Videocamere e videoriprese in HD - Aspetti Tecnici

[darioi3liw]

Ho pensato di proporre questa nuova discussione, dedicata prevalentemente a chi inizia, per trattare ed approfondire la conoscenza dei vari aspetti tecnici relativi alle nuove videocamere HD e ai vari sistemi di ripresa e memorizzazione dei dati.

Ho notato che questi aspetti vengono sì un po' trattati ma in ordine molto sparso nelle varie discussioni.

Gli argomenti da approfondire in questa discussione potrebbero essere:

1) Sensori delle videocamere HD, - CCD e CMOS - . Prerogative e differenze di funzionamento nonchè pregi e diffetti dell'uno e dell'alltro sistema. Questo aspetto non solo trattato in modo generico ma anche riferito a qualche videocamera in particolare.

2) Dimensioni dei sensori e numero dei pixel. Considerazioni varie. Indicazione della grandezza espressa con rapporto in pollici e rapporto tra altezza e larghezza nei sistemi HD - Come si calcola in millimetri la loro dimensione.

3) Stabilizzatori ottici ed elettronici - Differenza di funzionamento in linea generale - Sistemi diversi adottati dalle varie case - ecc. - Come funzionano in alcune videocamere ecc.

4) Ottiche, filtri, eventuale utilizzo di ottiche supplementari grandangolari o moltiplicatori di focale.

5) Vari sistemi di immagazzinamento dati - - Hard Disk - BD - Memoria integrata - Schede di memoria varie SD e Memory Stik nelle versioni ad alta velocità di scrittura e lettura ecc. - nastro nei sistemi HDV - Peculiarità - vantaggi e svantaggi -

6) Sistemi di ripresa progressivi ed interlaccati nelle varie velocità di quadro - Peculiarità, vantaggi e svantaggi dei vari sistemi.

7) Sistemi consigliati per poter effettuare in modo abbastanza attendibile i confronti tra due o più videocamere al fine di verificarne la risoluzione, il comportamento con vari gradi di luminosità ed in particolare con poca luce, la resa dei colori ecc.

Io al momento mi fermerei qua in quanto carne al fuoco mi sembra che ce ne sia parecchia.

Questo non vuol dire che non si possa trattare anche qualche altro aspetto tecnico qui non elencato.

Come dicevo sopra la discussione è prevalentemente dedicata ai neofiti che vogliono approfondire, ma ovviamente abbiamo bisogno che intervengano nella discusssione i più esperti per spiegare le cose nel modo migliore e anche in maniera semplice e comprensibile per chi inizia.

Buona discussione a tutti.

[darioi3liw]

Allora inizio io con una domanda:

Premesso che:
- La Videoripresa in FHD è effettuata con una risoluzione di 1920x1080 pixel (immagine composta da circa 2,1 Mega pixel) con un rapporto Larghezza/Altezza di 16/9.

- che i sensori delle macchine fotografiche e delle videocamere hanno un rapporto Larghezza/Altezza di 4/3 o 3/2, e quindi nelle riprese FHD non vengono utilizzati tutti i pixel del sensore (due fascie di pixel nella parte alta e bassa del sensore non vengono utilizzati)

Ciò premesso come si fa a calcolare la grandezza di un sensore in millimetri (Larghezza x Altezza) conoscendo l'indicazione del suo rapporto in pollici?

Facciampo un esempio pratico
Il Sensore CMOS di una Canon Legria HF10 è di 1/2,6"
Ognuno dei 3 sensori CMOS di una PANASONIC TM300 e grande 1/4,1"

A quanti millimetri di grandezza (larghezza x altezza) corrispondono questi due sensori?
Come si fa il calcolo?
Grazie a chi mi darà una risposta.

[Albert]

Sarebbe facile se bastasse usare un pò di trigonometria e l'equivalenza pollici>millimetri.

