COMO GERENCIAR O EFEITO MOIRÉ PARA PRODUÇÕES AO VIVO

Os eventos ao vivo cresceram rapidamente desde o final de 2020. Esportes ao vivo, shows de comédia, shows e outros eventos realizados em grandes espaços têm recebido um público ansioso, especialmente após a pandemia, quando as pessoas passaram a consumir filmes e séries em casa por meio de serviços de streaming. Felizmente, uma série de novas tecnologias de exibição estão agora disponíveis a um orçamento mais baixo do que nos anos anteriores, mas algumas delas, particularmente painéis de parede de LED, apresentam novos desafios, como o Efeito Moiré em seus artefatos.

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O que é o Efeito Moiré?

Moiré é o resultado de uma distorção óptica causada pela sobreposição de duas grades de linhas que têm tamanhos ou ângulos diferentes. Esse padrão de interferência cria um efeito de distorção visual.

Uma pergunta comum é por que Moiré é mais prevalente em câmeras de vídeo do que em filmes. Os grãos em um quadro de emulsão de filme são dispostos aleatoriamente, enquanto todos os fotosites em câmeras de vídeo estão em um padrão de grade regular. Independentemente de ser um obturador rolante, obturador global, CMOS, CCD, single-chip ou três-chip, os fotosites formam uma grade, muito parecido com uma tela. Assim, capturá-lo através de outra tela ou de uma série de linhas paralelas que se resolvem em uma frequência semelhante introduz a possibilidade do Efeito Moiré aparecer.

Por que não vemos esse efeito em imagens de vídeo? O motivo é simples: é devido aos filtros ópticos passa-baixa (OLPFs) usados em câmeras. Esses filtros, também conhecidos como filtros anti-aliasing, fazem parte do gerador de imagens e devem estar a uma distância específica. Sua função é desfocar levemente pequenos pontos para que se espalhem mais nas fotos, resultando em uma tela preta sobre um fundo branco que se transforma em um campo cinza. Isso se assemelha à vista quando alguém está muito longe da tela e não consegue distinguir buracos individuais.

Para eliminar o Moiré, o OLPF precisa filtrar frequências superiores à metade do "pixel pitch" do gerador de imagens. Matematicamente, a frequência da imagem deve ser metade da do gerador de imagem, conhecido como limite de Nyquist no processamento de sinais; Qualquer ponto pequeno deve cobrir pelo menos 2 pixels em qualquer direção para evitar agir como duas telas. A maioria das câmeras possui um tipo de filtro passa-baixa óptico na frente, mas as câmeras 8K não necessitam disso, uma vez que suas lentes não conseguem resolver pontos tão pequenos.

Por que as paredes de LED são mais propensas ao Efeito Moiré?

Os sistemas de câmeras se baseiam no fato de que, à medida que as frequências aumentam, padrões regulares como cercas, telas, listras, tijolos, telhas e tecidos se tornam menores e tendem a perder contraste (medir o contraste do escuro para a luz é a profundidade de modulação, e o gráfico de profundidade de modulação vs. frequência é a função de transferência de modulação de um sistema óptico como uma lente). A profundidade de modulação geralmente diminui à medida que os padrões se tornam menores (as frequências aumentam) e tende a zero quando detalhes intrincados não são mais resolvidos. Defeitos na lente ou névoa no ar aumentam a abruptidade da diminuição da profundidade de modulação.

As paredes de LED têm propriedades que as tornam brilhantes e nítidas, representando um desafio para Moiré. LEDs individuais são fontes pontuais que não se misturam entre si. Eles são emissores, o que significa que um pixel escuro pode ser completamente desligado, e muitas vezes há uma matriz preta entre LEDs (como outra tela). O contraste entre os pixels é extremo (alta profundidade de modulação) e muito robusto à medida que os pixels se tornam menores, já que cada LED gera sua própria luz brilhante, resultando em perda mínima de profundidade de modulação. Portanto, os LEDs parecem menores à medida que se aproximam das frequências de pixels do gerador de imagem.

A matriz preta entre pixels brilhantes significa que a frequência padrão efetiva é o dobro da dos pixels sozinhos. Em vez de Pixel 1, Pixel 2 e Pixel 3, a câmera vê Pixel 1, Black Pixel; Pixel 2, Black Pixel; Pixel 3, Black Pixel. Isso efetivamente dobra a frequência, e essa frequência dobrada chega com nitidez incomum: o contraste pode "escapar" do OLPF causando o Efeito Moiré ao interagir com o gerador de imagem. Em outras palavras, esses pontos de LED brilhantes podem criar pontos super pequenos na câmera, especialmente quando delineados em preto.

Como gerenciar o Efeito Moiré?

