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FPN questo mostro conosciuto o forse no…

il 4 Marzo 2019

Nel mondo del video making low level ci sono diversi mostri in agguato, pronti a colpire e rovinare i video con subdoli difetti, che si vedranno solo durante l’editing, ma che diventano un tarlo che rode nel cervello dei videomaker fino a diventare un problema gigantesco, uno di questi è FPN Fixed Patter Noise, una serie di difetti che appaiono sulle immagini quando meno il videomakers se lo aspetta sfregiandole senza motivo….

o forse no…

Tecnicamente nessuna camera offre una immagine pulita, nessun sensore è perfetto, ma il segnale catturato spesso viene elaborato prima di essere in qualche modo registrato, quindi si tratta di capire cosa e quando accade che il segnale sia “sporco” in qualche modo.

Nessuna camera è esente da difetti, purtroppo esiste un assioma per cui l’aspettativa dell’utente è inversamente proporzionale al prezzo della camera, meno costano le camere più le persone pretendono come risultati.

Se avessero modo di vedere il segnale grezzo uscente da una cinepresa da 100k euro sarebbero ancora più delusi, ma quello che vedono è il risultato finale, correttamente esposto, ben processato, correttamente scalato, gradato e ben compresso per la distribuzione nei vari media.

Ogni sensore a seconda delle situazioni soffre di diversi problemi di gestione del segnale, il cmos soffre di smear orizzontale di fronte ad una scarsa informazione di base, immagini con basso contrasto (scarsa sollecitazione luminosa), e questo si può riscontrare su una red Helium 8k, come su una canon da 400 euro.

Quando si cattura una immagine l’energia luminosa convogliata dalla lente e catturata dal sensore viene trasformata in impulsi elettrici e a seconda della quantità e del tipo di informazioni possono generare informazioni più o meno dettagliate, che conterranno più o meno rumore, e a seconda del tipo di cattura, dell’elaborazione del segnale si potranno ottenere immagini più o meno pulite da suddetto rumore.

Red FPN

Molto spesso si pensa che una camera costosa sia migliore per mille ragioni, a partire dal prezzo… a lato vediamo un esempio di una red che presenta FPN, sia perchè sottoesposta, sia perchè non è stata correttamente calibrata. Alcune cineprese come Red hanno una calibrazione interna chiamata Black shading che va fatto ogni volta che si cambia in modo notevole la temperatura di esercizio, altrimenti il rischio è quello di riscontrare diversi tipi di problemi nell’esposizione, tra cui questo difetto.

Canon FPN

Comunque alla faccia di chi dice che oggi se non hai la camera X hai difetti rumore e mille altre robe, ho aggiunto qui sotto un esempio di shooting a lume di candela, senza grading, senza denoise (durante il mastering parte del noise viene eliminato dalla compressione e dalla scalatura in basso verso il 4k, quindi spesso è meglio evitare il denoise di un filmato), e nonostante sia stato solo fatto il bianco per bilanciarlo alla dinamica del tungsteno, l’immagine non presenta FPN, noise in eccesso o altri problemi…

Low light experiment with Candles and Gh5 from Carlo Macchiavello on Vimeo.

Ma naturalmente le persone direbbero che di luce ce n’è fin troppa, perchè ci sono tante candele.
Ho testato i limiti di una camera dichiarata NO LOW LIGHT l’Ursa mini Pro G1, usando esclusivamente un telefono e un tablet come elementi di illuminazione a 800 iso 35mm diaframma a 2.
Come potete vedere nel video di delivery finale, senza pump up delle ombre, senza postproduzioni strane o denoise, l’immagine è pulita e semplice senza difetti, che sono realmente presenti sul sensore, se si sotto espone fortemente. Consideriamo inoltre che riprendere in 4.6k ovvero 4508 pixel per un delivery a 4096 (4k dci) o 3840 (UHD) offre i vantaggi di poter avere nel downscaling il miglioramento e l’ottimizzazione dell’immagine finale, quindi fare i pixel peeper del singolo pixel al 100% su un formato maggiore del delivery è tempo perso.

Molto spesso si associano i difetti a una camera piuttosto che un’altra, mentre in realtà non si dovrebbe pensare di camere quanto di sensori utilizzati male e/o sotto esposti in modo vigoroso, o mal processati dal fpga della camera.

Supporti questi sconosciuti, quanta velocità mi serve?