Purtroppo non è così.

http://www.dpreview.com/learn/?/key=Sensor_Sizes

http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor_format

Ciao

[darioi3liw]

Sarebbe facile se bastasse usare un pò di trigonometria e l'equivalenza pollici>millimetri. Purtroppo non è così

Ciao Albert

Solo adesso Internet è tornato a funzionare. Problemi di WI-FI.

Grazie intanto per la tua risposta e per aver segnalato i siti ove trovare la tabellina con indicate le dimensioni dei sensori a seconda del rapporto in pollici indicato.

Ma come mai questo rapporto non viene rispettato ?
Ad esempio il sensore da un pollice dovrebbe avere la diagonale di 25,4 millimetri e quindi se il sensore è un 4/3 di rapporto L/H si riescono a calcolare le dimensioni dei due lati del rettangolo.

E' invece no: Nella tabellina considerano che il rettangolo abbia una diagonale di 16 mm. Ma perchè mi chiedo io?

Ho visto, sempre nel sito che tu hai segnalato, che tra il rapporto in pollici e la diagonale considerata c'è una differenza che purtroppo non è sempre uguale, ma spazia da un 29% ad un 37% in meno. Se fosse stata costante si poteva almeno fare un calcolo.

Mah.....mi sa che la spiegazione e solo questa: Colui che ha inventato questo sistema ha fatto le scuole dell' I.C.A.S. (Istituto Complicazione Affari Semplici) !!!!!!!!!

Ciao e grazie ancora per il tuo intervento.

[Nicholas Berg]

ciao a tutti...mi unisco alla discussione..

avrei una domanda per gli esperti....
un singolo sensore può riprendere sia in progressivo che in interlacciato?
mi spiego...

esempio:
una videocamera può riprendere a 24p/25p/30p
questo vuol dire che il suo sensore registra in progressivo e che poi registra sulla schedina un filmato progressivo...
ora...ipotizziamo che la medesima videocamera sia capace di riprendere a 50i/60i..
ipotesi:
1)il sensore riprende in progressivo ma il filmato viene registrato in interlacciato
2)il sensore registra direttamente in interlacciato (quindi è capace di suo di riprendere sia in interlacciato che in progressivo)
bene...in questi casi quale delle due si verifica?

è altresì possibile avendo un video interlacciato avere la certezza che questo sia costruito partendo in realtà da una registrazione del sensore progressiva (naturalmente senza andare ad occhio)?

il mio caso:lo chiedo perchè volevo sapere se nelle registrazione della mia Sanyo fh1 (che registra a 30p e 60i) i 60i vengono registrati partendo da una ripresa del sensore originariamente in progressivo...(se leggere il relativo 3d ho la netta sensazione che registri in interlacciato, ma mi vorrei togliere ogni dubbio)

[darioi3liw]

un singolo sensore può riprendere sia in progressivo che in interlacciato?
ecc..........

Ciao Nicholas , ottimo quesito.
Anch'io sono interessato a conoscere meglio questo aspetto del funzionamento dei sensori.

Per la verità qualcosa potrei dirti, avendolo appreso proprio dalle altre discussioni di questo Forum, ma preferisco che ne parli uno più esperto di me.

In tale attesa porgo saluti.

[darioi3liw]

Ritorno per dirti che mi son dato un po' da fare per cercare di trovare la notizia che ti interessa ma senza risultato. In Internet non ho trovato.
Poi ho interpellato almeno 5 riparatori di Videocamere di varie marche del Veneto dove io risiedo per vedere se sapevano qualcosa in merito al funzionamento del CMOS della Sanio FH1 ma anche qui senza risultato. Poche idee.......... ma ben confuse!!
Forse non ho trovato quello giusto!

Ho letto i tuoi post nella discussione riguardante la SANIO FH1 (che tu possiedi), (dal n.ro 149) e ho visto che l'hai analizzata in modo , preciso e pignolo in tutte le sue funzioni. Complimenti!
Forse, quanto cerchi, è l'unica cosa che ti manca di sapere con certezza su questa videocamera , anche se un'idea già ce l'hai.
Mi sà che sarà dura però trovare qualcuno che conosca questi dati. Bisosognerà forse richiedere notizie alla Sanyo stessa.