Quando os pixels são resolvidos em uma imagem, eles são apenas pequenos pontos cobrindo muitos fotosites no gerador de imagem, e não há Moiré. Quando os pixels não são resolvidos, eles aparecem como uma cor plana, e não há Moiré. Os problemas ocorrem no meio, em nós onde a resolução da câmera é um pequeno múltiplo do tamanho do pixel ou vice-versa, perto o suficiente para interferir uns com os outros. Esses nós podem ser facilmente observados durante o zoom. Para evitar o Efeito Moiré, o OLPF cria um limite onde os pixels são borrados. Esse limite é atingido mais rapidamente quando a parede de LED está fora de foco. As propriedades de profundidade de foco da lente podem ajudar muito nesse caso. Profundidade de foco é o intervalo de distância dentro do qual um objeto aparecerá em foco. A filmagem em estilo cinematográfico aproveita a profundidade de foco reduzida para se concentrar entre assuntos com foco nítido ou suave. Geradores de imagem maiores, juntamente com distâncias focais mais longas e aberturas abertas, levam a uma menor profundidade de foco. O zoom para distâncias focais mais longas (mais próximas) aumenta a resolução dos pixels do LED, mas simultaneamente diminui a profundidade de foco, fazendo com que a parede do LED desfoque quando uma lente amplia, desde que a lente esteja focada em um plano distante da parede do LED.

Dicas para evitar Moiré ao fotografar

  • Coloque o objeto focalizado o mais longe possível da parede de LED; isso fará com que a parede de LED pareça mais suave e impedirá que pixels individuais sejam resolvidos.
  • Use o tamanho de pixel mais apertado que você pode pagar.
  • Abra a íris para diminuir a profundidade de foco; a maioria das câmeras tem filtros ND para compensar se a imagem for muito brilhante.
  • Mantenha a lente o mais recuada possível e use uma lente mais longa. A distância focal mais longa reduzirá a profundidade de foco.

Recursos da câmera para gerenciar o Efeito Moiré

Roda do filtro ND

As câmeras do sistema de transmissão normalmente incluem rodas de filtro ND, essenciais para permitir o uso de aberturas amplas e controlar a profundidade de campo. Todas as câmeras de estúdio da Panasonic (HC3900, UC3300, PLV100 e UC4000) estão equipadas com rodas de filtro ND motorizadas, permitindo ajustes rápidos dos filtros ND diretamente da sala de controle.

Câmera de Grande Formato

A câmera de estúdio Panasonic PLV100 possui uma câmera Super 35 mm e montagem PL baseada nas filmadoras históricas Cinema VariCam da Panasonic. Ao contrário das filmadoras de cinema, a PLV100 é uma câmera de sistema de transmissão em todos os sentidos, permitindo que operadores e engenheiros operem a PLV100 de forma semelhante e em conjunto com outras câmeras do sistema de transmissão. Controle remoto, interfone, vídeo de retorno e outras funções são as mesmas, incluindo a roda motorizada do filtro ND. A única diferença é que a câmera de grande formato com montagem PL e lentes de 35 mm proporcionam uma profundidade de campo reduzida, diminuindo significativamente o risco de Moiré.

Filtro óptico passa-baixa ajustável (OLPF)

O Panasonic UC4000 tem uma roda de filtro duplo. A primeira é a roda de filtro ND motorizada, e a segunda é conhecida como a roda de filtro de efeitos, tradicionalmente incluindo filtros de correção de cor, um filtro de efeito cruzado ou estrela e um filtro de difusão. Panasonic oferece uma modificação onde o filtro de difusão é substituído por um OLPF personalizado que, quando ativado, adiciona uma tela adicional de alta frequência antes do sensor de imagem, reduzindo as chances de Moiré. Este OLPF causa uma ligeira redução na nitidez em imagens UHD, mas quase nenhuma alteração ao gravar em HD. A designação modificada do modelo da câmera é MOD5AK-UC4000, e pode ser encomendada pela Panasonic.

OLPF agressivo integrado

A lente UE160 da câmera Panasonic PTZ é especialmente projetada para limitar as altas frequências e exibir uma queda acentuada de profundidade de modulação, mantendo a resolução UHD. Lançado em meio a uma proliferação de paredes de LED, o UE160 é otimizado para iluminação LED e paredes de LED em todos os sentidos, incluindo géis de cores específicos de LED otimizados internamente. Da mesma forma, a câmera de estúdio Panasonic AK-HC3900 é vendida como um sistema de câmera HD com um gerador de imagem 4K, tornando o HD OLPF extremamente agressivo quando usado com o gerador de imagem 4K para minimizar o Efeito Moiré. O OLPF pode ser alterado para aplicações UHD que exigem máxima nitidez onde Moiré é menos preocupante. O Panasonic UC3300, semelhante ao UC4000, mas com apenas uma roda de filtro, pode ser comutado para o OLPF HC3900 solicitando um MOD5AK-UC3300 para modificar a câmera.

Redução eletrônica de Moiré

As câmeras de estúdio Panasonic AK-UC4000 e AK-UC3300 produzem dados brutos de imagem enviados para a Unidade de Controle de Câmera (CCU) para processamento. Esta CCU tem um FPGA mais poderoso que pode reduzir o Efeito Moiré ou torná-lo menos perceptível. A redução de Moiré eletrônico é limitada porque, como mencionado anteriormente, Moiré é um fenômeno óptico.

Paredes LED Moiré Reduzidas

À medida que as paredes de LED desenvolvem tons de pixel mais apertados, Moiré será menos frequente. Alguns painéis são projetados para difundir os pixels, mas isso pode reduzir o brilho; outros minimizaram o espaço entre pixels, o que também ajuda. No futuro, esses problemas podem se resolver, mas as instalações existentes e os estoques de aluguel indicam que a gestão do Moiré continuará por um tempo.