Zeitlupenkamera

Die beste Zeitlupenkamera - Sony RX100 V

1000fps 11:58:00

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GoPro Hero 5 - Slowmotion Video

120fps 06:16:00

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Zeitlupeneffekt Programme - Frame Interpolation

Programme 09:44:00

Es muss nicht immer eine Zeitlupenkamera sein, auch mit verschiedenen Programmen können sehr gute Zeitlupeneffekte erzielt werden. Solche Programme werden meist mit den Begriffen: Frame Interpolation, Motion Interpolation, Motion Flow, Frame Blending, Optical Flow, Fake Slowmotion, Ultra Slomo oder Timewarp gemeinsam erwähnt. Doch worum handelt es sich bei den genannten Begriffen? Dieser Beitrag soll diese Frage klären und gängige Softwarepakete vorstellen.

Auf Wikipedia findet man den Begriff unter Motion Interpolation mit folgender Definition:
Motion-Interpolation (engl. für „Bewegungsinterpolation“) ist eine Form der Videoverarbeitung, bei der mit Hilfe von mathematischen Algorithmen wie Motion Kompensation Zwischenbilder berechnet und zwischen die existierenden Bilder eingefügt werden. Motion Interpolation wird eingesetzt, um die Bildfrequenz eines Filmes oder einer Videoaufzeichnung nachträglich zu erhöhen und Bewegungen dadurch flüssiger und natürlicher erscheinen zu lassen.

Es werden also Zwischenbilder vom Computer (Programm) berechnet und eingefügt, um höhere
Bildwiderholungsraten zu erreichen. Meist wird diese Technik eingesetzt um Kinofilme (werden üblicherweise in 24fps gefilmt) in andere gängige Frameraten zu konvertieren. Als Beispiel kann hier der PAL Standard mit 25fps herangezogen werden. In diesem konkreten Beispiel ändert sich die Framerate also nur um 1 Bild pro Sekunde. Von 24fps auf 25fps. Meist fällt das dem Betrachter nicht auf, da 1 Bild mehr pro Sekunde nicht so stark wahrgenommen wird. Gehen wir jetzt in den Zeitlupenbereich wird das ganze maßgeblich für eine flüssige Wiedergabe:

Um das zu verdeutlichen hier ein Video: Links ohne Frame Interpolation und rechts mit Frame Interpolation:

Es ist sehr gut zu erkennen, dass links wo keine Frame Interpolation durchgeführt wurde, ein Standbild herrscht und nach einiger Zeit (abhängig wie viel man das Video verlangsamt) es sprunghaft zum nächsten Bild weiterspringt. Währenddessen rechts eine flüssige Bewegung zu sehen ist, da das Frame Interpolationsprogramm die Zwischenbilder berechnet und eingefügt hat.

Solch eine Software bietet unglaubliches Potential, um Videos mit professionellen Zeitlupeneffekten
zu versehen. Es müssen jedoch einige Kriterien beachtet werden, um professionelle und gute Ergebnisse zu erhalten. Doch bevor genauer auf mögliche Fehler aufmerksam gemacht wird, sollen zunächst einige Programme vorgestellt werden.

Interpolationsprogramme

Bis vor einigen Jahren gab es nur ein paar wenige Softwarehersteller die sich die Frame Interpolation gut bezahlen ließen. Doch es hat sich viel geändert und mittlerweile gibt es heute sehr gute Freeware Alternativen. In der Tabelle werden einige gängige Programme vorgestellt:

Name	Bemerkung	Preis
Twixtor	Eines der bekanntesten Programme bei Frame Interpolationen – sehr gute Ergebnisse erzielbar. Als Plugin für alle bekannten Videoschnittprogramme erhältlich.	$330 \| $595 Pro Version
ReSpeedr	Gute Twixtor Alternative – sehr gute Ergebnisse erzielbar	€62
TimeWarp	Plugin für Vegas PRO	€10

