thumb_Hi-speed_pictureKomu nestačí běžné kamery pro snímání rychlých pohybů ten se musí poohlédnout po řešení, které nabízí větší snímkovou rychlost. Kamery které snímají vyšší rychlostí než 50 snímků/ můžeme označit jako vysokorychlostní (Hi-Speed) kamery.

Rychlost snímání videa je jedním z parametrů při výběru kamery. Označuje kolik snímků (frames) za vteřinu je schopna kamera zachytit. Čím více, tím je pohyb při přehrávání plynulejší. Plynylost poznáte zejména při zpomaleném přehrávání videa a jeho jemném krokování. Rychlost snímání bývá označována zkratkou FPS = Frames Per Second (snímků za vteřinu).

Podle rychlosti snímání můžeme kamery rozdělit do následujích skupin

30 FPS = 30 snímků za vteřinu

Základní rychlost snímání videa, kterou nabízí běžné fotoaparáty a webové kamery připojené přes USB 2.0 rozhraní. V blízké budoucnosti se objeví USB kamery připojené přes USB 3.0 rozhraní a u nich můžeme očekávat vyšší snímkové frekvence.

 

50-60 FPS = 50 a 60 snímků za vteřinu

canon-hg21

Nejrozšířenější rychlost snímání. Nabízí jí běžné videokamery typu MiniDV a kartové a HDD kamery, které jsou v dnešní době na trhu.
Tato rychlost snímání není až tak úplně pravdivá ani lživá. Rychlost snímání vychází z norem PAL a NTSC.
Norma PAL uvádí 25 snímků za vteřinu. Protože lidské oko tuto rychlost vnímá jako nedostatečnou a obraz by byl vnímán jako trhaný, byla dříve využitá jakási finta - prokládání. Kamera uloží každou 1/50 vetřiny pouze liché řádky obrazu (půlsnímek)a další 1/50 vteřinu pouze sudé řádky (půlsnímek). Při přehrávání si tohoto jevu nevšimnete, zejména na starých TV a CRT monitorech.
Dnes se při přehrávání takového videa na počítači používají různé filtry, které chybějící řádky v obrazu dopočítavají tak abyste při sledování nic nepostřehli. Výhodou je ona zmíněná rychlost 50FPS.

Norma NTSC uvádí 30 snímků za vteřinu. Dále je použito stejného principu prokládání čímž je dosaženo snímkové frekvence 60 FPS. Oba tyto prokládané režimy jsou označovány u kamery (i TV) malým písmenem "i"="interleaved" např 50i (u NTSCS 60i). Setkáte se s tím u označení režimu snímání např. FullHD 1080/50i označuje rozlišení 1980x1080 obrazových bodů a frekvenci 50i (50 půlsnímků za vteřinu).

Modernější kamery už dnes nabízí i plnohodnotný režim snímání, kdy je ukládáno skutečně 50 (popř. 60) celých snímků za vteřinu. Tento režim je pak pojmenován jako "progressive" a označen malým písmenem "p" uvedeným za snímkovou frekvencí např. 50p nebo 60p.

 

Hi Speed - rychlosti vyšší než 60 FPS

Pro rychlosti vyšší než nabízí běžné videokamery můžeme použít tento termín. Jak vysoké rychlosti potřebujeme dosáhnout záleží na našich potřebách a zejména naší peněžence. V dalším textu se pokusím rozdělit možnosti podle rychlost, kvality snímání a cenoví náročnosti.

 

Hi-Speed digitální fotoaparáty

Casio_EX_F1

Některé fotoaparáty dovedou snímat vyšší rychlostí, ale na úkor rozlišení obrazu. Sice získáte vysokou rychlost snímání, ale poměrně málo bodů v obraze, takže není vidět moc detailů. Takto natočené video se přehrává již zpomaleně např natočený 1 vteřinový klip při frekvenci 300 FPS se přehrává v počítači 10 vteřin. A pokud byste takové video prověřili program G-Spot, zjistili byste, že má u sebe uvedenou snímkovou frekvenci 30 FPS. Prvním takovým fotoaparátem byl nejspíš (nevím to jistě) Casio Exilim Pro FX-1, který nabízel režimy: 512 x 384 bodů - 300 fps, 432 x 192 bodů - 600 fps, 336 x 96 bodů - 1 200 fps V době psaní článku byl jeho nástupcem Casio Exilim FH-25 nabízející následující režimy snímání: HS 1000 (224 × 64, 1000 fps), HS 420 (224 × 168, 420 fps), HS 240 (448 x 336, 240fps), HS 120 (640 x 480, 120fps)

 

 

Hi-Speed režim u digitálních kamer

Sony_SmoothSlowRecNěkteré kamery nabízí podobný způsob snímání videa vysokou rychlostí na úkor rozlišení obrazu. Je využit stejný princip jako u fotoaparátů avšak s vyšším rozlišením. Tento režim nabízí například kamery SONY a označují jej jako "plynulé pomalé nahrávání" (Smooth Slow Rec). Kamera nasnímá 3 vteřiny dlouhý klip při rozlišení 1440x1080 obrazových bodů, který následně přehrává 12 vteřin snímkovou frekvencí 50 FPS (60 fps). Po lehkém výpočtu tak zjistíte, že máte natočené video snímkovou rychlostí 200 snímků za vteřinu . Výsledné video opět není uložené při frekvenci 200 FPS, ale standardních 50 FPS. Nevýhodou je omezená předem daná délka záznamu.

 

Hi-Speed průmyslové kamery

basler-pilot-pilot90-rNyní se konečně dostáváme ke skutečným vysokorychlostním kamerám. Tyto kamery již nenajdete na pultech v běžných obchodech a ani na ně nenarazíte na internetových obchodech pro běžné spotřebitele. Většina takových kamer je totiž určena a využívána v průmyslu a tak je i podpora výrobců v tomto směru zaměřena. Výjimkou je pár firem, které se uvědomují, že jejich kamery je možné využít i ve sportu.

Opravdové vysokorychlostní kamery ukládají video skutečně při snímkových frekvencích 75 FPS a vyšších. Záměrně zde neuvádím horní hranici neboť ta se stále zvyšuje. Není dnes problém dosáhnout ani rychlostí okolo 5000 FPS. Vysokorychlostní kamery se od sebe odlišují jednak snímkovou frekvencí, rozlišením obrazu a také možnosti připojení a způsobem ukládání dat.

 

Vysokorychlostní kamery Basler

logo-baslerPro využití ve videoanalýze nabízí tato německá firma celou řadu kamer s různým způsobem připojení.
Za zmínku stojí zejména kamery s možností připojení přes rozhraní FireWire a GigE, které nenavyšují zásadním způsobem cenu kompletního vybavení potřebného pro snímání ve vysokých rychlostech. Rozhodující je i cena těchto kamer, která začíná okolo 10.000,- Kč bez DPH.
Více o kamerách Basler se dočtete na stránkách českého zastoupení  kamery.atesystem.cz

 

Vysokorychlostní kamery FasTec

logo_fastec-imagingZ hlediska rychlosti snímání se jedná o vyšší úroveń než nabízí kamery Basler. Za vyšší výkon je však nutné si také připlatit.
Většina kamer z produkce této americké firmy se připojuje pomocí rozhraní Camera Link.
Pro použití ve sportovní videoanalýze nabízí firma samostatnou přenosnou kameru nahrávající videa na výměnné SD karty s rychlostí snímání až 500 FPS v rozlišení 1280x1024 bodů.
Více o kamerách Fastec Imaging najdete na stránkách českého zatoupení www.spectravision.cz

Další informace