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Aliasing und Moire bei Kameras mit dem APS-C Bildsensor 

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Faszinierend ist die Größe des Bildsensors mit 22,3 x 14,9 mm mit jetzt auch sehr rauscharme Video-Lowlighaufnahmen. Ebenfalls ist die Möglichkeit der Objektfreistellung durch geringe Tiefenschärfe bei der neuen Spiegelreflexgeneration mit Videoaufnahmemöglichkeit in Full-HD eine tolle Sache. Einen Pferdefuß hat das aber doch, es ist die Anfälligkeit dieser Kamera zu Aliasing-/Moirebildung bei Aufnahme von filigranen Rasterstrukturen.

Digitale Video-Spiegelreflexkamera

Aliasing und Moire bei Canons EOS 550D


"Videojournalisten" halten sich bedeckt in Ihren Tests bezüglich Kameraschwachpunkte, sie puschen  lieber mehr die Hype um ein neues Kameramodell um sich beliebter zu machen. Insgesamt habe ich vor Kauf der EOS 550D mindestens acht Hochglanz Fach-Testmagazine mit dem Thema Foto/Video aufmerksam gelesen. In keiner Ausgabe habe ich einen Hinweis über das auftretende Aliasing-Problem bei der EOS 550D etwas lesen können, auch nicht zu der EOS 5D/7D obwohl es auch dort anerkannt vorhanden ist. Eine Ausnahme war hier /1/, dort hat man sich schon bei der Veröffentlichung in 02/2009 bemüht die Gründe für die Moire-Entstehung bei der Canon EOS 5D Mark II zu beleuchten.

Besonders im 720p-Videoaufnahmemodus tritt dieses lästig störendes Aliasing und Moire nach meiner Erfahrung in der Videoaufnahme der EOS 550D auf. Das entstehende Flimmern von filigranen Raster-Strukturen sieht man auch hier und hier...

Das Poblem haben nicht nur Canon Spiegelreflexkameras, auch Panasonic plagt sich mit der GH2 z.B. damit herum wie man hier sieht. Ebenfalls kommt das bei Sony mit den APS-C Sensor-Kameras vor , auch bei Pentax usw.

Vom Kauf sog. Profi-Kamerahandbücher rate ich ab, man erfährt dort auch nichts über vorhandene Kameraschwachpunkte und Tipps zur Behebung findet man dort ebenfalls nicht. Der Videoaufnahmebereich wird in diesen Büchern sehr stiegmütterlich behandelt.


ProLost hat in einer GIF-Animation  das Moire im Testdiagramm dokumentiert:


7D-Testbild




Nachfolgend eigene Frameausschnitte zeigen links ein Garagentor welches mit dem Kit-Objektiv in der Objektivposition 55mm aufgenommen worden ist. Das Video hier ist noch OK. Der rechte Bildausschnitt zeigt dieses Garagentor in der Aufnahme bei 18mm Brennweite mit schlimmen Bildstörungen, schräg verlaufenden eigefärbten Streifen und starken Flimmern im Bild. Ob mit oder ohne IS aufgenommen wird, ist egal der Fehler tritt brennweitenabhängig auf. Es ist auch egal ob der AF abgeschaltet ist oder nicht. Derartige Effekte hatte ich auch schon in Videos bei Aufnahmen von Stadtansichten mit roten Dach-Ziegeldächern oder bei alten Fachwerkhäusern mit feinen Wandstrukturen.

moire-motiv    moire
Quelle (eigener Frameausschnitt), "Garagentor"
Bild links: herangezoomt ohne Moire, Bild rechts: Weitwinkelposition mit Aliasing

moire-Ziegeldach
Quelle (eigener Frameausschnitt), "Rotes Ziegeldach"
Häufig auf roten Ziegeldächern vorkommende farbige Aliasing-Streifenbildung

   
Der  Sensor der Canon EOS 550 D löst etwa zehn mal mehr Pixel auf als für Full-HD benötigt werden was die interne Elektronik offensichtlich vor Probleme beim Downsampling stellt und was verantwortlich ist für Moire und Aliasing im Video bei filigranen Objektstrukturen nach /1d/. Manche Leute meinen, dass technologisch in diesen DSLR-Kameras mit dem 18 Mio - Aufnahmechip und HD-Video (2 Mio Pixel) per LineSkipping realisiert wird.

Die Canon EOS 550 D hat offensichtlich ein nicht für Videoaufnahmen ausgelegtes Antialiasing Filter, es läßt zwar eine gute Grundschärfe zu, jedoch handelt man sich durch LineSkipping Aliasing und Moire ein. Die Bildstörungen treten bei hochwertigen Objektiven viel deutlicher auf. Bei stärker ausgelegten Aliasing Filter werden zwar Aliasing und Moire gut unterdrückt, jedoch wird dadurch ein Teil der Grundschärfe unterdrückt. Entscheidend ist also die richtige Grenzfrequenz und die Steilheit des Antialiasing Filter.

