Moiré en scanlijnen bij het filmen op LED-schermen: wat zijn het en hoe kunt u ze verhelpen?

Als je tijdens het filmen met led-schermen hebt gewerkt , ben je waarschijnlijk twee frustrerende problemen tegengekomen: moiré-patronen en scanlijnen. Dit zijn niet zomaar kleine ergernissen; ze kunnen opnames verpesten, heropnames noodzakelijk maken of zelfs complete scènes onbruikbaar maken.

Nu LED-schermen de traditionele groene schermen vervangen in zeer nauwkeurige visuele opstellingen, is het voor filmmakers en technische teams van cruciaal belang om deze 'glitches' te verhelpen.

Laten we eens kijken wat deze problemen zijn, waarom ze ontstaan ​​en hoe we ze kunnen oplossen.

Waarom dit belangrijk is: LED-schermen in moderne filmproductie

Laten we eerst de situatie schetsen. LED-schermen hebben een revolutie teweeggebracht in virtuele productie en studiowerk, omdat je er in realtime mee kunt zien wat je krijgt. In plaats van acteurs voor een greenscreen te filmen en te hopen dat het postproductieteam later de achtergrond kan invoegen, tonen LED-schermen de virtuele omgeving live.

Zo kunnen kosten voor nabewerking worden verlaagd, kunnen acteurs beter presteren en kunnen workflows worden versneld.

Maar hier is het addertje onder het gras: LED-schermen en camera's werken niet altijd even goed samen. Camera's 'zien' LED-panelen anders dan onze ogen, en die mismatch veroorzaakt vaak moiré of scanlijnen.

Omdat het publiek perfecte beelden verwacht, kunnen deze problemen niet worden genegeerd.

Moiré versus scanlijnen: wat is het verschil?

Op het eerste gezicht lijken moiré en scanlijnen misschien op vergelijkbare "ruis" in je beeldmateriaal. Maar ze worden veroorzaakt door totaal verschillende problemen en vereisen verschillende strategieën om ze op te lossen. Laten we de verwarring ophelderen.

Moirépatronen:

Hoe ze eruitzien? Denk aan onregelmatige, golvende patronen, zoals waterige zijde of een kromgetrokken raster. Ze verschuiven en veranderen van kleur als je de camera beweegt of de instellingen aanpast. Ze zijn rommelig, onvoorspelbaar en onmogelijk te missen in close-ups of statische opnamen.

Waarom gebeuren ze?

Moiré is een interferentieprobleem. LED-schermen hebben een raster van pixels en de sensor van je camera heeft een eigen raster van pixels. Wanneer deze twee rasters elkaar overlappen, ontstaat er een nieuw, ongewenst patroon: moiré. Het is vergelijkbaar met twee overlappende raamschermen die een vreemde, golvende schaduw creëren.

Algemene oorzaken:

• Lage LED-vernieuwingsfrequenties.
• Camera-instellingen die te nauw aansluiten bij het LED-pixelraster.
• De camera en het LED-scherm zijn perfect parallel, waardoor de roosters met elkaar ‘resoneren’.

Scanlijnen:

Hoe ze eruit zien? Het zijn ononderbroken, horizontale zwarte lijnen die omhoog of omlaag scrollen door de beelden. Ze zijn gelijkmatig verdeeld, veranderen niet van kleur en hun snelheid of dikte verandert als je de sluitertijd van de camera of de verversingssnelheid van de led aanpast.

Waarom gebeuren ze?

Scanlijnen ontstaan ​​door een timingfout. De meeste LED-schermen verversen 'regel voor regel' en de meeste camera's gebruiken een 'rolling shutter' die het beeld ook regel voor regel vastlegt. Dit gebeurt echter niet met dezelfde snelheid als de LED. Wanneer deze twee regel-voor-regel processen niet synchroon lopen, mist de camera delen van het LED-beeld, waardoor die donkere strepen ontstaan.

Algemene oorzaken:

• LED-vernieuwingsfrequenties lager dan 1000 Hz.
• Een camera met een rolling shutter gebruiken zonder deze te synchroniseren met de scansnelheid van de LED.

