CÓMO GESTIONAR EL EFECTO MOIRÉ PARA LAS PRODUCCIONES EN VIVO

Los eventos en vivo han crecido rápidamente desde finales de 2020. Deportes en vivo, shows de comedia, conciertos y otros eventos realizados en grandes espacios se han encontrado con un público ansioso por volver a reunirse con grandes multitudes, especialmente después de la pandemia cuando las personas se volcaron a consumir en su casa películas y series a través de servicios de streaming. Afortunadamente, en la actualidad una serie de nuevas tecnologías de visualización están listas para implementarse con un presupuesto más bajo que en años anteriores, pero algunas de ellas, particularmente los paneles de pared LED, presentan nuevos desafíos, como el Efecto Moiré en sus artefactos.

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¿Qué es el Efecto Moiré?

Moiré es el resultado de una distorsión óptica originada por la superposición de dos rejillas de líneas que tienen diferentes tamaños o ángulo. Este patrón de interferencia crea un efecto de distorsión visual.

Una pregunta común es por qué el Moiré es más frecuente en las cámaras de video que en las películas. Veamos: los granos en un cuadro de emulsión de película están dispuestos al azar, mientras que todos los fotositos de las cámaras de video están en un patrón de cuadrícula regular. No importa si se trata de una persiana enrollable, una persiana global, un CMOS, un CCD, un chip de 3 o un chip, lo cierto es que los fotositos son una cuadrícula, por lo cual son como una pantalla. Entonces. capturarla a través de otra pantalla o una serie de líneas paralelas que se resuelven a una frecuencia similar, introduce la posibilidad de que aparezca el Efecto Moiré.

Ahora bien, ¿por qué no hay imágenes de video que muestren este efecto? La razón es simple: se debe a los filtros ópticos de paso bajo (OLPF, en inglés)utilizados en las cámaras. Estos filtros, también conocidos como filtros antialiasing, son propios del generador de imágenes y debe estar a una distancia específica. Su función es difuminar ligeramente los puntos pequeños para que lleguen a más fotositos y así, si hay una pantalla negra en el marco que cubre un fondo blanco, se presentará ante el lector como un campo gris, tal como podría verse si alguien se parara demasiado lejos de la pantalla, sin poder distinguir los agujeros individuales.

Para eliminar el Moiré, el OLPF necesita filtrar frecuencias superiores a la mitad del “píxel pitch” del generador de imágenes. Matemáticamente, la frecuencia de la imagen debe ser la mitad que la del generador de imágenes, lo que se conoce como límite de Nyquist en el procesamiento de señales; pero cualquier punto pequeño debe cubrir al menos 2 píxeles en cualquier dirección para evitar actuar como dos pantallas. Lo cierto es que la mayoría de las cámaras tienen este tipo de OLPF delante de las cámaras, aunque las de 8K no los necesitan, ya que sus lentes no pueden resolver puntos tan pequeños.

¿Por qué las paredes LED son más propensas al Efecto Moiré?

Los sistemas de cámaras cuentan con el hecho de que a medida que las frecuencias aumentan, es decir, cuando los patrones regulares, como vallas, biombos, rayas, ladrillos, tejas, telas se hacen más pequeños, tienden a perder contraste (medir el contraste de la oscuridad a la luz es la profundidad de modulación y la gráfica de profundidad de modulación vs. frecuencia es la función de transferencia de modulación de un sistema óptico como una lente). La profundidad de la modulación normalmente disminuye a medida que los patrones se hacen más pequeños (las frecuencias aumentan) y tienden a cero cuando los detalles intrincados ya no se resuelven. Los defectos de la lente o la niebla en el aire se suman a la brusquedad de la disminución de la profundidad de modulación.

Las paredes LED tienen propiedades que las hacen brillantes y nítidas, lo que representa un desafío para Moiré. Las luces LED individuales son fuentes puntuales que no se fusionan entre sí. Son emisores, lo que significa que un píxel oscuro se puede apagar por completo y, a menudo, hay una matriz negra entre los LED (como en otra pantalla). El contraste entre píxeles es extremo (alta profundidad de modulación) y muy robusto a medida que los píxeles se hacen más pequeños ya que cada LED genera su propia luz brillante, por lo que hay una pérdida mínima de "profundidad de modulación". Por lo tanto, los LED parecen más pequeños a medida que se acercan a las frecuencias de píxeles del generador de imágenes.

La matriz negra entre los píxeles brillantes significa que la frecuencia del patrón efectivo es el doble que la de los píxeles solos. Esto significa que en lugar de Pixel 1, Pixel 2 y Pixel 3, la cámara verá Pixel 1, Black Pixel; Pixel 2, Black Pixel; Pixel 3, Black Pixel. Efectivamente, este fenómeno duplica la frecuencia, y esta doble frecuencia llega con una nitidez inusual: el contraste puede “escabullirse” más allá del OLPF causando el Efecto Moiré cuando interactúa con el generador de imágenes. En otras palabras, esos puntos LED brillantes pueden crear puntos súper pequeños en la cámara, especialmente cuando están delineados en negro.

¿Cómo gestionar el Efecto Moiré?