Hier wird meiner Meinung nach das Problem glaubhaft erklärt:

Das Problem entsteht zwischen Objektiv und Sensor.
Stimmen die vom Aufnahmeobjekt her entstehenden Ortsfrequenzen des Objektivs und des Sensors nicht überein, kommt es zu einer Mischfrequenz. Diese neue Frequenz führt zum Bildfehler, dem Aliasing.

Aliasing Problem
Quelle: WoWu bei Slashcam               

Als Hilfs-Gegenmittel können Filter, siehe /2/ oder /4/ dienen die das Detailreichtum des Objektives begrenzen. Manche Videofilmer machen mit besonderen Settings die Aufnahmen etwas weicher um die Störung zu unterdrücken. Bewegt man die Kamera bei der Aufnahme filigraner Muster, dann "wandert" dieses Aliasing/Moire mit Treppenmustern hin-und-her. Eine Stativaufnahme unterbindet zumindest diese hin-und-her  Bewegung der Störfelder.

Was der Canon-Support der Moire-Problematik sagt und welche Gegenmaßnahmen empfohlen werden, kann man zunächst einmal hier nachlesen:
  1. Ändern Sie die Entfernung zum Motiv.
  2. Ändern Sie die Brennweite.
  3. Nehmen Sie das Motiv etwas unscharf auf, wenn Sie über eine manuelle Schärfeeinstellung verfügen.
  4. Vermeiden Sie es so weit wie möglich, Motive mit dünnen Streifen und Schachbrettmustern aufzunehmen.
  5. Ändern Sie den horizontalen Winkel der Kamera.
  6. Verwenden Sie in der von Ihnen bevorzugten Bildbearbeitungsanwendung einen Weichzeichner- oder einen Anti-Moiré-Filter.
Als praktikabel in der Kameraanwendung halte ich den Canon-Vorschlag 2,3 und 4.

09.Juni 2010: Canon Support meldet sich per E-Mai auf meine Reklamation hinl...

Sehr geehrter Herr Hennek,

vielen Dank für Ihre Anfrage.

Der Moiré-Effekt ist eine Musterbildung, die durch die Überlagerung der Motivstruktur und der Struktur des Aufnahmesensors entsteht, also immer dann, wenn Bildraster unterschiedlicher Auflösung übereinander gelegt werden.

Dies ist ein physikalischer Effekt und kann in den genannten Grenzfällen nicht vermieden werden. Einen Defekt stellt er jedoch nicht dar.

Dadurch, daß unterschiedliche Kameras unterschiedliche Sensoren verbaut haben, kann der Effekt bei unterschiedlichen Frequenzen (Wechsel Hell-Dunkel, bzw. allgemein Streifenmuster) auftreten oder nicht sichtbar sein.

Der von Ihnen beobachtete Effekt kann daher auch in unserem Service nicht behoben werden.
Um den Effekt ggf zu verhindern, kann schon eine kleine Änderung in der Zoomeinstellung Abhilfe schaffen. Bitte testen Sie dies einmal.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr Canon Support Center

Am 10.06.2010 legte Canon noch nach:

Der von Ihnen beschriebene Moiré-Effekt ist, wie bereits geschildert, ein physikalischer Effekt und wird von der Abtastung einer periodischen Struktur durch einen zeilenförmigen Sensor verursacht. Die Abtastung ändert sich durch den Zoomvorgang, sowie durch die Änderung des Winkels der beiden Strukturen zueinander. Auch dies ist physikalisch bedingt.
Es liegt hier kein Defekt oder Mangel vor.

Die von Ihnen benannte AF-Justage hat auf den Moiré-Effekt keinen Einfluß, auch besteht kein Zusammenhang zu der Funktionweise von Polarisationsfilter. Diese drei physikalischen bzw. technischen Effekte sind unabhängig voneinander.

Mit freundlichen Grüßen
Ihr Canon Support Center

Schaun'mer mal...

Das Auftreten von Aliasing/Moire bei Videoaufnahmen ist motivabhängig nach meiner Erfahrung:

      • Im Falle von Natur-, Tier- und Personenaufnahmen treten diese Fehler nicht auf
      • Im Falle von feineren und gleichmäßig struktuierten Mustern mit engen horizontalen Linien-/Kantenstrukturen, wie bei roten Dachziegeldächern, Fahrwerkfassaden, Jalousien,  Aufnahmen über Kirchenbänke hinweg, Kühlergrill, geflochtener Weideruten-Wäschekorb etc. werden die Aufnahmen durch Aliasind/Moire praktisch unbrauchbar
In meinem Fall sind durchschnittlich etwa max. 10% aller Videoaufnahmen von der Problematik des Aliasing/Moire betroffen.

