Cámara Super-Lenta con la Sony NEX-FS700

ViewhausLab aprovecha la semifinal de liga de ascenso entre Leones Negros y Neza para hacer unas pruebas de laboratorio con la Sony NEX-FS700

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miércoles, 15 de mayo de 2013

Grabación en cámara lenta con la SONY FS-700

Viewhaus en la semifinal de la Liga-Mx

Dentro de las iniciativas del laboratorio de Viewhaus (ViewhausLab) quisimos probar las capacidades de cámara lenta de la cámara Sony NEX-FS700.

Con ocasión del partido de vuelta de semifinales de liga de ascenso de los Leones Negros contra el Neza, celebrado el pasado 5 de Mayo de 2013, pedimos la colaboración del Canal 44, UDG-TV para poder entrar a grabar al estadio Jalisco.



El objetivo prioritario de la iniciativa era obtener una experiencia directa del uso de la cámara en una situación real de grabación.

Equipo utilizado

Para la grabación, se utilizó equipo demo de Viewhaus:
Para la edición se usó el equipo del ViewhausLab

La cámara: El modo S&Q

El objetivo de la experiencia era la grabación de imágenes en modo de cámara súper-lenta con la Sony FS-700.

En México, USA y otros países, la grabación normal se realiza a 30 (29.97) imágenes por segundo, ya sean con toma progresiva o entrelazada. Si grabamos con una tasa mayor y luego reproducimos a 30, el resultado es que todo ocurre más lento.

Como ejemplo, si grabamos a 60, el resultado reproducido a 30 es la MITAD de velocidad. Si grabamos a 15, y reproducimos a 30, el resultado es el DOBLE de velocidad




La cámara de Sony NEX-FS700, tiene un modo de grabación especial llamado SLOW & QUICK motion recording. Abreviado como S&Q.

Aunque este modo, lo poseen otros modelos de cámaras de Sony, en el caso de la Sony NEX-FS700, podemos grabar en calidad real 1080p a velocidades de más de 120 FPS o 240 FPS. (FPS: Frames por segundo)

Los modos que soporta la Sony NEX-FS700 son los siguientes (entre paréntesis aparece cuantas veces hemos ralentizado la imagen si la reproducimos a 30 FPS):
  • 120 FPS (4x) - 1920x1080 - FULL HD - Calidad completa
  • 240 FPS (8x) - 1920x1080 - FULL HD - Calidad completa
  • 480 FPS (16x) - 1920x1080 - FULL HD - Calidad degradada
  • 960 FPS (32x) - 1920x1080 - FULL HD - Calidad degradada (equivalente a SD)

En la práctica, los modos de 120FPS y 240FPS dan los resultados óptimos con la cámara. Y el modo de 480FPS en la mayoría de las situaciones da resultados en donde no se pierde calidad de modo apreciable. El modo de 960FPS, suele dar resultados visibles de calidad reducida si lo reproducimos en HD, pero si nuestro destino final es una pantalla SD o internet, cumple perfectamente la calidad requerida.

La grabación: Modos Slow-Motion

Para grabar en los modos Slow-Motion, Sony recomienda una tarjeta de alta velocidad (clase 10 o superior). Aunque algunos modos pueden funcionar en tarjetas más lentas (clase 4), nuestra experiencia es que puede resultar en la perdida de la grabación, durante el proceso de volcado.
Nosotros usamos una tarjeta Sony SDHC 32GB - UHS-1, clase 10 : 94mbps

La cámara tiene varios modos de grabar, en el modo S&Q:
  • START TRIGGER
  • END TRIGGER
  • END TRIGGER HALF



Cuando operamos nuestras cámaras de modo normal, usamos el botón REC para iniciar nuestra grabación y volvemos a pulsar el botón REC para detener la grabación. Así funciona el modo START TRIGGER de la cámara, que en la mayoría de los casos es el más adecuado, ya que marcamos cuando empieza la acción y cuando termina.

En modo de alta velocidad, tenemos un límite de tiempo de grabación determinado por el buffer interno de la cámara. Este tiempo es independiente del tamaño de la tarjeta que usemos, y solo depende del tipo de velocidad que hayamos elegido y la calidad a la que estemos grabando

En modo FULL-HD programado para reproducir a 30FPS, los límites con la NEX-FS700 son los siguientes:
  • 120FPS (4x) - 16 segundos - Calidad completa
  • 240FPS (8x) - 8 segundos - Calidad completa
  • 480FPS (16x) - 10 segundos - Calidad reducida
  • 960FPS (32x) - 19 segundos - Calidad reducida (equivalente a SD)
Esto quiere decir que entre que cuando presionamos REC (en modo START TRIGGER), tendremos solo esos segundos disponibles de grabación.