Freeware

Name	Bemerkung	Preis
Studio Flux	In GoPro Studio integriert	kostenlos
slomoVideo	Ergebnis einer Bachelorarbeit eines Studenten auf der ETH Zürich	kostenlos

Integriert in der Videoschnittsoftware

Name	Bemerkung	Preis
Adobe After Effects	Sehr bekannte Special Effect FX Software	€24 monatlich
Final Cut Pro	Apples bekanntestes Schnittprogramm	€300

Empfehlung

Alle diese Programme führen zu ähnlichen Ergebnissen, wobei die kostenpflichtigen Softwarepakete einige Vorteile aufweisen wenn man ins Detail geht. Die beste Lösung und auch der klare Preis/ Leistungssieger ist ReSpeedr von ProDAD. Mit relativ wenig Budget erreicht man sehr professionelle Ergebnisse. Ein weiterer Vorteil ist, dass es sich um ein Einzelprogramm handelt, und somit kein spezielles Videoschnittprogramm vorausgesetzt wird. Auch ganz ohne Videoschnittprogramm können damit Zeitlupenvideos erstellt und geschnitten werden. Wer sie später in sein Projekt miteinbauen möchte, exportiert einfach das erstellte Zeitlupenvideo und fügt es als Einzelfilm im Videoschnittprogramm ein.

Hier noch ein Beispielvideo welche Zeitlupeneffekte mit solch einer Software möglich sind. Alle Sequenzen in diesem Video wurden mit 60fps aufgenommen und dann verlangsamt.

Twixtor, ReSpeedr, TimeWarp und wie sie alle heißen, können beeindruckende Ultra-Slowmo Aufnahmen liefern wenn man auf einige sehr wichtige Grundvoraussetzungen achtet. Jedoch können diese Programme auch nicht zaubern. Die Frames können interpoliert, jedoch nicht ersetzt werden und somit kann es zu folgenden unerwünschten Ergebnissen kommen: CLICK

Um das zu vermeiden sollten unbedingt folgende Punkte beachtet werden:

Niedrige Verschlusszeit & Offenblende

Bietet die Kamera manuelle Einstellungsmöglichkeiten, sollte das genutzt werden. Je nach
vorherrschenden Lichtverhältnissen sollte die minimale Verschlusszeit eingestellt werden. Ein Richtwert dabei ist 1/1000s – wenn es sehr hell ist kann man auch 1/2000s oder 1/4000s verwenden. Um solche niedrigen Verschlusszeiten bei gleichzeitig niedrigen ISO Wert zu gewährleisten, ist ein Objektiv mit großer Blendenöffnung von Vorteil. Sehr gut eignen sich Festbrennweiten, da diese meist sehr preiswert, große Offenblenden anbieten. Als Richtwert kann hier f1,8 herangezogen werden. Je nach Kamera sollte der ISO Wert wie erwähnt möglichst niedrig gehalten werden und wenn möglich nicht über ISO 800 liegen. Zu hohe ISO Werte führen zu Bildrauschen und somit zu störenden Bildartefakten, wodurch die Frameblending Software Probleme hat.

Bemerkung: Bei einer großen Offenblende wird der Fokusbereich sehr klein und muss genau eingestellt werden, da sonst bei falschen Fokuspunkt das Motiv sehr schnell unscharf erscheint, darum auch wenn möglich manuell fokussieren um auf nochmal sicher zu gehen. Besitzt die Kamera keine manuellen Einstellungsmöglichkeiten, achtet auf gute Lichtverhältnisse und genügend Umgebungslicht. Die Kamera wird dann von selbst die bestmöglichen Einstellungen vornehmen. Oft ist es auch möglich sogenannte Halbautomatik Einstellungen vorzunehmen. Dann wählt die Blendenautomatik und fixiert die Verschlusszeit mit z.B 1/1000s.

Stativ verwenden

Um unnötige Kamerabewegungen zu vermeiden, sollte die Kamera wo fixiert werden. Falls Bewegungen nötig sind, am besten eine Glidecam oder ein Gimbal verwenden. Es sollten so viele unnötige Bewegungen vermieden werden wie nur irgendwie möglich. Das Programm interpoliert nur das Hauptmotiv und die Umgebungsbewegung wird somit nicht mit interpoliert. Das führt zu deutlich besseren, professionellen wirkenden Ergebnissen.