Was kann man gegen auftretendes Moire im Video tun?

1. Kritrische Motivebene mittels entsprechender Focusierung etwas unscharf aufnehmen
:

Canons Vorschlag (Punkt 3 der obigen Aufzählung) hilft durchaus um das auftretende Moire abzudämpfen, etwas an Videoschärfe geht natürlich dabei in der Fokusierungsebene verloren.

Nachfolgend Auswertung von zwei Freihand-Testaufnahmen von einer Garagentorstruktur mit starker Neigung zum Aliasing/Moire im Video:

Moire_Original

Bild 1: Moire im 1:1 Ausschnitt vom Original-Frame, Bildstil Standard

Moire_Unscharf

Bild 2: Moire weitgehend bei Aufnahme entfernt mit Rücknahme der Fokusierung
in den Vordergrund mit ca. 3mm am kleinsten Durchmesser des Kitobjektives (18-55mm Brennweite) manuell verstellten Schärfe. Blende F5,6, Brennweitenposition 18mm.

Das untere Bild ist hier noch unbearbeitet. Um es jetzt noch etwas im Bildschärfeeindruck nachzuarbeiten bieten heutige Videoschnittprogramm vielfältige Filtermöglichkeiten.

Durch sorgfältige Festlegung der Schärfe auf das Hauptmotiv im Vordergrund und Unschärfe auf den filigranen horizontal gerasteten Hintergrund hat man als Viderofilmer die nicht ganz einfach realisierbare Möglichkeit Möire-Effekte durch Dachziegeldächer, Mauern, Zäune etc. im Hintergrund zu vermeiden.

Vorausgegangen sind Aufnahmeversuche mit einer Testtafel und Beobachtung der Moire-Wirkung auf einem großen Monitor per HDMI-Verbindung mit der Kamera.

 

Im Test habe ich das Stativ etwas angestoßen, damit es zu einer Vibration kommt 
um das schwimmende Moire zu demonstrieren wie es bei Freihandaufnahme vorkommn kann
 
 
Bei der Auswertung von Testaufnahmen im Videoschnittprogramm muss man unbedingt einen Monitor mit Full-HD-Nativwiedergabe für die Vorschau verwenden, damit nicht seitens des Monitors Moire bei solchen Strukturen produziert wird!

In der Praxis mit dem obigen Wellblech-Garagentor habe ich zunächst mein Kit-Objektiv 18-55mm mit einer provisorisch aufgeklebten Skala mit Einteilung von 1-10 für den Verstellweg des Schärferinges vorbereitet. Der Focus ist auf manuell gestellt worden. Die Testaufnahme erfolgten aus freier Hand bei 18mm Brennweite. Der Gesamtverstellweg auf der Skala liegt bei ca. 30mm, pro Teilstrich also ca. 3mm Verstellweg.

focus-skala

Das anvisierte Garagentor ist zunächst mit der 10fach Lupenstellung focusiert worden. Von dieser Schärferingpostion, die in meinem Fall aufgrund der Entfernung von Kamera zum Garagentor auf der Skala bei 8 lag, drehte ich nun den Schärfering um jeweils einen halten Teilstrich zurück, um ca. 1,5mm also. Aus mehreren so erzeugten Aufnahmen habe ich dann im Videoschnittprogramm dann jeweils einen Clip ausgesucht ohne störendem Aliasing/Moire.

Beste Ergebnisse mit Focus-Rücknahme von:

Blende 5,6: - 1 Teilstrich
Blende 16: -1,5 bis 2 Teilstriche

Aus dem Test gewinnt man zusätzlich die Erkenntnis, dass bei kleinerer Blende mehr Verstellweg am Fokusring nötig ist um das Moire zu eliminieren. Die Blendenöffnung sollte deshalb nicht zu groß gewählt werden, da dann schon ein kleiner Ruckler am Focusring genügen würde um aus der Schärfenebene der störenden horizontalen Linienanhäufung zu geraten und so auch alles bis in den Vordergrund in Unschärfe versinkt, siehe auch Test unter Punkt 8!

Mittlerweile habe ich festgestellt, dass ich mit meinem Selbstbau Viewfinder sehr gut kontrollieren kann ob Aliasing auftritt oder nicht. Erst diese Kontrollmöglichkeit erlaubt es mir die Fokusierung so vom kritischen Objekt wegzunehmen, dass dieses Aliasing nicht sichtbar wird, allerdings wird dann diese Stelle unschärfer.

