Solução barata para fotografar com várias (> 2) câmeras sincronizadas (genlock ou LANC?)

Estou pesquisando fenômenos naturais na visão computacional e estou procurando um método de gravar vídeos de vários ângulos de câmera. É provável que o assunto se mova de maneira muito irregular, portanto, qualquer problema de sincronização entre as câmeras será um problema. Imagine uma chama ou água corrente, é difícil dizer exatamente, mas será necessário microssegundos em vez de milissegundos. Desejarei usar até 8 câmeras, idealmente restritas pelo orçamento, em vez da capacidade de mantê-las sincronizadas.

As câmeras que o departamento possui são DSLRs da Canon, no entanto, após muita pesquisa, parece inviável sincronizá-las, especialmente com esse nível de precisão. Portanto, se eu encontrar câmeras acessíveis que possam ser sincronizadas facilmente, poderemos comprar algumas.

As duas opções disponíveis para mim parecem ser genlock e LANC. Pelo que sei, não vou conseguir uma única câmera compatível com genlock por menos de, digamos, £ 5000. Mesmo esquecendo o sinal de genlock, é demais para nós podermos comprar um, muito menos 8. A coisa LAN / Sony / Canon parece mais viável, no entanto, não consigo encontrar nenhuma informação confiável sobre como proceder para configurar isso ou quais câmeras realmente suportam e que estão disponíveis agora. Eu continuo chegando a um beco sem saída tentando investigar isso, e não ajuda que a maioria das pessoas esteja tentando gravar apenas em estéreo. Alguém pode me aconselhar sobre qual configuração precisaríamos e quanto custaria aproximadamente? Ou se houver alguma outra solução de sincronização que alguém queira recomendar? Facilidade e custo são os maiores fatores!

Obrigado! E espero que isso não pareça uma pergunta de recomendação de compras. Embora eu queira fazer compras, eu realmente só preciso de ajuda para entender as técnicas de sincronização, e vou descobrir o que comprar depois disso!

Um ano depois de postar esta pergunta, estou recebendo alguns comentários e respostas extras, o que é realmente ótimo. Tecnicamente, ainda é um problema, mas deixe-me compartilhar o que aprendi no ano passado, caso alguém tropeça nesta página com um problema semelhante.

Nós criamos duas soluções baratas para o problema que eu acho que vão funcionar, nas condições certas.

1. Use uma luz estroboscópica de alta velocidade. Isso funciona apenas se o objeto não emitir luz (infelizmente não é o meu caso) e pode ser colocado em uma sala muito escura. Consiga uma luz estroboscópica muito rápida e precisa e defina-a para disparar na mesma frequência que as câmeras, digamos 50fps / 50hz. Em seguida, defina a velocidade do obturador de todas as câmeras para 1/50 de segundo, ou seja, o obturador está sempre aberto. Coloque o assunto em uma sala muito escura e defina a abertura para que o vídeo apareça em preto sem a luz. Em seguida, ilumine com a luz estroboscópica. Os vídeos serão naturalmente sincronizados, porque a única luz que eles recebem é do estroboscópio, e isso acontece uma vez por quadro. A dificuldade está em obter um estroboscópio preciso o suficiente. Mas ouvi dizer que eles são usados ​​em operações de fabricação pesadas para inspecionar lâminas / rodas / correias etc., que não podem ser desligadas. Você acende a ferramenta apenas com um estroboscópio que possui controle analógico e aumenta lentamente a velocidade do estroboscópio. À medida que você alcança a frequência da ferramenta, ela parecerá desacelerar e, eventualmente, parar. Agora você pode inspecionar problemas. Apenas não toque;).
2. Use o sinal vsync no vídeo composto das câmeras. Isso é inspirado em http://samj.snappages.com/ . Esse sinal é enviado regularmente a cada quadro e, com alguns componentes eletrônicos, você pode medir a diferença entre o sinal em duas (ou mais) câmeras diferentes. Você pode ligar e desligar a câmera (ou, em algumas câmeras, tirar uma foto. Mais sobre isso mais tarde ...) e medi-la novamente e assim por diante. Se você é inteligente com o tempo no ciclo de potência, pode aproximá-los cada vez mais de um limite. Nós não acabamos tentando isso apenas porque não acabamos construindo o circuito, e achamos que isso seria complicado demais para trabalhar, especialmente com mais de duas câmeras.

Como eu disse, nós não acabamos fazendo nada disso. Acabamos fazendo uma oferta de financiamento para um sistema não-barato, projetado para esse fim exato, de uma empresa como a NorPix. Eles são sincronizados pela Ethernet e são configurados. Eu nunca fui capaz de descobrir como exatamente (protocolo etc) eles usam ethernet para sincronizar, portanto, se alguém quiser explicar que eu estaria muito interessado. Na última vez em que fui atualizado, disseram-me que encontramos algum dinheiro, mas é claro que, se você souber algo sobre burocracia acadêmica, não ficará surpreso ao descobrir que ainda estou esperando o equipamento!

Se alguém tiver uma ideia mágica que atinja a sincronização verdadeira de forma barata, ainda estou aberto a sugestões.