L'unica cosa che ti posso dire, per averlo letto in questo Forum, è che i modelli Canon HD attuali, hanno il Cmos che legge sempre in progressivo, e quando lo richiedo ( es. impostazione 50i) registrano in interlacciato.
Quindi sulle Canon avviene quello che tu ipotizzi avvenga nella tua Sanyo FH1.
Poi piacerebbe anche a me conoscere un metodo valido e sicuro per appurare se il formato registrato interlacciato nasce così nativo dalla lettura del sensore oppure l'operazione di interlaccio viene eseguita successivamente.

Quali i vantaggi o svantaggi di questo sistema?

E qui ci sarebbe spazio per un bel dibattito!

In un caso (nel 50i nativo letto dal sensore) ci troviamo con 50 semiquadri letti in 50 sequenze temporali diverse.
Nel secondo caso (lettura a 25p e poi registrazione a 50i) ci troviamo sempre con 50 semiquadri, però letti in 25 sequenze temporali!
Quali i pro ed i contro??

Intervengano il fior di esperti che frequentano questo Forum.!

Alla migliore risposta mettiamo in palio un cartone di bottiglie di Prosecco di Valdobbiadene e una Soppressa Veneta Nostrana con pane "de casada" cucinato su forno a legna.... una cosa da leccarsi le orecchie!!

Un saluto a tutti.

[durin]

Nel secondo caso (lettura a 25p e poi registrazione a 50i) ci troviamo sempre con 50 semiquadri, però letti in 25 sequenze temporali!

mmmm... se fosse così sarebbe:

assurdo parlare di 50i

non si vedrebbero le seghettature dell'interlacciato, essendo i semicampi sovrapposti perfettamente coincidenti...

???

La canon riprende a 25p e memorizza in 50i, ma ricomposto è un 25p, quando riprende a 50i sono 50 semicampi in 50 istanti diversi.
Che senso avrebbe un 50i fasullo?

[Nicholas Berg]

il dubbio mi era venuto proprio leggendo il 3d della Canon

la ripresa progressiva e interlacciata hanno una differenza fondamentale...
questa non si ha semplicemente nella teoria (ricomposizione o meno dei semiquadri), ma nella tecnica di ripresa...
25 frame al secondo infatti sono pochi (almeno rispetto a quello che comunemente percepisce l'occhio umano)...il risultato è che durante i panning e/o altri movimenti veloci della videocamera l'immagine non si muove in maniera molto fluida...

nel 50i invece si hanno 50 frame (seppur a risoluzione verticale dimezzata)...il risultato è che questi movimenti risultano invece molto più lineari...direi perfetti per la ripresa amatoriale a mano..

per contro c'è il discorso qualità...un filmato progressivo (a telecamera fissa o con movimenti controllati) non sarà mai paragonabile qualitativamente ad un segnale interlacciato..anche a bitrate più elevati..
es.la sanyo registra a 30p con 12 mbps e a 60i con 17 mbps...una differenza al secondo di ben 5 mbit...anche in queste condizioni le riprese progressive sono nettamente più tridimenzionali, precise, omogenee...

i 24p invece sono quelli tipici della pellicola cinematografica...hanno una funzione specifica:
quella di creare materiale direttamente memorizzabile in progressivo su blu-ray...
è una nozione importantissima perchè da specifica del supporto, un filmato a 1920x1080 potrà essere inserito nel formato bd solo se a 24p/50i/60i.....quindi niente 25p/30p...in questi ultimi due casi serve una conversione (tramite programma) in interlacciato...
riprendere però a mano libera a 24p è ancora più difficile che farlo a 25p (per il discorso fluidità)...per contro invece i 30p permettono una discreta possibilità di movimento, anche se comunque restano da preferire spesso i 60i per i panning veloci...