Cuando los píxeles se resuelven en una imagen, son solo pequeños puntos que cubren muchos fotositos en el generador de imágenes, y no hay Moiré. Cuando los píxeles no se resuelven en absoluto, aparecen como un color plano y no hay Moiré. Los problemas se producen en el medio, en los nodos donde la resolución de la cámara es un pequeño múltiplo del tamaño del píxel o viceversa, lo suficientemente cerca como para interferir entre sí. Estos nodos se pueden observar fácilmente durante el zoom. Para evitar el efecto Moiré, el OLPF crea un límite en el que los píxeles se difuminan. Este límite se alcanza más rápidamente cuando la pared LED está desenfocada. Las propiedades de profundidad de enfoque de la lente pueden ser de gran ayuda en este caso. La profundidad de enfoque es el rango de distancia dentro del cual un objeto aparecerá enfocado. La grabación de estilo cinematográfico aprovecha la profundidad de enfoque reducida para enfocar entre sujetos con enfoque nítido o suave. Los generadores de imágenes más grandes, junto con distancias focales más largas y aperturas abiertas, conducen a una profundidad de enfoque más pequeña. El zoom a distancias focales más largas (más cerca) aumenta la resolución de los píxeles LED, pero al mismo tiempo disminuye la profundidad de enfoque, lo que hace que la pared LED se vea borrosa cuando una lente se acerca, siempre que la lente esté enfocada en un plano alejado de la pared LED.

Consejos para evitar el Moiré al disparar

  • Coloque el sujeto enfocado lo más lejos posible de la pared de LED; esto hará que la pared de LED tenga un enfoque más suave y evitará que los píxeles individuales se resuelvan.
  • Utilice el tamaño de píxel más ajustado que pueda permitirse.
  • Abra el iris para disminuir la profundidad de enfoque; la mayoría de las cámaras tienen filtros ND que pueden compensar si la imagen es demasiado brillante.
  • Mantenga la lente lo más atrás posible y use una lente más larga. La distancia focal más larga reducirá la profundidad de enfoque.

Características de la cámara para gestionar el Efecto Moiré

Rueda de filtros ND

las cámaras de sistemas de transmisión suelen tener ruedas de filtro ND, que son importantes para usar un diafragma amplio y así disminuir la profundidad de campo. Todas las cámaras de estudio Panasonic (HC3900, UC3300, PLV100 y UC4000) utilizan ruedas de filtro ND motorizadas para dar acceso rápido a los ajustes del filtro ND en la sala de control.

Cámara de gran formato

la cámara de estudio Panasonic PLV100 cuenta con una cámara de Super 35 mm y una montura PL basadas en las históricas camcorders Cinema VariCam de Panasonic. A diferencia de las videocámaras Cinema, la PLV100 es una cámara de sistema de transmisión en todos los aspectos, de modo que los operadores e ingenieros pueden operar la PLV100 de manera similar y en conjunto con otras cámaras de sistemas de transmisión. El control remoto, el intercomunicador, el video de retorno y otras funciones son las mismas, incluida la rueda de filtro ND motorizada. La única diferencia es la cámara de gran formato con montura PL y lentes de 35 mm que brindan una profundidad de campo reducida que puede eliminar en gran medida el riesgo de Moiré.

Filtro de paso bajo óptico ajustable (OLPF)

la Panasonic UC4000 tiene una rueda de filtro doble. La primera es la rueda de filtro ND motorizada; y la segunda se la conoce como la rueda de filtro de efectos, que tradicionalmente incluye filtros de corrección de color, un filtro de efecto de cruz o estrella y un filtro de difusión. Panasonic ofrece una modificación en la que el filtro de difusión se reemplaza con un OLPF personalizado que, cuando se activa, agrega una pantalla de alta frecuencia adicional antes del sensor de imágenes, reduciendo las posibilidades de Moiré. Este OLPF provoca una ligera reducción de la nitidez en las imágenes UHD, pero casi ningún cambio al grabar en HD. La designación del modelo de cámara modificado es MOD5AK-UC4000 y se solicita personalizado a Panasonic.

OLPF agresivo integrado

la lente de la cámara PTZ Panasonic UE160 está especialmente diseñada para limitar las frecuencias altas y exhibir una caída pronunciada de la profundidad de modulación mientras mantiene la resolución UHD. Lanzada en presencia de una proliferación de paredes LED, la UE160 está optimizada para iluminación y paredes LED en todos los sentidos, incluidos los geles de color internos optimizados con precisión de color LED específicos. En este sentido, vale destacar que la cámara de estudio Panasonic AK-HC3900 se vende como un sistema de cámara HD con un generador de imágenes 4K, razón por la cual el OLPF HD es extremadamente agresivo cuando se utiliza con el generador de imágenes 4K para minimizar el Efecto Moiré. El filtro OLPF puede cambiarse para aplicaciones UHD que requieran de máxima nitidez y donde el Moiré es menos preocupante. La Panasonic UC3300, que es similar a la UC4000, pero que solo tiene una rueda de filtros, se puede cambiar al HC3900 OLPF solicitando un MOD5AK-UC3300 para modificar la cámara.

Reducción electrónica del Moiré

las cámaras de estudio Panasonic AK-UC4000 y AK-UC3300 producen datos de imágenes sin procesar que se envían a la Unidad de control de cámara (CCU) para su procesamiento. Esta CCU tiene una FPGA más potente que puede reducir el Efecto Moiré, o hacerlo menos perceptible. La reducción electrónica de Moiré es limitada porque, como se mencionó anteriormente, Moiré es un fenómeno óptico.

Paredes LED de Moiré reducido

a medida que las paredes LED desarrollen un tono de píxel más estrecho, el Moiré será menos frecuente. Algunos paneles están diseñados para difundir los píxeles, pero esto puede reducir el brillo; otros han minimizado el espacio entre píxeles, lo que también ayudará. En el futuro, estos problemas pueden solucionarse por sí solos, pero las instalaciones existentes y los inventarios de rental señalan que la gestión del Moiré seguirá existiendo por un tiempo.