Quando i professionisti della produzione video passano all'illuminazione a soffitto a LED, spesso sperimentano la stessa spiacevole sorpresa: se esaminati alla massima risoluzione, i filmati ripresi con luci che sembrano perfettamente stabili ad occhio nudo rivelano bande ritmiche, effetti stroboscopici o fluttuazioni dell'esposizione. L'attuale gestione del driver LED è direttamente responsabile del problema, ovvero della modulazione temporale della luce. Per scegliere il meglioApparecchio a stecca LEDper un operatore di studio, un presentatore di podcast, un videografo aziendale o un produttore di contenuti che equipaggia un'area di produzione specializzata con listelli sospesi, è necessario comprendere cinque fattori tecnici distinti che raramente vengono evidenziati nelle tipiche schede tecniche degli apparecchi di illuminazione. Questo tutorial spiega quali sono questi requisiti, quali cifre richiedere e come confermarli prima di effettuare una transazione.
Le ragioni dietro lo sfarfallio della fotocamera degli apparecchi a stecca LED
La modulazione di larghezza di impulso (PWM), una tecnologia che sposta rapidamente il LED da completamente acceso a completamente spento a una frequenza predeterminata per fornire un aspetto attenuato, viene utilizzata per attenuare la maggior parte dell'illuminazione a LED bianca destinata ad un ampio utilizzo commerciale. La percentuale di tempo trascorso nello stato "acceso" (il ciclo di lavoro) è correlata alla luminosità percepita. Lo sfarfallio appare come un effetto stroboscopico all'occhio umano a frequenze PWM inferiori a circa 100 Hz. La maggior parte delle persone non riesce a vederlo tra 100 Hz e 1,25 kHz, ma le fotocamere possono comunque rilevarlo, soprattutto a frame rate più elevati o se abbinate a determinate velocità dell'otturatore. Sorgenti con profondità di modulazione del 100%, come i dimmer PWM, diventano generalmente accettabili oltre 1,25 kHz, sebbene effetti stroboscopici residui su oggetti in movimento siano ancora concepibili fino a 3 kHz e forse superiori.
La presenza di bande nel video è determinata dalla relazione tra la frequenza PWM e la velocità dell'otturatore della fotocamera. La fotocamera registra parti diverse del ciclo di accensione/spegnimento del LED in fotogrammi diversi se il ciclo PWM e il ciclo dell'otturatore della fotocamera non sono in perfetta sincronia o in un rapporto di numeri interi. Ciò si traduce in fotogrammi con luminosità variabile e caratteristiche bande rotanti o esposizione tremolante che rovinano filmati altrimenti chiari. Il problema è aggravato con video con frequenza-frame-elevata (120 fps, 240 fps o superiore per applicazioni slow-motion) poiché le discrepanze di frequenza sono più comuni a causa del divario tra-frame più breve.
Il rischio particolare delle fotocamere: velocità dell'otturatore e frame rate elevati
Con apparecchi che funzionano a 500 Hz PWM, una frequenza spesso pubblicizzata come "priva di sfarfallio-" per il comfort dell'occhio umano, la trasmissione video standard a 24 o 30 fotogrammi al secondo può causare problemi. Poiché la fotocamera scatta 120 immagini al secondo, ciascuna delle quali si integra su una finestra di otturatore relativamente breve, il PWM a 500 Hz è ancora inadeguato per video ad alta-velocità a 120 fotogrammi al secondo. I professionisti dell'illuminazione specializzati in applicazioni cinematografiche e fotografiche consigliano di utilizzare driver LED con frequenze PWM di almeno 25.000 Hz (25 kHz). Questa frequenza elimina il problema secondario del ronzio indotto dal PWM-dai componenti del driver ed è oltre la portata uditiva umana, quindi anche le applicazioni ad alta-frequenza di fotogrammi-e ad alta-velocità dell'otturatore-sono prive di effetti di modulazione visiva.
I cinque fattori che influenzano le prestazioni dello sfarfallio
L'idoneità delle barre LED per le applicazioni di produzione video è determinata da cinque criteri tecnici.
1. Frequenza di regolazione PWM: almeno 25 kHz
La necessità più cruciale per le situazioni della fotocamera è questa. Per quasi tutte le combinazioni realistiche di frame rate e velocità dell'otturatore nella produzione video professionale, un driver che funziona a 25 kHz o superiore rimuove lo sfarfallio visibile della fotocamera-. Gli apparecchi venduti con frequenze PWM comprese tra 200 e 400 Hz sono adatti sia per il comfort visivo umano che per un ampio utilizzo commerciale, tuttavia possono causare artefatti se ripresi da telecamere ad alta-velocità. La frequenza PWM dovrebbe sempre essere richiesta dalla scheda tecnica del driver piuttosto che dalla scheda tecnica dell'apparecchio di illuminazione, che spesso tralascia queste informazioni.