Neutraler Hintergrund

Ein neutraler, am besten einfarbiger Hintergrund ist maßgeblich für gute Ergebnisse. Somit erkennt das Programm sofort das sich bewegende Hauptmotiv. Verwendet man keinen neutralen Hintergrund, kann es passieren das unerwünschte Effekte auftreten. Zwischen Motiv und Hintergrund sollte auch ein hoher Kontrast herrschen. Zum Beispiel kann als Hintergrund ein blauer Himmel dienen.

Hohe Framerate einstellen

Je mehr Bilder pro Sekunde das Programm zu Verfügung hat, desto besser werden die Ergebnisse. Das hat einen einfachen Grund: Es müssen weniger Bilder vom Programm interpoliert werden, somit ist die Fehleranfälligkeit geringer. Am besten eignen sich Aufnahmen mit mehr als 60fps. Optimal wären 120fps oder mehr.

Achtung: [Beispiel mit 60fps] Zuerst muss die Aufnahme in Originalgeschwindigkeit (verlangsamt) abgespielt werden (z.B.: mit 24fps abspielen). Werden 24fps verwendet ergibt sich somit eine 2.5 fache Verlangsamung (60fps/24fps = 2.5). Erst dann das Interpolationsprogramm anwenden, ansonsten hat die Framerate von 60fps keinen Sinn.

Das Verzerrungsproblem eliminieren

Interpolationsprogramme können keine Wunder vollbringen! Je besser die Vorarbeit, desto besser wird das Ergebnis ausfallen. Es gehört auch ein bisschen Glück dazu um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Es ist möglich dass ihr alle beschriebenen Punkte nahezu perfekt beachtet und trotzdem ein schlechtes Zeitlupenvideo das Ergebnis ist. Darum ist es wichtig etwas zu experimentieren. Manchmal ist im Video zu einem Zeitpunkt das Ergebnis perfekt und in der nächsten Sekunde vollkommen verzerrt, stockt oder verschwommen. Also einfach ausprobieren. Am besten im Rohmaterial jene Sequenz finden, wo sich nur das Slowmotion Motiv bewegt, möglichst wenig Bildrotation und Umgebungsbewegung herrscht.

Ich hoffe dieser Beitrag hilft zu verstehen, auf was bei Zeitlupenprogrammen geachtet werden muss. Sollten noch Fragen offen sein, bitte einfach kommentieren!

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Sony RX100 IV - Leistbare Zeitlupenkamera mit 1000fps

1000fps 00:23:00

Dieser Artikel widmet sich der Platz 1 Zeitlupenkamera in der Bestenliste. Die Sony RX100 IV ist zurzeit die beste Zeitlupenkamera im Amateurbereich. Mit einem Preis von ca. 1000€ ist sie die kostengünstige Kamera, die einen erstaunlichen Funktionsumfang aufweist, speziell im Slowmotion Sektor. Jeden Hobbyfilmer oder auch Semi-Profi öffnet sich somit, für ein überschaubares Budget, die Welt der Zeitlupenvideos und das Ganze noch mit ordentlicher Auflösung und Qualität. Das Video zeigt welche unglaublichen Zeitlupenvideos mit der RX100 IV möglich sind und das Ganze mit einer Hosentaschenformat großen Kamera:

Hier werden nun wieder einige Links aufgelistet, wo sich genauer über die Kamera informiert werden kann. Diese Seite widmet sich speziell der Zeitlupenfunktion, darum ist zusätzliche Recherche und Information sehr sinnvoll:

Sony RX 100 IV	Link
Testbericht auf chip.de	chip.de
Alle Spezifikationen und Informationen auf sony.de	sony.de
Aufführlicher Bericht auf dkamera.de	dkamera.de