2. Objektiv-Brennweite bei Videoaufnahmen bestimmter Motivebenen etwas ändern:

Wie schlimm das Moire z.B. bei mit einem 8mm Sigma Circular Fisheye auftretren kann, sieht man in diesem Beispiel hier. Die kleinste Brennweite meiner Objektive liegt bei 18mm (x1,6 bezogen auf das Kleinbildformat).

Nach meiner Erfahrung tritt das Moire in größter Weitwinkelposition am stärksten aus, weil hier dem Objektiv sehr fein struktuierte Strukturen angeboten werden. Ab einer Brennweiteneinstellung von 35/50mm an der Objektivmarkierung ist das Moire bei meinem Testobjekt "Garagentor/Ziegeldach" dann kaum noch zu sehen
.

18mm18mm
Garage 18mm, Aliasing (tw. farbig)Ziegeldach 18mm. bogenförmige Aliasing (tw. farbig)
50mm35mm
Garage 50mm, ohne AliasingZiegeldach fast ohne Aliasing


Generell ist diese Lösung nicht einsetzbar, da man ja auch im Weitwinkelbereich arbeiten möchte, allerdings kann man die Methode überall dort anwenden wo man genügend Abstand vom aufzunehmenden Objekt hat und ab 35/50mm Objektivbrennweite arbeiten kann, was  bezogen auf das Kleinbildobjektiv schon bei 56/80mm Brennweite dann liegt. Wenn man mit dieser Brennweite bei der Aufnahme "leben" kann, dann ist diese Methode der Methode nach Punkt 1 vorzuziehen!


3. Superflat-Look Aufnahme zur Moire-Abdämpfung:


[Anw.Def 1] - Settings:
  • Schärfe: 0
  • Kontrast: -4
  • Farbsättigung: -2
  • Farbton: 0
was dieses Moire bei der Aufnahme schon etwas von Haus aus dämpft. Auf Wunsch führt man das nahfolgend. nötiges Colorgrading incl. Nachschärfung der Aufnahmen später im Videoschnittprogramm durch. Eine generelle Problemlösung ist das aber auch nicht, weil man in der Postproduktion sehr viel Arbeit dazu bekommt.

4. Antimoire-Filter selbst bauen?

Ein interessanter Ansatz ist in /3/ zu finden. Es gibt aber auch schon Antimoire-Filter, wie dieses Beispiel zeigt, auch sog. Black-Diffusions Filter von Tiffen sollen helfen.
 

Hier mein Testaufbau mit einem Insektenschutz-Netzgewebe von der Fa. Aldi. Ein Rest ist uns von unsererm Vorhang für die Wohnmobil-Eingangstür übrig geblieben und damit habe ich meine Versuche durchgeführt. Einfach ein Stück davon über das Objektiv stülpen und mit einem Bürogummiring provisorisch befestigen:


antimoire filter


Es funktioniert  tatsächlich, das Bild wird weicher weil mit dieser mechanischen Filterung die vorhandene Objektivauflösung herabgesetzt wird. Die Objektivauflösung kann man aber für Videoaufnahmen beruhigt etwas herabsetzen weil diese eigentlich für die höhere Auflösung bei der Fotoaufnahme optimiert ist (ca. 17,9 Megapixel) und für Full HD-Video (nur ca. 2 Megapixel) eine niedrigere Objektiv-Auflösung völlig ausreicht. 

Eine weitere Möglichkeit besteht ferner, dass man über die Objektivrücksete eine dünne Frischhalte-Haushaltsfolie (wie sie für Lebensmittel verwendet) drüber spannt und das Objektiv so in die Kamera setzt. Das gibt ein etwas gleichmäßig weicheres Videobild mit abgedämpften Moire. Natürlich sind jetzt die Kontakte vom Objektiv zur Kamera isoliert und die Fokusierung muss manuell erfolgen.

Eine besonders praktikable und Generallösung ist das aber leider auch nicht!

5. Ohne Moire mit einem älteren FD-Objektiv?

Mein hier schon vorhandenes älteres FD-Objektiv von Canon (50mm, f/1,8 S.C.) mit Adapter FD-EOS liefert softere (geringer aufgelöste) Bilder und das wirkt sich positiv gegen aufkommendes Moire aus. Wie schon im Punkt 8 ausgetestet sollte man auch hier vor den Videoaufnahmen die Blende auf Werte zwischen 11 und 16 schliessen um dem Objektiv durch Beugung an der Blendenkante Schärfe zu entziehen, belohnt wird man mit einem gedämpften Moire-Effekt. bei Aufnahmen von filigranen Objektstrukturen.
Wichtig ist, dass man Aufnahmen unter diese schwierigen Motivbedingungen vom Stativ aus macht damit ein noch vorhandenes Rest-Moire nicht "schwimmen" und "flimmern" anfängt sondern statisch wird. Ferner sollte man bei Videoaufnahmen den Bildstil "Natürlich" wählen.