De grote mythes (trap deze niet!)

Er is veel slecht advies over deze kwesties. Laten we twee grote mythes ontkrachten:

Mythe 1: "Kantel de camera om moiré te verhelpen." Het kantelen van de camera (5-10° ten opzichte van de parallelle lijn) kan moiré verminderen door de rasteruitlijning te doorbreken, maar het zal het niet volledig elimineren. Bovendien verstoort het kantelen het perspectief van je virtuele achtergrond. Dat is slecht nieuws als je een realistische scène wilt creëren.

Mythe 2: "Als ik geen flikkering zie, zijn er geen scanlijnen." Onze ogen zijn veel minder gevoelig voor timingproblemen dan camerasensoren. Een scherm dat er voor jou stabiel uitziet, kan op de camera nog steeds scanlijnen vertonen, vooral bij snel bewegende beelden.

Moiré verhelpen:

Moiré is lastiger aan te pakken dan scanlijnen, maar er zijn manieren om het te beheersen.

Snelle oplossingen: de camera aanpassen (tijdelijke verlichting)

Als je in de problemen zit, kun je moiré verminderen door je camera-instellingen aan te passen. Deze zijn niet perfect, maar ze kunnen je foto redden:

Gebruik een groter diafragma (F2.8-F4.0) in plaats van een klein diafragma (F8.0+):

Een groot diafragma vervaagt de randen van de led-pixels op de camerasensor, waardoor hun raster minder scherp wordt. Kleine diafragma's versterken het raster, waardoor moiré toeneemt. Het nadeel? Grote diafragma's verminderen de scherptediepte, dus als je zowel de acteur als de led-achtergrond scherp wilt hebben, werkt dit niet.

Verander de afstand tussen de camera en het LED-scherm:

Door de camera naar achteren te verplaatsen, bijvoorbeeld van 4 naar 6 meter, verandert de manier waarop het pixelraster van de LED wordt geprojecteerd op de sensor van de camera. Als de afstand tussen de LED-pixels op de sensor geen perfect veelvoud is van de pixelafstand van de sensor, neemt de interferentie af. Zorg er echter voor dat je niet zo ver naar achteren gaat dat de kadrering van de opname verloren gaat.

Vermijd telelenzen; kies voor groothoeklenzen of standaard brandpuntsafstanden (24 mm-50 mm):

Telelenzen 'zoomen' in op het pixelraster van de led, waardoor het patroon duidelijker wordt. Groothoeklenzen spreiden het raster uit, waardoor de kans kleiner is dat het botst met de sensor van de camera.

De vangst:

Deze oplossingen zijn compromissen. Ze kunnen de compositie van je opname verpesten, je dwingen om scherptediepte op te offeren, of alleen werken bij specifieke hoeken. Voor professionele opstellingen, zoals XR-podia of high-end studio-opnames, heb je een betere oplossing nodig.

Permanente oplossing: upgrade het LED-scherm (de enige echte 'oplossing')

Om moiré definitief te elimineren, moet je de bron aanpakken. Dat is het LED-scherm zelf. Dit is wat professionals in de industrie aanbevelen:

Verhoog de verversingsfrequentie naar 7680 Hz of hoger :

De meeste standaard LED-schermen hebben een verversingsfrequentie van 3840 Hz of lager. Voor filmen heb je echter een verversingsfrequentie nodig die geschikt is voor camera's ( LED-schermen van 7680 Hz of hoger ). Waarom? Een hogere verversingsfrequentie betekent dat de LED-pixels zo snel aan en uit gaan dat de camerasensor zich niet kan "vergrendelen" op hun rasterpatroon. Dit kan de interferentiecyclus verstoren.

Gebruik Mini COB of P1.2 en kleiner: de pixelafstand is belangrijk. Schermen met een zeer kleine pixelafstand, zoals P1.0 of P1.2, hebben een raster dat zo fijn is dat het minder snel botst met het raster van de camerasensor. Je kunt het vergelijken met een fijn raster; het fijne raster is moeilijker te "zien".

