Warum beeinflussen die FPS bei einem Video die Qualität und Bildgröße?
Hallo Freunde der Foto- und Videografie,
ich bin ein absoluter Noop in Sachen Fotografie, habe aber gerade ein spannendes Video gesehen, bei dem zwei Typen aufnehmen, wie sie auf rohe Eier schießen.
Nach jedem Schuss änderten sie die FPS und zeigten dann das Resultat. Man konnte super den Unterschied zwischen den verschiedenen Einstellungen sehen ABER je höher die FPS wurde, desto schlechter wurde die Videoqualität und der Bildausschnitt wurde immer schmaler, bis nur ein dünner Streifen übrig war.
Könnt ihr mir erklären woran das liegt?
(quasi für Interessierte Dummies)
Danke :)
5 Antworten
Lass mich raten, das waren die Slowmo Guys?
Die benutzen eine spezielle High Speed Kamera die in wahnsinnig hohen Framerates Filmen kann.
Das Problem hierbei ist, bei high Speed Videos machst du sehr viele Bilder in sehr kurzer Zeit. Je mehr Bilder du pro Sekunde machst, desto mehr Speicher benötigst du und desto schneller muss dieser sein. Da es beim Speicher aber physische Limitierungen gibt muss dass Video also an anderen Stellen "beschnitten" werden damit dieser hinterherkommt.
Konklusio, wenn du mit mehreren hunderttausend Bildern/Sekunde filmen möchtest kannst du eben nur einen kleinen Bereich in der Mitte des Bildausschnitt speichern.
Hallo
Höher Bildfrequenzen führen zu
1.) Kürzeren Verschlusszeiten, man braucht mehr Licht oder muss die ISO hochdrehen. Die Verdoppelung der Frequenz bedeutet Verdoppelung der nötigen Lichtmenge. Das heisst eine 10 fache Zeitdehnung erfordert die 1024 fache Lichtmenge oder man muss denn "Gain" von ISO 100 auf ISO 102400 hochdrehen.
2.) Höheren Datenraten. Die maximale Datenrate ist technisch begrenzt deswegen muss man bei erreichen der maximalen Datenrate die Auflösung reduzieren dazu werden immer weniger Zeilen ausgelesen also Information "weggeworfen" (Line Droping).
3.) die Datenbusproblematik der Hardware. Der Datenbus hat eine konstruktive Maximalfrequenz und je näher man der kommt um so heisser werden die Datenpipelines/Sensoren und es kommt zu Übersprechen und verlorenen Datenpaketen. Zudem tauchen dann immer mehr Hot Pixel, Dead Pixel, Stuck Pixel auf, es zeigt sich Aliasing/Banding bzw die "Grundstruktur" des Sensor weil die heissen Pixel heftiger wegrauschen als die kalten Zonen.
4.) die Prozesserproblematik. Die Rechenleistung zur Kompression und Fehlerkorrektur ist begrenzt je höher die Bildfrequenz um so weniger Zeit hat der Bildprozessor zum Komprimieren und Fehlerkompensation. High Speed Kameras machen intern gar keine Kompression, dafür ist keine "Zeit"
High Speed Kameras sind für High Speed gebaut haben Spezialsensoren mit dutzenden Datenpiplines und dutzenden Prozessoren dahinter, grosse superschnelle Speicherarchithekturen, aktive Kühlung und kosten in DCI2K Video Qualität ab 30000€ aufwärts. Reportagekameras für FHD/TV Sportübertragungen fangen bei 15000€ an (Gehäuse ohne Zubehör). Memrecam Q2m mit 2000 FPS in FHD Kosten mit Zubehör für 1ne Filmminute um 100000€ aufwärts. Die Datenrate ist um 6GB Sekunde, für 60 Sekunden braucht man 360GB High Speed Speicher bzw man teilt das auf 3x 2GB für jeden Farbkanal auf "handelsübliche" High Speed SSD.
Kameras sind ab einer gewissen Framerate nicht mehr in der Lage, den Sensor in dieser kurzen Zeit vollständig auszulesen bzw. das entsprechende Video in der vollen Auflösung zu verarbeiten. Deshalb wird die Qualität bei zunehmender Framerate immer schlechter.
Ganz einfach erklärt: Sensoren können nur mit einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit ausgelesen werden. Wenn man schneller auslesen will, muss der ausgelesene Teil vom Sensor kleiner werden. Weil der Sensor zeilenweise ausgelesen wird, kann die Breite gleich bleiben. Wenn man nur 1/4 der Sensorhöhe ausliest kann also eine Kamera 4x mehr FPS auslesen.
Zusätzlich ist aber ebenfalls noch der Speicher ein Flaschenhals. Die Datenmenge muss auch weggeschrieben werden, 1 Sekunde Filmmaterial der Kamera mit 1 Mio fps entspricht mit normaler Framerate abgespielt ca. 11 Stunden Film.
Die von den Slow-Mo Guys benutzte Kamera Phantom TMX7510 nimmt normalerweise 76.000 fps bei 1280 x 800 Pixeln auf. Reduziert man jetzt die Auflösung um Faktor ~4 auf 1280 x 192 nimmt sie 300.000 und damit ungefähr das 4-fache an fps auf. Reduziert man die Auflösung noch weiter, erreicht man noch höhere Frameraten.
Wahrscheinlich kann die Camera bei hoher bildwiederholrate "nur" ein geringe Auflösung bieten. So würde ich zunächst einmal tippen.
Die fps sagt nur aus wievieleframes also einzelne Bilder in einer Sekunde Filmmaterial verwendet werden.
Lies dir mal die anderen Antworten durch, die erscheinen mir logischer.