FD-Objektiv

Im Bild: FD-Objektiv mit dem Adapter "Bower FD-EOS"



Dieses Objektiv muss natürlich manuell an der EOS 550D bedient werden, d.h. Blende am Objektiv z.B. auf 16 einstellen, die Belichtungszeit auf 1/50sec und ISO auf Automatik. Im Kamera-Menü muß die Movie-Belichtung auf "Manuell" geschaltet werden. Die Bildschärfe stellt man ebenfalls manuell am Objektiv-Schärfering ein. Der FD-Adapter hat in diesem Fall eine Adapter-Linse die dafür sorgt, dass das alte FD-Objektiv auch in Unendlichstellung noch scharf zeichnet. Ähnliche Erfahrungen hat auch hier jemand gesammelt. 

6. Blende weiter öffnen zur Moire-Dämpfung

Ein Objektiv mit geöffneter Blende bei F1,8 z.B. zeichnet die Aufnahmen eigentlich sehr weich und es unterdrücjt damit die Bildung von Aliasing/Moire. Um eine größere Schärfe zu erzielen, wird meist die Blende um zwei Werte weiter geschlossen, Aliasing/Moire treten deutlicher hervor. Öffnet man also die Blende auf Werte größer 2,8, dann gehen zwar einige Details verloren, jedoch wird das Moire dadurch auch weniger in den Vordergrund treten. Im Punkt 8 wird gezeigt, dass ab etwa Blende 11 dann die Beugung an der Blendenkante zuschlägt und die Bildaufzeichnung in der Schärfe abgeschwächt wird, was Aliasing/Moire erneut abschwächt.

7. Circular-Polfilter für das 18-55mm Kit-Objektiv und das Reisezoom 18-200mm

Bei meinen Tests an horizontalen Objekt-Rasterstrukturen bemerkte ich, dass während des Drehens der Kamera aus der Horizontal- in die Vertikallage das flimmernde Moire mit farbigen Schlieren gedämpft wird, atwa schon bei 10 Grad verkanteter Kamerahaltung. Dies führte mich zu der Idee ein Circular-Polfilter zu beschaffen um es mal damit zu versuchen. Die ersten Testaufnahmen damit waren sehr ermutigend, rote Dachziegelstrukturen von Dorfansichten hatten weniger farbige Moire-Schlieren. Zwar gibt es aber noch andere Objektstrukturen die flimmern können (das Wellblech-Garagentor meines Nachbarn z.B.), dort ist das Flimmern aber ebenfalls schon etwas abgedämpft. Bei Verwendung von Polfiltern verliert man Lichtstärke bei den Aufnahmen, außerdem kann man die farbliche Wirkung auf dem Monitor nur sehr anstrengend sicher beurteilen.

8. Blendenwahl zur Abschwächung von Moire (neueste Erkenntnis vom 27.10.2010)!

Mit dem Canon 50mm, F1,8 II Objektiv habe ich ein paar Videotestaufnahmen von ISO 12233 Testchart (Bestell-Nr. 786030 bei Brenner für 11,94 Euro) gemacht um die Wirkung der Blendenöffnung auf Moire zu untersuchen. Hier die Ergebnisse:

Blende 3,5:
Blende 3,5

Blende 5:
Blende 5

Blende 6,3:
Blende 6,3

Blende 8:
blende 8

Blende 11:
Blende 11

Blende 14:
Blende 14

Blende 16:
Blende 16

Blende 20:
Blende 20

Aufnahmeprobleme treten also bei den horizontal verlaufenden Linienbündeln, nicht in den vertikalen. Man erkennt in diesen Testaufnahmen, dass bei großen Blendenöffnungen neben dem Aliasing es zum farbigen Moire bei filigranen horizontalen Trompetenlinien auf den Testframes kommt, bei kleinere Blenden dagegen sehen wir überwiegend schwarz/weiß Moire. Wir wissen, dass bei kleiner werdenden Blenden die Auflösungschärfe - durch Beugung an den Blendenkanten - geringer wird. Dies nützt uns bei Videoaufnahmen um bei filigranen Mustern (Dachziegeldächer, Fenster-Jalousien etc.) einigermaßen nützliche Aufnahmen zu Wege zu bringen.

rote Ziegeldächer

In dieser Real-Videoaufnahme im Bildstil "Standard" mit Blende 16 war das Moire noch
sehr abgeschwächt an den mit Pfeil gekennzeichneten Dächern zu sehen.
Da die Aufnahme gleichzeitig vom Stativ aus gemacht worden ist, schwimmen die
Moire-Streifen aber nicht mehr auf diesen Dächern was davor sehr störende auf den Betrachter wirkte.

