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Super Slomotion (NLE, MVTools und ReSpeedr)

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Professionlle Zeitlupen macht man eigentlich mit speziellen Kameras, wie hier zum Beispiel.  Für eine Zeitlupe benötigt man viel mehr Bilder pro Sekunde als bei der ganz normalen Videofilmerei. Meine Canon EOS 550/700 D kann im 720p-Aufnahmemodus max 60(59,94)FPS progressiv aufnehmen, für eine weiche Super-Slomotion benötigt man aber mehr Bilder, z.B. 600 pro Sekunde. Für Leute mit viel Geld gibt es ein Plug-in mit dem Namen Twixtor mit dem man die synthetisch erzeugte Slomotion generieren kann. Das Plug-in kostet je nach  Ausstattung 330 bzw. 595 US$. Für den Hobbyanwender gibt es dagegen kostenlos die MVTools mit denen man ebenfalls synthetisch berechnete Slowmotion aus ganz normalen Videoaufnahmen generieren kann. Damit habe ich mich nachfolgend ein wenig beschäftigt. Die Fa. ProDAD liefert  das kostengünstige Plug-in ReSpeedr für 99 Euro als Plug-in mit dem man sowohl Zeitlupen als auch Zeitraffer produzieren kann.

Super-Slomotion, Grundsätzliches:

Normal filme ich mit 30p(29,97) in Full-HD, also mit 1920x1080 Bildpunkten Auflösung. Als Verschlußzeit wähle ich dabei 1/60 Sekunde. Zwar kann man daraus schon Zeitlupen mit fast jedem NLE durch Zeitdehnung herstellen, jedoch entsteht dabei:

  1. Bewegungsunschärfe in den einzelnen Progressivframes durch die lange Verschlußzeit
  2. Geisterbilder durch hinzurechnen von zusätzlichn Bildern und das sog. Blending, also Überblenden der einzelnen Frames
Bis zu einer Zeitdehnung von etwa 50% (2.fach) wirkt die schwache Zeitlupe noch ganz gut, bei größerer Zeitdehnung sieht die verlangsamte Bewegung aber nicht mehr weich genug aus.

Besser wirken da schon Zeitlupen, die in 720p-60p(59,94p) aufgenommen und die Verschlußzeit verkürzt worden ist auf z.B. 1/120 - 1/250 Sekunde was die Bewegungsschärfe der einzelnen Frames verbessert. Eine der bekanntesten Action-HD Cam GoPro Hero2 kann sogar im WVGA-Aufnahmemodus Progressiv Videos in der Auflösung 848x480 mit 120 fps aufnehmen. Zeitlupen aus 120p-Videomaterial wirken viel flüssiger (Progressiv-Bildruckeln ist kaum noch sichtbar!) und perfekter als aus Videos mit kleineren Framezahlen. Das ist für Zeitlupenaufnahmen bei Sportaufnahmen und sonstige Zeitlupenstudien z.B. sehr wichtig. Meine Panasonic Bridgekamera DMC-FZ300 liefert in FHD-Auflösung eine solche Zeitlupe mit 120 fps, was schon eine Hausnummer ist.


Ich habe vor längerer Zeit schon einen Test mit fliegender Ringeltaube durchgeführt. Ich habe die Kamera dafür damals auf HD 1280x720p-60 eingestellt, F/8 und 1/60 Sec. Die Zeitlupe generierte ich mit Video de luxe 17, einmal mit 50% und einmal mit 25%, das Ergebnis ist nachfolgend zu sehen:


Wie man hier sieht, bewegt sich im Falle 25%-Zeitlupe der Taubenkopf etwas ruckelnd vorwärts. Der Fall 50%-Zeitlupe ist noch OK. Die von Magix in diesem Fall eingesetzte Zeitlupenmethode ist Fall 25%-Zeitlupe bei zu gering verwendeten Framanzahl für Progressivmaterial weniger geeignet.

Besser ist  der Videoeffekt "Zeitverzerrung/Pixelbewegung" in Premiere Pro CS3 geeignet, der im obigen Video im letzten Clip verwendet worden ist. Hier werden Bewegungsvektoren der voraussichtlichen Pixelbewegung zum nächsten Videoframe berechnet was dann zu einer flüssigen Vorwärtsbewegung führt.
Der Umgang mit der Effekt in Premiere Pro CS3 ist nicht einfach. Man benötigt eine Zeitlupenaufnahmen mit genügend Puffer nach der eigentlichen Sequenz aus der die Zeitlupe berechnet werden soll. Hat man bei der Aufnahme nicht darauf geachtet, muss der Clip zuerst "verlängert" werden, wobei der Inhalt der Verlängerung keine Rolle spielt. Ich habe einfach hinten einen Schwarzfilm angehängt, für eine 50% Zeitverzerrung waren es bei einem 5sec-Clip  nach der Verlängerung dann 10sec und bei einer 25% Zeitverzerrung 20sec. Diesen verlängerten Clip muss man erste herausrendern und dann wieder importieren und dann erst den Effekt darauf anwenden.