Cuando paramos la grabación, o bien se nos acaba el buffer. Inicia el periodo en el que la cámara comienza a volcar la grabación a la tarjeta. Que dura aproximadamente la mitad del tiempo de la grabación en modo normal (30FPS). Durante el tiempo de volcado. No podemos usar la cámara para grabar.

La duración máxima de los clips resultantes, y el tiempo de volcado (aprox.) con una tarjeta clase 10 son los siguientes
  • 120FPS (4x) - 64 seg. grabación - 30seg. (aprox) volcado
  • 240FPS (8x) - 64 seg. grabación - 30seg. (aprox) volcado
  • 480FPS (16x) - 160 seg. grabación - 80seg. (aprox) volcado
  • 960FPS (32x) - 608 seg. grabación - 300seg. (aprox) volcado
Vemos que los modos de 120FPS y 240FPS dan un tiempo de volcado reducido (en la que no podemos usar la cámara), pero cuando grabamos a velocidades mayores tenemos el problema de que la cámara se queda sin poder grabar durante largos periodos de tiempo en caso de que abusemos del tiempo de grabación. Así vemos que en el modo de más alta velocidad podemos tener la cámara fuera de uso hasta 5minutos (300seg.) grabando el clip.

Cuando estamos grabando en modos de ALTA VELOCIDAD las cosas pasan muy rápido, y en muchos casos no sabemos cuando exactamente van a pasar, y como hemos visto, en ciertos modos (como el 240FPS) solo vamos a tener un tiempo muy reducido para que ocurra la acción que queremos grabar (8segundos). Esto no ocasiona demasiados problemas cuando nosotros ejecutamos o controlamos la acción. Pero en caso de que grabemos a la naturaleza o deportes, no podemos saber cuando ocurre la acción que nos interesa, pero sí cuando termina.

El modo END TRIGGER, y HALF END TRIGGER, son modos diseñados para este tipo de grabaciones en las que no sabemos cuando van  a ocurrir con exactitud. Cuando pulsamos por primera vez, la cámara se pone en modo STANDBY, y pasa a grabar todo lo que está ocurriendo. En ese tiempo, nosotros podemos seguir la acción, hasta que ocurra (durante minutos si es necesario). Justo después de que haya ocurrido la acción, pulsamos REC, y la cámara grabará en la tarjeta los últimos segundos de acción disponibles (8, 16... según los casos).

El problema del modo END TRIGGER es que si la acción es muy corta, la cámara grabará todo el buffer de la cámara (16 segundos por ejemplo) aunque solo nos interesen los últimos 2 segundos. Esta es la principal desventaja de este modo, ya que aunque evita que nos perdamos la acción, nos va a cargar nuestra memoria de grabaciones siempre largas (sobre todo en modo 960FPS y 480FPS) cuando muchas veces la acción es muy corta.

El modo HALF END TRIGGER resuelve en parte este problema, ya que cuando pulsamos REC para detener la grabación, solo nos grabará en la tarjeta la mitad del buffer. O sea, la mitad del tiempo máximo del buffer que use la cámara en ese modo.

La experiencia: La grabación

A la hora de grabar en estos modos de alta velocidad, el control y precisión en la grabación es fundamental.

Por eso, usamos un tripié profesional marca Libec RS-250 y un remoto acoplado Libec ZC3DV, en donde controlábamos el zoom y la grabación. El remoto se conectaba a la cámara a través de un conector LANC disponible en la parte trasera de la misma.

La cámara Sony FS700, trae de serie un objetivo  Sony SEL18200: 18-200mm f/3.5-6.3


Aunque para muchas aplicaciones, este objetivo es apto para las necesidades de grabación bajo situaciones controladas, el problema que tenemos cuando grabamos a alta velocidad en deportes es que el control de zoom no puede ser manual, ya que no da los resultados de suavidad y precisión necesarios.

Para nuestro propósito elegimos un lente servoasistido de Sony, con las mismas características ópticas de luminosidad (18-200mm f/3.5-6.3), Modelo Sony SELP182000.
Este modelo se puede adquirir por separado, aunque nosotros se lo tomamos prestado a una cámara Sony NEX-EA50, que es el que trae de stock.

Para usarlo con la cámara NEX-FS700 necesitamos una actualización de Firmware. En este caso la 2.0 que realizamos en nuestro departamento de ingeniería.

Una vez montado la cámara con  el objetivo servo-asistido y el remoto de Libec, el control de la misma era preciso, y cumplía las necesidades básicas de producción, aunque lo ideal habría sido un objetivo más rápido y luminoso.