Schakel over op PWM-technologie zonder flikkering: Traditionele led-schermen regelen de helderheid door pixels in korte bursts aan en uit te schakelen. Dit veroorzaakt kleine helderheidsfluctuaties die moiré verergeren. PWM-technologie houdt pixels constanter verlicht, waardoor deze fluctuaties worden verminderd en het beeld voor camera's vloeiender wordt.

Scanlijnen repareren: de timing synchroniseren

Bij scanlijnen draait alles om timing. Om deze te verhelpen, moeten het LED-scherm en de camera met dezelfde snelheid 'praten'.

De #1 oplossing: verhoog de LED-vernieuwingsfrequentie

Scanlijnen verdwijnen wanneer het LED-scherm zo snel ververst dat de rolling shutter van de camera de gaten tussen de lijnen niet kan 'vangen'. Hier is de vuistregel:

Voor de meeste camera's, zoals spiegelreflexcamera's, systeemcamera's en videocamera's uit het middensegment, werkt een led-verversingssnelheid van 1000 Hz of hoger. Bij 1000 Hz ververst het scherm zo snel dat de sluiter van de camera, die doorgaans na 1/50 of 1/60 seconde klikt, geen onderscheid kan maken tussen afzonderlijke lijnen.

Voor camera's van broadcastkwaliteit, zoals die gebruikt worden voor live-tv of high-end films, kunt u 7680 Hz of hoger gebruiken. Deze camera's gebruiken vaak "global shutters", en 7680 Hz zorgt ervoor dat er geen synchronisatieproblemen optreden, zelfs niet bij snelle pannen of actieshots.

Pro Tip: Synchroniseer de camerasluiter met de LED

Sommige geavanceerde LED-regelsystemen laten je het sluitersignaal van de camera rechtstreeks op de LED-controller aansluiten. Op deze manier past het LED-scherm zijn verversingssnelheid in realtime aan op de sluitertijd van de camera.

Als de camera bijvoorbeeld is ingesteld op 1/50 seconde, ververst de LED met 500 Hz. Dit kan timinggaten elimineren.

Dit is een game-changer voor dynamische shots: denk aan rennende acteurs, draaiende camera's of snelle overgangen. Geen scanlijnen meer die midden in een scène opduiken.

Resultaten uit de praktijk: 

Laten we twee scenario's bekijken:

Een virtuele productiestudio in Los Angeles had moeite met moiré in close-ups van acteurs. Ze stapten over van een P2.5 LED-muur met een verversingssnelheid van 3840 Hz naar een P1.2 Mini COB-muur met een verversingssnelheid van 7680 Hz en PWM.

Het moiré-effect verdween, zelfs toen de camera op 2 meter afstand van het scherm stond en een klein diafragma (F5.6) werd gebruikt om zowel de acteur als de achtergrond scherp in beeld te houden.

Een liveconcertteam in Londen bleef scanlijnen in hun uitzendingen zien. Hun LED-scherm was ingesteld op 500 Hz en de uitzendcamera gebruikte een rolling shutter van 1/60 seconde. Door de LED op 1200 Hz te zetten, verdwenen de scanlijnen.

Kortom:

Moiré en scanlijnen zijn geen onvermijdelijke problemen. Ze kunnen worden opgelost met de juiste LED-schermtechnologie. Voor informele opnames volstaan ​​camera-aanpassingen, maar voor professionele setups heb je een scherm nodig dat speciaal voor filmen is ontworpen. Je kunt kiezen voor het Doitvision COB LED-scherm met een verversingsfrequentie van 7680 Hz of hoger, een P1.2-chip of kleiner en PWM-gestuurde flikkervrije technologie.

De volgende keer dat je op de set bent, onthoud dan: een goede led-wall draait niet alleen om helderheid of kleur. Het draait om de samenwerking met de camera's. Als je dat goed doet, hoef je nooit meer een shot te verwijderen vanwege moiré of scanlijnen.