Nachträglich berechnete Zeitlupenbewegungen haben jedoch auch ihre Tücken, dann wenn die prognostizierte Bewegung auf einen "Hakenschlag" des Motivs trifft, führt das dann zu seltsamen synthetischen Zeitlupenbewegungen. 

Für den Hobbyanwender gibt es kostenlos die MVTools mit dem man ebenfalls synthetisch berechnete Slowmotion aus ganz normalen Videoaufnahmen generieren kann. Damit habe ich mich nachfolgend ein wenig beschäftigt.

Benötigte Videomaterial-Eigenschaften:

Verwendet habe ich nachfolgend die Videoaufnahme wie im obigen Beispiel (MOV-Nativfile mit Color Space YUV). Zunächst habe ich das Video in ein Intermediate-File mit dem Codec CineForm transcodiert. 

Nach dem GoPro die Firma CineForm Anfang 2011 gekauft hat, gibt es nun bei GoPro die kostenlos downloadbare GoPro CineForm Studio Software. Hiermit ist es möglich z.B. die MOV-Files der Canon-DSRL in CineForm-AVIs zu konvertieren, die dann schön flüssig laufen. Der Farbraum YUV bleibt nach der Konvertierung erhalten.

GoPro.CineForm

CF-Studio

Importformate in CINEFORMSTUDIO

CineForm Codec

Nach Installation hat man den begehrten Intermediate-Codec
auf dem System, einsetzbar auch in anderen Programmen für
Import und Export, z.B. auch in VirtualDub


Natürlich sind die Dateien dann auch größer (etwa 2,4fach), darüber braucht man sich aber nicht zu wundern, schließlich ist die Komprimierung viel geringer was die Clips auf der Timeline geschmeidiger macht, allerdings müssen die Festplatten den entsprechenden Datendurchsatz schaffen. Mit einem solchen IntermediateFile kann man nun praktisch verlustlos über mehrere Programme hinweg arbeiten.

Falls eine Clipstabilisierung nötig ist, dann sollte man das jetzt tun, z.B. mit das SAL-Version von proDAD Mercalli oder mit dem kostenlosen Deshaker in VirtualDub.

Anmerkung zur Konvertierung in Intermediate-Codec:

Es gibt eine ganze Reihe von Video-Austauschformaten mit der Möglichkeit verlustärmer und flüssiger ein Editing betreiben zu können, z.B:
  • AVID DNxHD
  • Canopus HQ/HQX-AVI
  • CineForm
Keine guten Austauschformate sind aus verschiedenen Gründen:
  • WMV
  • MPEG
  • Video-DVDs
  • alle Codec, die auf Interframe-Kompression setzen, d.h. B- und P-Frames verwenden.
Eine Voraussetzung für den professionellen Einsatz ist also die Verwendung von Intra-Frame Videoformaten. Jedes Frame des Video sollte ein Key-Frame bzw. ein I-Frame sein.

Benötigte Slomotion-Tools:
Einarbeitung ist nötig, auf dieser Homepage gibt es dazu aber grundsätzliche Hilfe, siehe Hauptmenü. Insbesondere sollte man sich in die 34 Seiten starke Beschreibung der MVTools einarbeiten.

Nach der Installation von AviSynth, kopiert man aus dem entpackten MVTools-Verzeichnis die Datei "mvtools2.dll" in das Plugin-Verzeichnis von der AviSynth-Installation.

VirtualDub sollte nun ebenfalls installiert werden...


AviSynth-Script für VirtualDub:


In der erwähnten Beschreibung von MVTools findet man AVS-Script-Beispiele aus denen man sich ein persönliches AVS-Script zusammenstellen kann.