El objetivo SELP182000, es un objetivo multipropósito, que da una calidad suficiente en la mayoría de las ocasiones, pero que dado el gran tamaño del sensor Super-35mm de la cámara Sony FS-700, a veces se hace un sensor poco luminoso en el caso de grabación de deportes a alta velocidad.

Cuando se está grabando a 240FPS o 480FPS, recordemos que la velocidad de obturación (SHUTTER) tiene que ser muy rápida. Mientras en situaciones normales grabamos con un shutter de 1/60 o 1/100. En el caso de 240FPS nos vemos obligados a grabar con 1/500 mínimo. En el caso de 1/480FPS la velocidad necesaria es de 1/1000. 

Teniendo en cuenta que el objetivo trabaja a F5.7 o F6.3 cuando usamos el modo tele (200mm), nos damos cuenta rápidamente que las necesidades de luz son muy elevadas.

En nuestro caso, la hora de grabación del partido hacía que tuviesemos luz natural (aunque de atardecer) durante la primera parte. Al principio de la segunda parte ya teníamos luz mixta (parte artificial, parte natural) y al final del partido solo artificial.

La problemática con la luz hizo que tuviesemos que corregir durante el partido el balance de blancos de la cámara  y que no pudiésemos tener un color homogéneo durante el partido. Eso entra dentro de lo normal, pero se nota cuando se mezclan imágenes del primer tiempo con el segundo.

Por otro lado, la luz siempre es insuficiente cuando grabas en SLOW MOTION. Y aunque la luz del estadio Jalisco es potente, se queda insuficiente para nuestro objetivo. 

Afortunadamente la cámara Sony FS-700 tiene un sensor EXMOR CMOS de gran tamaño (super35mm) con resolución nativa 4K. Este sensor tiene un bajísimo nivel de ruido en la imagen incluso trabajando con altos niveles de ganancia.

En nuestro caso, al conjuntarse todas las características de la grabación en contra, como es alta velocidad de obturación (1/500 o 1/1000), uso de teleobjetivo (100 a 200mm), y un objetivo de luminosidad normal (F5.6 a F6.3), nos vimos obligados a grabar con niveles de ganancia que variaban entre los 9dB en el mejor de los casos y 18dB en el peor.

La mayor parte de las imagenes se grabaron a 240FPS, 1/500 y 12dB o 15dB. Y los resultados de bajo ruido del sensor EXMOR 4K de Sony son excelentes.

El otro problema que se tiene grabando en tan alta velocidad es que la profundidad de campo es extremadamente pequeña al tener que tener el objetivo muy abierto (para tener más luz). Y el foco es muy crítico. Esto unido a la velocidad con que transcurre la acción, nos hacía recomendable durante el segundo tiempo sacrificar un poco de ruido de la imagen (grabando a 15 o 18dB) para poder usar F8 o F9, y tener un poco más de foco en la acción.

Recordemos que el foco cuando se trabaja en FULLHD-1080, es mucho más crítico. Pero gracias a las funciones de PEAKING, que son totalmente configurables en la Sony FS700, no tuvimos grandes problemas. En nuestro caso, lo configuramos en amarillo, para que remarcase las zonas enfocadas, y con nivel de intensidad medio.

Por último, el modo usado en la grabación fue normalmente el START TRIGGER. Ya que aunque no sabíamos cuando la acción iba a ocurrir, se hacía más práctico porque no nos obligaba a grabar imagenes que ocupasen todo el buffer. De este modo, reducíamos el tiempo en que la cámara estaba inoperativa, volcando la grabación a la tarjeta.

Cuando grabábamos una toma que era poco interesante, y necesitabamos liberar la cámara para una nueva grabación, lo recomendado era dar al botón CANCEL cuando estaba ejecutando el volcado, y la cámara cerraba el clip, hasta el punto que habíamos dado a CANCEL. Teníendola de nuevo operativa en unos segundos.

Durante el partido usamos unos 20GB de nuestra tarjeta de 32GB, que transformado en minutos son unos 100minutos. Aunque el partido dura unos 90minutos, tenemos que tener en cuanta que las grabaciones en SLOW MOTION tardan un factor de 4x a 16x más. Con lo que, teniendo en cuenta que las grabaciones se realizaban a 240 o 480FPS, capturamos apenas unos 10-15minutos de juego real.

Para la edición se usó Adobe Premiere Pro CS6 en modo pago por suscripción. Con Adobe Premiere Pro CS6, podíamos editar en modo nativo, sin reconversión, y activar la aceleración gráfica por GPU, consiguiendo una respuesta de nuestro equipo de edición Sony Vaio, excelente.

El resultado aquí lo tienen.

Resultado