Man kann sagen, dass der brauchbare Bereich zwischen Blende 11 und 16/20 nach diesem Test liegt. Wichtig ist, dass man Aufnahmen unter diese schwierigen Motivbedingungen vom Stativ aus macht damit ein noch vorhandenes Rest-Moire nicht "schwimmen" und "flimmern" anfängt sondern statisch wird. Ferner sollte man bei Videoaufnahmen den Bildstil Anw.Def Bildstil" mit Schärfe = 1, Kontrast -3, Farbsättigung -2 und Farbton -1 einstellen.

Das Ziel ist hier gewesen, durch Wahl einer kleineren Blende dem Aufnahmechip weniger Auflösung und Bildschärfe zuzuführen damit dieser uns wenige Moire-Störungen produziert und dieses Ziel ist recht praktikabel mit der beschriebenen Methode erreicht worden. Übertroffen wird das Ergebnis meiner Meinung nach nur noch mit dem Caprock Anti-Moire Filter nach /2/.

9. Filigrane Motive mit schwierigen Mustern als Bild aufnehmen

Im Fotomodus kennt die EOS 550 D kein Aliasing/Moire. Für Übersichtsaufnahmen ist deshalb die Bildaufnahme in 5184x3456 die ideale Quelle für die spätere Verwendung in einem Full-HD Video mit 1920x1080 Bildpunkten.

pan-zoom

Man kann auf einem solchen Bild - in dem bei einem Schwenk zum Kuppeldach dann dort Aliasing/Moire auftreten könnte - im Videoschnittprogramm Kamerafahrten machen mit PAN&Zoom wie es beliebt ist, der Bildeindruck wird hier nicht durch Aliasing oder Moire gestört. Es ist also sehr geschickt in solchen schwierigen Situationen auf jeden Fall noch ein Bild zu machen als Ergänzung zum Video, falls die Kuppel anfangen sollte im Video zu flimmern.

10. Movie-Crop-Aufnahmemodus nutzen

Mit dem Aufnahmesensorausschnitt von 4,5 x 3,5mm mit 300.000 Pixel aufgenommene Videos sind frei von Aliasing/Moire. Bei Verwendung der Clips mit 640x480 Bildpunkten in einem HD-Video muss im Videoschnittprogramm eine Hochskalierung vorgenommen werden, was viele Videoschnittprogramme mit entsprechender Filterung im Falle des Progressivaufnahmematerials gut machen können.

Movie-Crop

In diesem Video von mir sind einige Clips enthalten die hochskaliert worden sind. Da der DIGIC 4-Prozessor von Canon das nicht automatisch macht, muss die Aufgabe von dem Videoschnittprogramm in einem geeigneten Prozess übernommen werden. Im PowerDirector 8 von Cyberlink kann man das mit der TrueTheater Technologien der Blu-ray/DVD-Wiedergabe-Software PowerDVD realisieren, d.h. hiermit wird SD-Video auf HD-Video hochgerechnet.

11. Neutralisierung von wandernden farbigen Streifen auf Dachziegeldächern im NLE

a) Für dieser Zweck habe ich einen einfachen Versuch mit Premiere Pro CS3 durchgeführt:
  • Originalclip auf die Timeline legen - Projektsetting: XDCAM HD 1080p
  • Aus Effekte: Videoeffekte/Farbkorrektur/ "In Farbe ändern" auf den Clip anwenden
  • Mit den Parametern "Ändern/Methode/Toleranz" sowie mit der Pipette "Von/Zu" muss man etwas experimentieren um zum folgenden Ergebnis zu gelangen:
moire weg im nle

Der Weg ist richtig um eine Qualitätssteigerung der unansehnlichen Original-Videoaufnahme zu bekommen. Man sieht hier im obigen 1:1 Frameausschnitt, dass bereits im ersten Schritt eine deutliche Verbesserung erzielt worden ist. Die geänderte Farbe wird auch an anderen Stellen des Frames (siehe Turmecke rechts) ausgetauscht. Um das Ergebnis zu optimieren, muss man sich deshalb in mehrere Schritten mit den Einstellparametern des Effektes "In Farbe ändern" an das optimale Ergebnis herantasten.

Eine bessere und umfassendere selektive Farbkorrektur ist mit dem Filter "Dreiwege Farbkorrektur" möglich. Mit der Pipette wird zunächst die zu korrigierende Grundfarbe ausgewählt und dann mit Hilfe der Pipette + bzw. Pipette - weitere ähnliche Farbtöne hinzugefügt oder weggenommen. Am Ende der Settings bekommt man eine Maske die den zu korrigierenden Farbbereich sehr gut eingrenzt. Auf mehreren Seiten ist das Vorgehen hier gut beschrieben. Der Zeitaufwand für dieses Vorgehen ist enorm höher, dafür ist das Ergebnis natürlich deutlich besser.


b) Sehr gute Ergebnisse habe ich mit der selektiven Farbkorrektur in Magix Video deluxe 17/MX Premium  bekommen.