Die Sony RX100 IV bietet folgende Zeitlupenvideo Einstellungsmöglichkeiten:

(4k / 30fps)
[1824 x 1026] / 250fps für 2 Sekunden
[1676 x 566] / 500fps für 2 Sekunden
[1136 x 384] / 1000fps für 2 Sekunden

Damit wird schnell klar, dass die RX100 IV unglaubliches Potential bei Zeitlupenaufnahmen mit sich bringt. Aktuell auf dem Markt gibt es keine andere, so kostengünstige Zeitlupenkamera. Die hohen Bildwiderholungsraten, zugleich bei dieser hohen Auflösungen, dass lässt die Herzen aller Zeitlupenfans höher schlagen. Der einzige „Nachteil“ bringt die Aufnahmebegrenzung von 2 Sekunden mit sich. Doch der genannte „Nachteil“ soll hier noch einmal diskutiert werden.

Ist es wirklich so ein großer Nachteil nur 2 Sekunden Aufnahmezeit zu haben? Man muss bedenken, dass bei Zeitlupenvideos sehr schnelle Motive eingefangen werden, um sie später langsamer abzuspielen. Damit bekommt der Zuschauer bei langsamer, originaler Widergabe einen besseren Einblick in die Szene. Für die meisten Highspeed Motive reichen die 2 Sekunden vollkommen aus. Als Beispiele sollen hier z.B. ein Motorradsprung, ein Sprung ins Wasser, oder ein Wasserballon der auf den Boden fällt genommen werden. Keines dieser Szenarien dauert 2 Sekunden. Wenn man also die 2 Sekunden sinnvoll ausnützt, stellt die Aufnahmebeschränkung keinen großen Nachteil da. Ausschließlich der Komfort leidet darunter, doch für diesen Preis muss man einige Abstriche in Kauf nehmen.

Werden die 2 Sekunden wieder auf Originalgeschwindigkeit mit 24fps abgespielt ergeben sich somit folgende Aufnahmezeiten:

250fps mit 2 Sek. = 20,8 Sekunden bei 24fps
500fps mit 2 Sek. = 41,6 Sekunden bei 24fps
1000fps mit 2 Sek. = 83,2 Sekunden bei 24fps

Somit sieht man sehr gut welches Potential man trotz 2 Sekunden Aufnahmezeit hat. Denn aus 2 Sekunden werden bis zu 83,2 Sekunden bei 1000fps. Diese Aufnahme wurden alle mit der Sony RX 100 IV bei 1000fps gefilmt:

Achtung: Man sollte nicht vergessen, dass bei 1000fps schon sehr viel Licht nötig ist um eine gute Qualität und kein Rauschen zu bekommen! Also immer bei Sonnenlicht aufnehmen oder externe Beleuchtung verwenden.

Fazit

+ Bestes Preis/ Leistungsverhältnis

+ Kompakt und überall einsetzbar
+ Bis zu 1000fps möglich

+ Hohe Auflösungen bei Zeitlupenvideos

- Falls man einen Nachteil nennen könnte, wären das die 2 Sekunden Aufnahmebegrenzung bei Slowmotion Videos, jedoch wurde im Beitrag schon erwähnt warum der „Nachtteil“ nicht so wirklich als Nachteil betitelt werden kann.

Zusammenfassung

Die Sony RX 100 IV ist der beste Beweis, dass Zeitlupenkameras kostengünstig/ leistbar für jeden Hobbyfilmer geworden sind. Zurzeit ist Sony der Pionier im Bereich Zeitlupenkameras im Consumerbereich. Das Preis/ Leistungsverhältnis ist unschlagbar für die Auflösung und Bildwiderholungsraten die einen geboten werden. Zusätzlich erhält man auch eine ausgezeichnete Digitalkamera die gute Fotos liefert. Viele Youtuber und Blogger verwenden die Sony RX100 IV, da die Bildqualität einfach überzeigt, nicht nur bei Zeitlupenvideos, sondern auch bei „normalen“ Videos. Hier klicken um die Kamera auf amazon zu betrachten.