l'ideale sarebbe proprio un 60p che mischia le due cose rendendo il tutto perfetto (fluidità e qualità)...peccato che pochi programmi riescano a gestirlo correttamente (ma qui è questione di tempo e già ce ne sono diversi), ma soprattutto che, tranne un htpc, esistano pochissimi dispositivi capaci di riprodurre questi video...

riprendere un filmato a 25p e poi portarlo a 50i ha il solo scopo di renderlo immediatamente compatibile con ad es. i bd che supportano i 50i ma non i 25p...o anche semplicemente con i dvd, che vengono proprio visualizzati a 50i

il mio caso: io sono convinto che i 60i vengano catturati in interlacciato..questo perchè migliora l'operato dello stabilizzatore in interlacciato (ha 30 frame in più) e, come detto,se blocco un fotogramma tramite i programmi di editing vedo, nei movimenti veloci,immagini sovrapposte...
quello che servirebbe a me è sapere se esiste qualche editor video con la funzione di visualizzare i singoli field ( o darmi informazioni dettagliate)...così da poter verificare se si appaiano a 2 a 2 perfettamente o se sono presi in momenti temporalmente distinti...

ps-grazie per l'interessamento che hai dimostrato al mio post

pps- mi metto in competizione per il "cartone di bottiglie di Prosecco di Valdobbiadene e una Soppressa Veneta Nostrana con pane "de casada" cucinato su forno a legna"..

[darioi3liw]

mmmm... se fosse così sarebbe:
assurdo parlare di 50i
non si vedrebbero le seghettature dell'interlacciato, essendo i semicampi sovrapposti perfettamente coincidenti...
La canon riprende a 25p e memorizza in 50i, ma ricomposto è un 25p, quando riprende a 50i sono 50 semicampi in 50 istanti diversi.
Che senso avrebbe un 50i fasullo?

Ok Durin
Questa notizia l'avevo letta da qualche parte su questo Forum, ma in effetti non mi aveva molto convinto. Infatti anch'io mi faccio la stessa tua domanda e cioè "che senso avrebbbe un 50i fasullo"?

Forse rendere la visualizzazione un po' più fluida rispetto al 25p evitando il problema delle seghettature tipiche del vero 50i?
O come scrive sul post successivo al tuo Nicholas Berg, <<riprendere un filmato a 25p e poi portarlo a 50i ha il solo scopo di renderlo immediatamente compatibile con ad es. i bd che supportano i 50i ma non i 25p...o anche semplicemente con i dvd, che vengono proprio visualizzati a 50i>>
Mah.... le mie attuali conoscenze sull'argomento non mi permettono di trarre conclusioni!
Pertanto tengo in considerazione quanto dici tu e Nicholas.
Comunque dovrò approfondire l'argomento.

Poi prendo atto di quanto dici in merito all'interlacciato e cioè che quando la Canon è impostata a 50ì non riprende in progressivo ma << riprende a 50i e quindi sono 50 semicampi in 50 istanti diversi>>


Grazie per il tuo intervento

[darioi3liw]

Ciao Nicholas

Solo questa sera ho letto il tuo ultimo post avendo avuto oggi una giornata molto impegnativa.

Trovo che tutto quanto hai scritto sull'argomento sia perfetto e pienamente condivisibile. Almeno per quanto è nelle mie conoscenze.

Vorrei solo aggiungere qualche piccolo dettaglio, per completare in un paio di punti, ma non lo farò questa sera perchè sono arrivato a casa tardi e sono molto stanco.

