได้
หน้าจอแสดงผล: นวัตกรรมทางเทคโนโลยี (วิธีแก้ปัญหาที่ต้นเหตุ)
หลักการ: เริ่มต้นจากแหล่งที่มาของรูปแบบมัวเร (ช่วงเวลาและอัตราการรีเฟรชของหน้าจอ LED เอง) การกำจัด "แหล่งที่มาของการรบกวน" โดยการเพิ่มอัตราการรีเฟรชและการปรับโครงสร้างพิกเซลให้เหมาะสมเป็นโซลูชัน-ที่อุตสาหกรรมยอมรับ
ข้อกำหนดทางเทคนิคหลักมีดังนี้:
1. อัตรารีเฟรชสูงพิเศษ-: อัตรารีเฟรชหน้าจอ LED จะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 7680Hz (คำศัพท์ทางอุตสาหกรรม "อัตรารีเฟรชระดับการถ่ายภาพ-") ด้วยการเพิ่มความถี่สัญญาณเอาท์พุตของ IC ไดรเวอร์ วงจรการเปิด/ปิดของพิกเซล LED จึงทำได้เร็วกว่าวงจรสุ่มตัวอย่างชัตเตอร์ของกล้องอย่างมาก ซึ่งทำให้พื้นฐานสำหรับการรบกวนเป็นระยะอ่อนลง
2. การเพิ่มประสิทธิภาพความหนาแน่นของพิกเซล: เทคโนโลยีการบรรจุความหนาแน่นสูง- เช่น MiniCOB (เช่น ระยะพิทช์พิกเซล P1.2 และต่ำกว่า) ถูกนำมาใช้เพื่อลดระยะห่างระหว่างพิกเซลของ LED ซึ่งทำให้ "ความถี่เป็นช่วง" ของอาร์เรย์พิกเซลอยู่ห่างจากความถี่พิกเซลของเซ็นเซอร์กล้อง (เช่น กล้องฟูล-ที่มีความละเอียดประมาณ 60 ล้านพิกเซลจะมีความถี่ประมาณ 200dpi) จึงหลีกเลี่ยงการสั่นพ้องที่ระดับความถี่
3. การขับเคลื่อนแบบไร้การสั่นไหว-: "เทคโนโลยีไร้การกะพริบ-PWM (Pulse width Modulation)" ถูกนำมาใช้เพื่อแทนที่ "การขับเคลื่อนรอบการทำงาน" แบบเดิม เพื่อให้มั่นใจว่าเอาต์พุตพิกเซล LED จะมีความต่อเนื่องและเสถียร และหลีกเลี่ยงรูปแบบมัวเร่ที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความผันผวนของความสว่าง
โซลูชันการสแกนพื้นผิว: มุ่งเน้นไปที่ "อัตราการรีเฟรช + การซิงโครไนซ์ชัตเตอร์"
สาระสำคัญของเส้นสแกนคือ "ความเบี่ยงเบนในการซิงโครไนซ์ระหว่างชัตเตอร์ของกล้องและการสแกนแบบโปรเกรสซีฟ LED" วิธีแก้ปัญหานั้นตรงกว่าโดยเน้นไปที่ "การเพิ่มอัตราการรีเฟรช" และ "การปรับกลไกการซิงโครไนซ์ให้เหมาะสม"
แนวทางหลัก: การเพิ่มอัตราการรีเฟรชของหน้าจอ LED
1. เมื่ออัตราการรีเฟรชหน้าจอ LED มากกว่าหรือเท่ากับ 1000Hz "เวลาการสลับบรรทัด" ของการสแกนแบบโปรเกรสซีฟจะลดลงเหลือน้อยกว่า 1 มิลลิวินาที ความเร็วชัตเตอร์แบบโปรเกรสซีฟของกล้อง (เช่น 1/50 วินาทีหรือ 1/60 วินาทีทั่วไป) ไม่สามารถจับภาพความแตกต่างของความสว่างระหว่างเส้นต่างๆ ได้ และเส้นสแกนจะหายไปตามธรรมชาติ
2. สำหรับกล้องเกรดออกอากาศ- ขอแนะนำให้อัตรารีเฟรชหน้าจอ LED มากกว่าหรือเท่ากับ 7680Hz ซึ่งสามารถจับคู่กับโหมด "ชัตเตอร์ทั่วโลก" ของกล้องได้ ซึ่งช่วยลดเส้นสแกนและการกะพริบโดยสิ้นเชิง..
เทคโนโลยีเสริม: ชัตเตอร์-รีเฟรชการซิงโครไนซ์
ระบบควบคุม LED ระดับสูง-บางระบบ (เช่น บางเต็ง) รองรับ "อินพุตสัญญาณชัตเตอร์ของกล้อง" ด้วยการปรับความถี่การสแกนของหน้าจอ LED แบบเรียลไทม์เพื่อซิงโครไนซ์กับความเร็วชัตเตอร์ของกล้อง (เช่น การตั้งค่าอัตรารีเฟรช LED ให้เป็นจำนวนเต็มทวีคูณของ 500Hz เมื่อความเร็วชัตเตอร์เป็น 1/50) ทำให้หลีกเลี่ยงรูปแบบการสแกนเพิ่มเติมได้ เหมาะสำหรับสถานการณ์การถ่ายภาพเสมือนจริงที่มีไดนามิกสูง (เช่น กล้องซูมเข้าและซูมออก-อย่างรวดเร็ว- และการเคลื่อนไหวของนักแสดงในสเกลใหญ่-