2. Percentuale di sfarfallio: inferiore o uguale al 5%
L'ampiezza della modulazione dell'emissione luminosa viene misurata dal Percent Flicker (PF), che è una percentuale che rappresenta il rapporto tra la differenza tra la luminosità massima e minima e il loro totale. Un numero pari al 100% implica che la sorgente si sposta da completamente accesa a completamente spenta a ogni ciclo, mentre un valore pari a 0% mostra un'uscita completamente costante. La soglia oggettiva per gli ambienti video è un PF del 5% a qualsiasi frequenza inferiore a 200 Hz; ciò corrisponde alla classificazione "flicker-free" utilizzata nelle regole edilizie del Titolo 24 della California, che continuano a essere tra i requisiti di sfarfallio-per l'ambiente costruito più severi a livello mondiale. Va notato che il PF di per sé è insufficiente: una sorgente con modulazione del 10% a 50 Hz è problematica, ma una sorgente con modulazione del 100% a 30 kHz è sicura sia per la fotocamera che per l'uomo. Frequenza e PF devono essere sempre valutate insieme.
3. SVM (misura della visibilità stroboscopica): < 0,4
L'effetto stroboscopico, o la possibilità che gli oggetti in movimento sembrino balbettare, congelarsi o creare immagini fantasma sotto una luce tremolante, viene misurato da SVM, una metrica percettiva. Nella regione da 80 Hz a 2 kHz, dove gli effetti stroboscopici sono fisiologicamente più attivi, incorpora profondità di modulazione e frequenza ponderate rispetto alla sensibilità del sistema visivo umano. La soglia di visibilità dell'osservatore medio è rappresentata da un valore SVM pari a 1,0; valori superiori a 1,0 indicano artefatti stroboscopici osservabili. L'obiettivo per gli studi video e le situazioni di trasmissione è SVM inferiore o uguale a 0,4, che offre un sostanziale buffer contro gli effetti stroboscopici sia per i soggetti in movimento ripresi dalla fotocamera che per gli abitanti umani. Questo livello è consigliato anche per lavori industriali di alta-precisione che richiedono apparecchiature di filatura.
4. Resa cromatica: R9 maggiore o uguale a 50, CRI maggiore o uguale a 90
Solo quando la sorgente luminosa rappresenta con precisione tutte le componenti spettrali di un soggetto le videocamere possono catturare e replicare i colori. Le tonalità della pelle, i colori degli indumenti, le tonalità dei prodotti e gli aspetti circostanti sono tutti replicati fedelmente per rispecchiare l'aspetto del soggetto alla luce naturale quando l'IRC è pari o superiore a 90. Il criterio ideale è CRI 95 o superiore, con R9 (resa del rosso intenso) > 50, per situazioni in studio in cui la fedeltà dei colori è un valore di produzione, come ambientazioni per interviste, presentazioni di prodotti e applicazioni cosmetiche. Un altro motivo per cui la qualità del driver è importante quando si scelgono i dispositivi da studio è che i LED al fosforo ad alto-CRI di solito richiedono una progettazione un po' più attenta del driver per mantenere una CCT costante durante la regolazione. Per le applicazioni di trasmissione professionale si consiglia un TLCI di 90+. Il TLCI (Television Lighting Consistency Index) è una statistica complementare che sta diventando sempre più popolare ed è particolarmente calibrata per trasmettere la risposta della telecamera.
5. UGR < 19
L'Unified Glare Rating (UGR) misura quanto sia fastidioso l'abbagliamento per coloro che si trovano in un'area luminosa. Un UGR inferiore o uguale a 19 riduce lo strabismo, i riflessi della pupilla che incidono sulla messa a fuoco della fotocamera e il disagio durante le lunghe sessioni in uno studio in cui artisti, presentatori o soggetti sono posizionati sotto luci sospese e gli operatori delle telecamere devono guardare i monitor con precisione. La distribuzione della luminosità della luce, la geometria della stanza e la riflettanza delle superfici influenzano tutti l'UGR; tuttavia, il valore UGR della scheda tecnica di un apparecchio, che spesso viene fornito per una specifica condizione della stanza, offre un'utile linea di base per il confronto.
La differenza di architettura tra dimmerazione PWM e driver a corrente costante
La regolazione con riduzione della corrente costante (CCR), spesso nota come regolazione analogica, è un'alternativa alla regolazione PWM che riduce la luminosità del LED diminuendo la corrente di pilotaggio invece di accenderlo e spegnerlo. Per definizione, il CCR genera una modulazione zero alla frequenza di pilotaggio; per tutti i livelli di regolazione, l'uscita è davvero costante. Il compromesso- è che quando la corrente diminuisce, il CCR produce un piccolo cambiamento nel CCT (i LED si riscaldano a correnti ridotte), che può creare problemi di calibrazione negli ambienti di studio in cui il colore è fondamentale. Una tecnica ibrida viene utilizzata da alcuni driver LED di alta-qualità, che passano dall'oscuramento analogico a livelli di luce più elevati quando la modifica CCT è evidente a PWM ad alta-frequenza (maggiore o uguale a 25 kHz) a livelli più bassi dove lo spostamento CCT da CCR è più evidente. Sapere per quale topologia di dimmerazione viene utilizzato il driver è fondamentaleinfissi a stecca da studioche verrà abbinato ai colori-e attenuato durante la produzione.