Di carlomacchiavello

il 30 Settembre 2018

in I miti da sfatare, Tecnica

Troppe volte sento parlare e leggo di problemi di registrazione dei file, sia fotografici che video, associati a bestialità tecniche incredibili, sia perchè c’è tanta disinformazione, sia perchè spesso sono argomenti affrontati con molta superficialità, che causa problemi lavorativamente.

La cosa inquietante è che spesso anche le aziende non sono preparati per rispondere a domande banali, conservo ancora una email del supporto tecnico di una nota Azienda riguardo alla richiesta di un elenco di SD certificate per la registrazione del flusso dati 400mbits della loro camera, l’avranno testata in qualche modo visto che facevano uscire i video dimostrativi, ma nessuno mi sapeva dare elenco di card certificate per ottenere tale risultati, e di sicuro non spendo centinaia di euro in schede inutili per fare i test al posto loro, come suggeritomi dall’assistenza.

Perchè mi serve avere un supporto veloce e cosa accade quando uso un supporto più lento di quello necessario?

Quando stiamo scattando una fotografia, stiamo girando un video, stiamo creando dati che passano attraverso 5 diversi possibili colli di bottiglia:

Dimensione buffer interno della camera
Controller di registrazione della camera (supporto o no di schede veloci UHS-II etc)
Dimensione buffer esterno della scheda (prima della scrittura sulle celle il controller spesso ha un buffer di passaggio per liberare quello della camera)
Controller di registrazione della scheda (la gestione delle celle viene fatto da un controller che registra direttamente i dati o spesso li comprime per accelerare il trasferimento).
Qualità celle che mantengano la stessa velocità di scrittura per tutte le celle, molti supporti dopo aver riempito in modo casuale la metà delle celle rallentano perchè hanno mappato male i dati e devo “trovare gli spazi liberi”.

Dato che con la scelta della scheda stiamo influenzando buona parte di questi elementi di gestione della velocità di scrittura dei dati, è importante fare la scelta giusta, perchè se il supporto scelto è quello ottimale avremo una serie di vantaggi:

registrazione alla massima qualità dei video
registrazione al massimo bitrate dei video (non sempre coicide col primo punto, ma ci sono vantaggi e differenze in questo)
registrazione di raffiche di fotogrammi più lunghe
reattività della macchina a scattare nuovamente dopo aver scattato i primi fotogrammi

Al contrario se il dispositivo non è adeguato possiamo incontrare i seguenti problemi:

limiti di durata dei video alla massima qualità/bitrate (dipende dal buffer interno, normalmente si parla di pochi secondi se la scheda non è adeguata), si prevede perchè sempre stesso intervallo.
se la scheda è discretamente veloce, possiamo avere interruzioni della ripresa video dopo un tempo X (buffer che si riempe ma non abbiamo feedback può essere anche dopo minuti di registrazione) non prevedibile.
tempi di attesa più o meno lunghi dopo lo scatto per attendere che sia scaricato il buffer
lo scarico del buffer della raffica richiede secondi e quindi non si può scattare nel frattempo
raffiche brevi perchè il buffer della camera si riempe subito

come scelgo la card giusta?

Il primo limite nella scelta delle card sta nel fatto che i produttori spesso offrono dati confusi e tendenziosi per ingannare l’acquirente occasionale, fornendo sigle e indicazioni poco chiare o spesso indicanti solo di parte dei dati:

SD Secure Digital fino ad un massimo di 2gb
SDHC Secure Digital High Capacity dai 4 ai 32 gb
SDXC Secure Digital eXtended Capacity da 64gb a 2 tb
Classe 2 scrittura fino a 2 mb/s
Classe 4 scrittura fino a 4 mb/s
Classe 6 scrittura fino a 6 mb/s
Classe 10 scrittura fino a 10 mb/s
SD UHS Speed Class-I U1 scrittura garantita a 10 mb/s per tutta la capacità della scheda
SD UHS Speed Class-I U3 scrittura garantita a 30 mb/s per tutta la capacità della scheda
SD UHS Speed Class-II U1 e U3 scrittura garantita da 150 mb/s a 312 per tutta la capacità della scheda
SD Video Speed Class nuova categoria per la registrazione video con garanzia di prestazione V6 (6 mb/s), V10(10mb/s),V30 (30 mb/s), V60(60mb/s),V90 (90 mb/s)

Spesso quando si vedono le velocità scritte sulle schede si parla delle velocità di lettura, non di scrittura, che non ci interessano per la scrittura dei file in ripresa.