Para finalizar, mencionarei uma estratégia que não funcionou nos meus testes. E esse é o único neste site: http://3dfilmfactory.com/index.php?option=com_content&view=article&id=93:gen-lock-canon-5d-mark-ii-cameras-and-shoot-3d

É verdade que temos hardware diferente, Canon 60Ds, e tivemos lançamentos de obturador sem fio de marca muito baratos. No entanto, não tenho motivos para pensar que eles causaram alguma diferença perceptível na configuração do link. Configurei testes usando um dispositivo de LED, como Bokan sugeriu em sua resposta, e a diferença média na sincronização caiu apenas cerca de 1 ms depois de usar o disparador do obturador sem fio em comparação com os testes de controle e, às vezes, piorava. Não fiz nenhuma análise estatística, mas suspeito que não seria significativo em comparação com o acaso. Eu acho que é muito provável que a 3D Film Factory não estivesse gravando material em que notaria o problema de sincronização ou seu hardware mais caro fornecesse um resultado um pouco mais confiável que ainda não é mensurável. Escalando para mais de 2 câmeras, eu

No entanto, usando o disparador remoto faz redefinir o vídeo. Se você usar o botão 'gravar' nas câmeras (ou no controle remoto), ele simplesmente começará a salvar as imagens que já estão sendo processadas. Em outras palavras, se você medir a sincronização em vários testes diferentes sem desligar a câmera, tirar uma foto ou deixá-la entrar no modo de economia de energia, a sincronização será a mesma. Você pode incorporar esse mecanismo ao número de abordagem (2) acima: em vez de ligar e desligar as câmeras, as câmeras poderiam tirar fotos até que os sinais vsync estivessem alinhados. Seria um dispositivo interessante, mas nunca conseguimos realmente construí-lo.

Obrigado novamente por todas as sugestões. Espero que um dia alguém ache isso útil, e os meses que perdi tentando resolvê-lo economizarão um pouco de tempo!

Eu fiz fotos DSLR de 4 câmeras com equipamento Nikon (D7000 e D3S). Para as nossas fotos, simplesmente fizemos um clapstick depois de todas as câmeras rodarem E logo antes do corte, então tivemos dois pontos de sincronização. Nosso tiro mais longo durou cerca de 18 minutos, e não houve desvio perceptível na sincronização no sistema de postagem. Embora o genlock seja o caminho PREFERIDO, descobri que muitos equipamentos digitais estão ~ próximos o suficiente ~ (diabos, gravei um videoclipe com a reprodução de um CD boombox e uma câmera de velocidade constante (sem controle de cristal) motor e foi ligado.

Para algo em menos de um minuto, como o seu projeto parece, estou bastante confiante de que você não precisará se preocupar com a sincronização.

Basta pegar uma tábua de passar, certifique-se de que todas as câmeras possam vê-la com clareza e em EXECUÇÃO, depois bata nela. Sem cortar, basta reposicionar o foco e a distância focal para onde você precisa para a foto. Capture a foto e, novamente, sem cortar, diminua o zoom para onde todas as oito câmeras possam ver o clapstick e bater palmas. Então você pode cortar suas câmeras. Sincronize os quadros onde o clapstick atinge as 8 fotos, e viola.

Boa sorte!

Se sua pesquisa envolver alguma análise de movimento, considere fotografar com FPS alto. Você obterá uma melhor sincronização por padrão, pois o erro de sincronização não pode exceder o intervalo de tempo entre dois quadros.

Filmar em alta taxa de quadros em alta resolução custa muito, mas você pode trocar a resolução por FPS em câmeras baratas (como câmeras esportivas). A resolução geralmente é menos importante do que pensamos. A visão por computador tem precisão de subpixels. Se você mover um objeto branco sobre um fundo preto, a borda ficará com um atalho (cinza). Se o seu software levar em conta esses tons de cinza, teoricamente é possível obter uma precisão de 1/256 pixels de largura. Mas, para que isso funcione, é necessário ter dados descompactados, pois a quantificação da compressão compacta as cores e, portanto, altera as informações.

Para uma solução de sincronização barata, posso pensar nisso:

• ligar todos os botões de partida eletricamente
• crie um pequeno dispositivo led com vários leds exibindo um tempo preciso em binário (um led por bit), mostre esse dispositivo para cada câmera e sincronize manualmente as fotos. Tipo de palmas avançadas.

A diferença de sincronização pode ser tratada no lado do software. Se você estiver estudando o movimento, poderá analisá-lo em 2D para cada câmera e interpolar os resultados de uma câmera para adivinhar qual era a posição no momento capturada pela outra câmera. Pergunte se isso não está claro para você.

Essa compensação de software é definitivamente o caminho a percorrer. Especialmente se você tiver que compensar também o efeito do obturador de rolamento que a maioria das câmeras possui. A parte superior do quadro é filmada ligeiramente antes da parte inferior do quadro.

Eu acho que a solução é bastante simples, segure um cronômetro grande na frente de duas câmeras nos primeiros segundos; durante a edição pode ser facilmente sincronizado. Eu usei esses métodos, funcionando bem.