Das von mir für das Progressivvideo verwendete AVS-Script:

#AVISynth Slow Motion Script für Progressivvideo mit 720p-60(59,94) fps Originalframerate der EOS 550 D

#mvtools2.dll laden
LoadPlugin("C:\Program Files (x86)\AviSynth 2.5\plugins\mvtools2.dll")

#Quellclip laden und Audio entfernen
quelle=AVISource("F:\Zeitlupe\Taube.avi").KillAudio()

#Clipbewegung analysieren und in drei Variable speichern
super = MSuper(quelle,pel=2)
backvec = MAnalyse(super,blksize=8, overlap=2, isb = true, search=3)
forvec = MAnalyse(super,blksize=8, overlap=2, isb = false, search=3)

#Zeitlupenberechnung durchführen:
#num=600 und den=1 beschreiben die Framerate des neu zu erzeugenden Clips (600/1 = 600 Bilder pro Sekunde)

MFlowFps(quelle,super,backvec, forvec, num=600, den=1, ml=100)

#Die erzeugten 600 Bilder pro Sekunde werden in (60) Wiedergabe-Bilder pro Sekunde verpackt ausgegeben

assumefps(59.94)

Das MVTools-Plugin analysiert fortlaufend die Clipbewegung und speichert die Bewegungsvektoren in Variablen ab. Hieraus werden dann die Zwischenbilder mit den Bewegungsphasen berechnet. Auch bei dieser Methode ist es aber so, dass man bei ruckartigen Objektausschlägen oft seltsame Ergebnisse bekommt. Wir sollten also schon für unsere Super Slomotion geeeignete Bewegungsclips auswählen.

VirtualDub:

Dieses Programm bekommt man ebenfalls kostenlos im Internet, z.B. die 64Bit-Version 1.9.11 die unter W7 lauffähig ist (Chip-Download).

Falls Interlaced-Videomaterial vorliegt, sollte man diese deinterlacen, was man im NLE machen kann oder in VirtualDub, auch aber im AviSynth-Script.

Wir starten nun VirtualDub und laden das obige AVS-Script mit den korrekten Pfaden zu dem Avisynth-Plugin und dem CineForm-Clip. Nun stellen wir nur noch die Videoausgabe-Compression ein (CineForm) und aktivieren File/Save as AVI. Sofort fängt VD mit der Arbeit an , den Fortschritt sehen wir in dem aufgehenden Info-Fenster links und im großen Vorschaubild rechts.

Zeitlupenberechnung

Nach einer gewissen Ausgabezeit, haben wir das Super Slowmotion Video in dem vorgewählten Verzeichnis. Wir könne es uns jetzt z.B. mit dem KM-Player ansehen oder in EDIUS Neo 3 oder ein anderes mit dem CineForm-Codec kompatible NLE importieren und es dort weiter verarbeiten.

Nun sollte man das  encodierte Slomo-Original kritisch am HDTV betrachten und entscheiden ob es im Gesamtkontex verwendet werden kann oder ob mit einer anderen Framezahl eine neue Slomotion zu erstellen ist.

Dienstleistungen Video & Bild

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Super8/Normal8-Videotransfer, Dia-Scannen, AVCHD auf Disc etc. (Direktlink)


ReSpeedr V1.0.39.1 von ProDAD:

Dieses kleine und noch dazu kostengünstiges Programm hat es in sich, es kann nicht nur Zeitlupen erstellen mit der intelligenten Optical-Flow-Methode, sondern auch Zeitraffer, Bildstabilisation incl. Korrektur des Rolling-Shutter Effekts.

Zwischenbildeinrechnung

Die gelben Punkte stellen symbolisch die Zwischenbilder dar...

Mit ReSpeedr kann man auch Zwischenbilder in Videos einrechnen die z.B. für Videos benötigt werden die aus Schmalfilmdigitalisierungen entstanden sind. Vorsicht aber, die Optical-Flow-Methode arbeitet bei einem schnellen Objekt-Richtungswechsel fehlerhat, es werden sog.  "Monsterframes" produziert!

Es lohnt sich trotzdem dieses kleine Programm dem Video-Nachbearbeitungswerkzeug zuzufügen!

Fazit

Mit kostenlosen Tools aus dem Internet können wir schöne synthetisch generierte Super Slomotion produzieren die für unsere Hobbyvideos sehr gut einsetzbar sind, besser als so manche Zeitlupenfunktion in NLEs des unteren Preissegments.

ReSpeedr von ProDAD ist zwischenzeitlich zu meinem unverzichtbaren Arbeitswerkzeug geworden!


Linkliste:

/1/ MSU Frame Rate Conversion

/2/ AviSynth MSU Frame Rate Conversion Filter

/3/ Einführung HD-HDV & native HD-Codecs in der Postproduction

/4/ Butter-smoth slow motion

/5/ Learning VirtualDub (PDF)

/6/ VirtualDub kompakt

/7/ AviSynth

/8/ MSU-FRC (siehe auch Grafik über den Unterschied zum teuren Twixtor)

Bruno Peter Hennek, 21.01.2012, 19.01.2016