Man klick im Filter Farbkorrektur auf "Hinzufügen", dann mit der Pipette auf einen Störstreifen, dann auf "Vordergrund" und im Farbkreis verschiebt man nun den Farbsteuerungspunkt aus der Mitte heraus bis die Farben mit dem Dach zusammenpassen.  Die Schieberegler kann man dann zur Feinjustierung einsetzen.

Selektive Frabkorrektur

Im Setting von Vdl muss davor bei den Anzeigeoptionen  der Kompatibilitätsmodus "VideiForWindows" aktiviert werden bei vollauflösenden Vorschauanzeige vor dem Export. Das ist eine der Ungereimtheiten in Video deluxe!

Maria Limbach

Maria Limbach Kirche mit Störstreifen auf dem Dach

Maria Limbach

Markierung(Maske) der "Regenbogen Effekte" vor der Farbkorrektur, leider kann man
die Begrenzungsmaske nicht nach ähnlichen Farben hin anpassen.

Maria Limbach

Maria Limbach Kirche nach selektiver Farbkorrektur

Natürlich ist es so beim genaueren Hinsehen, dass sich an diesen Stellen noch etwas bewegt, es stört aber nicht mehr so sehr, da die unangenehme Einfärbung weg ist. Es kann aber sein, dass nch anderen Stellen im Bild die Farbe vorkommt, dort weden die Änderungen natürlich ebenfals durchgeführt. Vdl bietet leider keine Möglichkeit den den zu ändernden Bildberech zu begrenzen.

Im Vergleich zu den Möglichkeiten der "Dreiwege Farbkorrektur" in Premiere Pro CS3 kann man die Maskierung des zu korrigierenden Farbbereiches leider nicht so feinfüllig selektiv durchführen.

c) Im Falle EDIUS Neo 2.5 verbirgt sich hinter der eigenwilligen Filterbezeichnung "Weißabgleich" eine komplette Farbkorrektur incl. der sog. sekundären Farbkorrektur. Die selektive Farbkorrektur für einen bestimmten Bereich des Videos kann man natürlich ebenfalls durchführen, wenn man die Stellen vorher entsprechend maskiert hat nach den Kriterien: Luminanz, Sättigung und Farbton. Der maskierte Bereich kann angezeigt und auf best mögliche Auswahl hin überprüft werden.Mit den Farbtonreitern läßt sich der Bereich einschränken der farbkorrigiert werden soll. Auch der Übergang zu den unkorrigierten Bereichen kann teilweise beeinflußt werden. Grasss Valley liefert eine mißerable Dokumentation zum "Weißabgleich". Bei Slascam foindet man aber hier eine sehr gute Erklärung. 

Mit Edius Neo 2.5 bekommt man die Aliasing/Moire Stärung videoschnittseitig viel besser in Griff als im Falle von Magix Video deluxe, da man die Maske auch nach ähnlichen Frabbereichen hin anpassen kann. Darüber hinaus kann man mit dem Filter "Maske" und dem Zeichenstift Maskenkonturen anlegen für Bereiche die geändert werden sollen. Die Maske bewegt sich mit, es ändert sich sowohl die Position, die Größe wie auch die Form. Im Heft "videofilmen" Nr.6/2011 findet man eine genaue Anleitung dazu auf Seite 80 und 81.


12. Entfernen von Regenbogen-Effekten und Flimmern

Insbesondere an dem ersten Gebäudebild dieser Homepage sieht man diese Regenbögen die mit einem AviSynth-Script und dem AviSynth-Filter guavacomb.dll(funktioniert leider nur bei statischen, d.h. bewegungslosen Objekten) zu reduzieren sind:

LoadPlugin("C:\Program Files\AviSynth2_temp\plugins\guavacomb.dll")
AviSource("e:\Guides\AnalogCaptureGuide\Rainbow\devils_advocate_pal_2.avi")
GuavaComb(Mode = "PAL", Recall = 75, MaxVariation = 25, Activation = 40)

Im zweiten Gebäudebild sieht man dann eine deutliche Verbesserung.

Um in AviSynth und die Anwendung von Videofiltern einzusteigen biete ich auf meiner Homepage eine Einführung an, siehe hier.

13. Anti-Moire Plug-in

Siehe hier im Beitrag zum Final Cut Plugin.

14. Kamera etwas schräg halten bei der Aufnahme


Bei Aufnahme von horizontalen Strukturen, z.B. Jalousien schlagen Aliasing/Moire meist zu. Dreht man die Kamera um 90 Grad für die Aufnahme, dann sind A/M weg. Oft halte ich bei der Aufnahme deshalb die Kamera absichtlich etwas schräg (ca. 5 Grad um dieses Problem bei der Aufnahme zu umgehen). In der Nachbearbeitung im Videoschnittprogramm kann man ja alles wieder geraderücken und etwas einzoomen in das Video.