Mah...... mi sa che se non interviene qualcun'altro che la sappia più lunga di te.....col tuo intervento hai posto una seria ipoteca sulla messa in palio delle bottiglie di prosecco di Valdobbiadene con annessa sopressa e pane casereccio HI HI

Ciao

[darioi3liw]

Ritorno nella discussione.
Più che aggiungere qualcosa a quanto già ottimamente esposto da Nicholas, per alimentare la discussione sugli aspetti tecnici, preferisco riportare quanto dice Wikipedia Inglese, alla voce AVCHD nella sezione 1080i
http://en.wikipedia.org/wiki/AVCHD

Approfiitto della traduzione gia fatta (Grazie William) in altra discussione molto interessante relativa alla Cam Panasonic TM300.

Qui ci sono varie cosette che si prestano a discussione.
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
<< La maggior parte delle telecamere AVCHD uscite fino ad oggi registrano video interlacciato a 1080i.
Questo crea artefatti quando il video è visualizzato su un computer o quando viene riscalato. I monitor da computer così come i TV plasma e LCD sono per loro natura progressivi. La visualizzazione di video interlacciato su un display progressivo potrebbe creare delle fasce orizzontali conosciute come "combing".
Il deinterlaccio permette di eliminare questo tipo di artefatto, ma potrebbe ridurre la risoluzione verticale. Il video interlacciato può essere de-interlacciato in post-produzione e registrato in progressivo, oppure può essere deinterlacciato durante la riproduzione. Tutti i moderni TV piatti hanno un sistema integrato di de-interlacciamento, così il de-interlaccio non è necessario se il video è distribuito su DVD o Bluray.
La visione di un video interlacciato su computer può essere più complicato, ma alcuni codec contengono differenti algoritmi di de-interlaccio che possono essere scelti manualmente dall'utente.
Alcune telecamere AVCHD possono catturare video progressivo e registrarlo in uno stream interlacciato, tramite tecnologie prese in prestito dall'industria televisiva. In particolare, il PsF (Progressive segmented frame) è utilizzato in alcune telecamere Panasonic (25p Digital Cinema) e Canon (PF25, PF30). La tecnica del 3:2 pulldown è usata nelle versioni a 60 HZ delle telecamere Canon (PF24 mode), nelle telecamere Panasonic HS300/TM300/SD300 (Digital Cinema) e nella camera ibrida Foto/video Panasonic GH1 per registrare video progressivo a 24 frame.
La maggior parte dei software di editing gestisce il video progressivo registrato in uno stream interlacciato come video interlacciato, benchè alcuni software di editing e la maggior parte dei player ottici sono in grado di riconoscere lo schema pulldown e ricostruire i frame originali atraverso un processo chiamato "inverse telecine". >>
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

Ho evidenziato in grassetto dove si dice (confermando quanto sostenuto nel nostro 3d) che alcune cam possono riprendere in progressivo e registrare in interlacciato.

Poi, per quanto riguarda il discorso successivo, non ho capito bene in cosa consista questa tecnica del "3:2 pulldown" utilizzata nelle versioni a 60Hz di alcune videocamere per registrare a 24p.
Qualcuno è in grado di spiegarmelo?

Poi una piccola considerazione (che esula da quanto sopra) che volevo fare era questa:
La ripresa a 24p imita quanto avviene nelle riprese cinematografiche dove vengono "impressionati" 24 fotogrammi di pellicola in un secondo.
Essendo questo "frame rate" basso si determina nei panning questa nota scattosità del video: Uno dei cosidetti "effetti cinema" poi ce ne sono anche atri.
Quando, parecchi anni fa, hanno stabilito questo "frame rate" hanno scelto un compromesso che teneva conto un po' dei limiti ottico meccanici delle macchine da ripresa del tempo e un po' anche del fatto di contenere il consumo della pellicola.

A parte il fatto che poi hanno cercato di limitare questo effetto "scattosità" e anche il cosidetto effetto "flickering" in quanto nelle macchine da riproduzione cinematografica attuali ogni fotogramma viene proiettato 2 volte di seguito e quindi si ha una frequenza di 48 Hz, ma la mia domanda è questa:

Perchè questo effetto cinema è un "modello da seguire" quando i sistemi moderni di ripresa permettono di effettuare riprese molto più fluide con frame rate più alti?