Entrambe sono SDXC Classe 10, U3

la prima legge a 95 mb/s ma V30, quindi scrive a 30 mb/s

la seconda legge a 300 mb/s ma scrive fino a 260mb/s.

Quindi è importante saper leggere le sigle, verificare le vere velocità di scrittura delle schede SD per evitare sorprese durante il lavoro.

cFast l’alternativa?

La CompactFlash Association ha creato una serie di varianti dalle prime Compact Flash, nate per la fotografia e NON USABILI per il video.
Dato che l’abbreviazione è spesso la stessa, cioè CF, specifico in maiuscolo e grassetto perchè sono diverse a partire dalla piedinatura, che potrebbe danneggiare le camere che si aspettano le Cfast.
Le CFast classiche sono basate sul protocollo SATA, e quindi come tali hanno un collo di bottiglia a circa 600mb/s.

Le Cfast sono prodotte da tante aziende e come per gli altri supporti le loro performance dipendono molto dalla qualità delle memorie, dei controller delle memorie, dei buffer di scrittura, dal firmware che ottimizza il passaggio dati.

cFexpress il nuovo avanza

Di recente (2020) sono state introdotte le nuove CFexpress, un nuovo gradino delle performance di lettura scrittura da parte di Delkin, Lexar, ProGrade Digital, SanDisk, and Sony,

Le CFexpress vengono realizzate in tre tipi siglati con le lettere A, B, C e si differenziano per il bitrate di massima.

Type A: Velocità fino a 1000MB/s
Type B: Velocità fino a 2000MB/s
Type C: Velocità fino a 4000MB/s

come scelgo l’ssd giusto?

Oggi diverse camere usano gli ssd per la registrazione dei dati, o tramite adattatori CF2 to Esata trasferiscono i file su SSD. Le stesse regole delle schede SD valgono anche per le CF e gli SSD, anzi ci sono anche più pericoli nascosti, perchè spesso le velocità dichiarate sono farlocche, ovvero ottenute solo tramite trucchi hardware, ma solo nel momento in cui lavorano su un computer, mentre nel momento in cui sono connesse con un sistema di registrazione diretto questi elementi non funzionano.

Troppi utenti trascurano il fatto che dentro gli ssd ci sono dei controller, dei buffer, e spesso trucchi per raggiungere velocità di picco che non saranno mai mantenute durante la registrazione di file continua.

I produttori di ssd spesso cambiano le memorie interne degli ssd senza cambiare le sigle, per cui dischi ssd testati l’anno scorso contengono memorie diverse, meno efficienti, meno rapide di quelle testate in passato.

Inoltre a seconda del controller, del tipo di disco, delle memorie la velocità può essere costante durante il riempimento del disco, oppure mentre si riempe il disco, dopo la metà può essere anche meno del 30% del valore dichiarato.

Ogni disco è una storia a sè, le diverse taglie di un disco offrono prestazioni diverse perchè cambiano i controller, il tipo di memorie, e spesso anche il modo con cui vengono riempiti i dischi, per cui ci possono essere ssd da 256 gb poco efficienti, ma lo stesso disco in taglio da 1 tera è perfettamente utilizzabile e compatibile con le più alte velocità di scrittura.

Ovviamente i produttori di ssd testano gli ssd per usarli nel computer e quindi non è illegale dichiarare determinate performance, perchè su computer possono raggiungere 480 mb/s quando in realtà collegati ad una normale interfaccia sata rendono al massimo 130/140 mb/s costanti, perchè il resto delle performance sono picchi ottenuti con la compressione dati e col trasferimento da un controller all’altro.

Per queste ragioni le liste di supporti certificati sono molto brevi e limitate a determinati marchi, dischi, e taglie particolari di suddetti dischi.

MAI SUPPORRE O FIDARSI DELLE INDICAZIONI TECNICHE

acquistare sempre i supporti certificati dalla casa madre della camera, e/o verificare il supporto prima di un lavoro con riprese multiple, sia con ripresa continua fino a riempire il disco, riprese alternate, accensioni e spegnimenti camera etc etc.

Ho avuto esperienze di dischi che per velocità dichiarate avrebbero dovuto supportare registrazioni raw continue, mentre in realtà faticavano con registrazioni in formati DI di alta qualità perchè erano solo velocità di picco e nulla di costante.