Vermeidungsstrategie gegen Video-Moire bei der EOS 550D:


Das fiese an der Moire-Sache ist, dass man vor der Aufnahme auf dem Kameramonitor nicht ganz sicher erkennen kann, dass einen mehr oder weniger starke Moire-Störungen im Videobild im Ergebnis auf der Speicherkarte erwarten. Der LC-Monitor "schönt" das Videobild. Bei Vermeidung von Aufnahmen mit einer Anhäufung von horizontalen Linien und filigranen Rasterstrukturen hat man natürlich keine Probleme mit Aliasing!

Nicht nur der Hobbyvideofilmer hat Probleme mit dem Aliasing im Video, man sieht es derzeit auch fast jeden Tag auch im Fernsehen.

Nun ist eine ganze Reihe an Möglichkeiten von mir hier aufgezeigt worden zur mehr oder minder guten Dämpfung von Aliasing in Videoaufnahmen mit filigranen Rasterstrukturen. Es stellt sich die Frage was davon in der Aufnahmepraxis praktikabel umgesetzt werden kann um diese "DSRL Video-Krücke" auch bei gelegentlichen Videoaufnahmen unter kritischen Motivbedingungen einsetzen zu können?

Tests mit dem Caprock Anti-Aliasing Filter 1.0 und 2.0 findet man hier. Man erkennt dort an den Testdiagrammen vor allem wie stark die Luminanzauflösung der Kamera reduziert wird. Hier ist festgestellt worden, dass die Moire-Dämpfung brennweitenabhängig dimensionierte Caprock-AAF benötigt, also gleich eine ganze Caprock-AAF Filterserie bei Einsatz von Zoom-Objektiven was die Sache unerträglich teuer macht. Schnell ist man dann bereits bei dem Kamerapreis selbst mit einem Satz AA-Filter angelangt.

Aus meiner Sicht und Erfahrungen, sollte man mit der EOS 550D die Aufnahme filigraner zunächst einmal grundsätzlich Rastermotive meiden.  Auf jeden Fall sollte man zum Aliasing neigenden Motiven die Videoaufnahme auf jeden Fall von einem stabilen Stativ aus machen, dann wandern und wabbeln die Aliasing-Streifen zumindest nicht. 

Nach entsprechender Testung und damit entsprechender Erfahrung, kann es sinnvoll sein die oben beschriebenen Methoden Nr.1 (praktikabelste Moire-Korrekturmethode!) bzw. Nr. 2 oder 11/12 anzuwenden, wenn keine andere Möglichkeit zur sicheren Videoaufnahme ohne Aliasing besteht. Als praktikabel hat sich auch die Methode 8 in der Praxis in einigen Fällen bewährt. 

Noch geschickter ist es Methode 9 anzuwenden, wenn es nicht auf Bewegungsdarstellung mittels Video ankommt. Bei Unsicherheiten raten ich in jedem Fall zu einer Bildaufnahme, diese ist garantiert ohne Aliasing/Moire.

Ohne Aliasing/Moire kann man mit der EOS 550 D Aufnahmen  im Movie-Crop Videoaufnahme- modus  machen.

Mit entsprechender Filterung im Videoschnittprogramm, siehe Punkt 11/12, erzielt man ebenfalls eine Qualitätssteigerung der mit Aliasing-Streifen gestörten Videoaufnahme.

Im Internet geistert  eine neue hoffnungsvolle Nachricht für die Zukunftskamera von Canon herum: "Problems with moire are solved" siehe /7/.

Literatur:

/1/ ct special 02/2009 "Digitale Fotografie"  ab Seite 110 bis 120, speziell mit Ausführungen zur Entstehung von Moire bei filigranen Motivstrukturen im Falle der 5D Mark II und deren Ursachen
/2/
Caprock Anti-Moire Filter getestet an der Canon EOS 7D
/3/ Ein interessanter Ansatz um Aliasing/Moire zu mildern
/4/
Black-Diffusions Filter von Tiffen um das auftretende Moire zu dämpfen
/5/ Moire-Dämpfung mit Folie auf der Objektivrückseite
/6/ Working with Resolution Chart
/7/ canonrumors
/8/ Anleitung Kameratestverfahren
/9/ Testchart selbst herstellen
/10/ Antialiasing in Wikipedia
/11/
Using Moire' Interference Patterns to Test DSLR Auto Focus
/12/
Soft Filters: a Solution for DSLR Aliasing?
/13/ How to prevent Moire (Canon 7D)


Bruno Peter Hennek, 26.04.2010, 29.11.2010