Altri "effetti cinema" come quello dello sfuocato effettuato in particolare con cam professionali ecc. li capisco. L'effetto "scattosità" lo capisco meno.

Vediamo se qualcuno intervenendo mi fa cambiare idea

Salve

[Nicholas Berg]

il discorso deinterlacciamento è nettamente più complesso di come esposto...ecco quello che so:
partiamo dall'assunto che ne esistono diversi tipi...riassumiamo le 2 categorie...
1)solitamente usato per riprese da videocamera, serie tv...etc...
ogni singolo field è autonomo dagli altri e presenta risoluzione verticale ridotta...e in seguito viene adattato al display
2)solitamente usato per il cinema...
ogni singolo field si ricollega a quello successivo con cui si fonde alternando linee pari a linee dispari

le due modalità sono totalmente differenti in fase di ricostruzione e proprio dall'operato del deinterlacer dipende la qualità finale...
i dvd non sono in progressivo (sul supporto), ma tutti in interlacciato (50i)...per ogni dvd serve un processo di deinterlacing di uno dei due tipi...
inutile precisare che il secondo tipo è nettamente più semplice da eseguire..
i migliori deinterlacer sono quelli a scansione motion adaptive...
per maggiori info sull'argomento basta leggere il 3d di Luciano Merighi nella sezione calibrazione...

il pulldown 3:2 serve invece ad altro...
quando una ripresa viene fatta a 24fs e poi viene riportata su un pannello di nuova generazione, viene ad esserci il problema della capacità del display di supportare questa ripresa..
infatti, per poter visualizzare un video a 24p, serve necessariamente un televisore che supporti nativamente una frequenza multipla di 24...cioè 48/72/96 hz (il motivo del multiplo è che per limiti fisici non si può trasmettere un video a 24hz)...
il pulldown è il meccanismo che permette di portare un video da 24fs a 60hz (portandolo a 29,97fps)...giocando con i frame...rendendolo così compatibile con questa frequenza...il lato negativo è che nei panning orizzontali, si noteranno dei microscatti dovuti proprio al meccanismo di funzionamento...
senza andare più nello specifico, vi rinvio a questo articolo:
http://it.wikipedia.org/wiki/Telecinema

[darioi3liw]

Grazie Nickolas per la tua risposta sempre puntuale e precisa.

Ok per i vari sistemi di deinterlacciamento e Ok pure per questa tecnica del " del 3:2 pulldown" che consiste in una modifica della frequenza dei frames per adattarli a dispositivi che accettano frequenze di quadro diverse.
Una curiosità poi: non capisco che relazione ci sia tra questa operazione di adattamento della frequenza dei frames da 24 a 30 (29,97) ed i numeri "3:2 abbinati al termine "pulldown"
Che siano due numeri messi li a caso o questo rapporto 3:2 ha un senso?
Se qualcuno lo sa va bene, altrimenti non è così importante.

Per quanto riguarda il secondo argomento sul 24p (effetto cinema) non ti sei espresso.
Per essere più chiaro intendevo dire "modello estetico da seguire" per far assomigliare la ripresa all'effetto cinema.
Penso, che salvo casi particolari, una ripresa video sia meglio risulti più fluida che "scattosa".
Questo comunque è un mio parere, ma posso sbagliarmi.
Mi piacerebbe sapere cosa ne pensano anche gli altri.

Salve

[Nicholas Berg]

3:2 è il rapporto con cui si susseguono i frame una volta portato il video a a 29,97fs...nel link che ho inviato dovrebbe essere spiegato

non mi sono espresso sui 24fs perchè onestamente non so il perchè della scelta, ma immagino siano legati ad evoluzione storia...
personalmente non mi disturbano....sarebbero forse stati meglio i 30, ma hanno mezzi idonei per riuscire a far perfette riprese anche così...