Wenn Videoproduktionsprofis auf LED-Deckenbeleuchtung umsteigen, erleben sie oft die gleiche unangenehme Überraschung: Bei der Betrachtung mit voller Auflösung zeigen Filme, die unter Lichtern aufgenommen wurden, die für das bloße Auge vollkommen ruhig erscheinen, rhythmische Streifen, Stroboskopeffekte oder Belichtungsschwankungen. Für das Problem, nämlich die zeitliche Lichtmodulation, ist direkt das Strommanagement des LED-Treibers verantwortlich. Um das Beste auszuwählenLED-LattenleuchteFür einen Studiobetreiber, Podcast-Moderator, Unternehmensfilmer oder Content-Produzenten, der einen speziellen Produktionsbereich mit Dachlatten ausstattet, ist es notwendig, fünf verschiedene technische Faktoren zu verstehen, die in typischen Leuchtendatenblättern selten hervorgehoben werden. In diesem Tutorial wird erläutert, was diese Anforderungen sind, nach welchen Zahlen Sie fragen müssen und wie Sie diese vor einer Transaktion bestätigen können.
Die Gründe für das Kameraflackern von LED-Lichtleisten
Pulsweitenmodulation (PWM), eine Technologie, die die LED mit einer vorgegebenen Frequenz schnell zwischen vollständig ein und vollständig aus schaltet, um ein gedimmtes Erscheinungsbild zu erzielen, wird zum Dimmen der meisten weißen LED-Beleuchtungen verwendet, die für den breiten kommerziellen Einsatz bestimmt sind. Der Prozentsatz der im „Ein“-Zustand verbrachten Zeit (der Arbeitszyklus) korreliert mit der wahrgenommenen Helligkeit. Bei PWM-Frequenzen unter etwa 100 Hz erscheint Flimmern für das menschliche Auge als Stroboskopeffekt. Die meisten Menschen können es zwischen 100 Hz und 1,25 kHz nicht sehen, aber Kameras können es trotzdem erkennen, insbesondere bei höheren Bildraten oder in Verbindung mit bestimmten Verschlusszeiten. Quellen mit 100 % Modulationstiefe, wie etwa PWM-Dimmer, werden in der Regel ab 1,25 kHz akzeptabel, obwohl restliche stroboskopische Effekte auf bewegte Objekte noch bis zu 3 kHz und möglicherweise höher denkbar sind.
Das Vorhandensein von Streifenbildung im Video wird durch die Beziehung zwischen der PWM-Frequenz und der Verschlusszeit der Kamera bestimmt. Die Kamera zeichnet verschiedene Teile des Ein-/Ausschaltzyklus der LED in unterschiedlichen Bildern auf, wenn der PWM-Zyklus und der Verschlusszyklus der Kamera nicht perfekt synchron sind oder ein ganzzahliges Verhältnis aufweisen. Dies führt zu Bildern mit unterschiedlicher Helligkeit und den markanten rollenden Streifen oder einer flackernden Belichtung, die ansonsten klare Aufnahmen ruinieren. Das Problem verschärft sich bei Videos mit hoher {{4}Bildrate- (120 fps, 240 fps oder höher für Zeitlupenanwendungen), da Frequenzabweichungen aufgrund der kürzeren Lücke zwischen den Bildern häufiger auftreten.
Das besondere Risiko bei Kameras: Hohe Verschlusszeiten und Bildraten
Bei Geräten, die mit 500-Hz-PWM betrieben werden, einer Frequenz, die häufig als „flackerfrei“ beworben wird, um das menschliche Auge zu schonen, kann es zu Problemen bei Standardübertragungsvideos mit 24 oder 30 Bildern pro Sekunde kommen. Da die Kamera 120 Bilder pro Sekunde aufnimmt, die jeweils über ein relativ kurzes Verschlussfenster integriert werden, ist 500-Hz-PWM für Hochgeschwindigkeitsvideos mit 120 Bildern pro Sekunde immer noch unzureichend. Lichtexperten, die sich auf Kino- und Fotoanwendungen spezialisiert haben, empfehlen die Verwendung von LED-Treibern mit PWM-Frequenzen von mindestens 25.000 Hz (25 kHz). Diese Frequenz eliminiert das sekundäre Problem des durch PWM-induzierten Brummens von Treiberkomponenten und liegt außerhalb des menschlichen Hörbereichs, sodass selbst Anwendungen mit hoher -Bildrate-und hoher-Verschlusszeit-frei von visuellen Modulationseffekten sind.
Die fünf Faktoren, die die Flickerleistung beeinflussen
Die Eignung der LED-Leiste für Videoproduktionsanwendungen wird durch fünf technische Kriterien bestimmt.
1. PWM-Dimmfrequenz: mindestens 25 kHz
Der wichtigste Bedarf an Kamerasituationen ist dieser. Bei fast allen realistischen Kombinationen aus Bildrate und Verschlusszeit in der professionellen Videoproduktion entfernt ein Treiber mit 25 kHz oder mehr sichtbares Kameraflimmern. Geräte, die mit PWM-Frequenzen zwischen 200 und 400 Hz verkauft werden, sind sowohl für den Sehkomfort des Menschen als auch für den breiten kommerziellen Einsatz geeignet, können jedoch bei der Aufnahme durch Hochgeschwindigkeitskameras Artefakte verursachen. Die PWM-Frequenz sollte immer im Datenblatt des Treibers erfragt werden und nicht im Datenblatt der Leuchte, wo diese Informationen häufig fehlen.
2. Flimmeranteil: Weniger als oder gleich 5 %
Die Amplitude der Lichtleistungsmodulation wird durch Percent Flicker (PF) gemessen. Hierbei handelt es sich um einen Prozentsatz, der das Verhältnis der Differenz zwischen maximaler und minimaler Helligkeit zu ihrer Gesamthelligkeit darstellt. Eine Zahl von 100 % bedeutet, dass die Quelle in jedem Zyklus von vollständig eingeschaltet zu vollständig ausgeschaltet wechselt, während ein Wert von 0 % bedeutet, dass die Ausgabe völlig konstant ist. Der objektive Schwellenwert für Videoumgebungen ist ein PF von 5 % bei jeder Frequenz unter 200 Hz; Dies entspricht der Klassifizierung „flimmerfrei“, die in den kalifornischen Bauvorschriften nach Titel 24 verwendet wird, die nach wie vor zu den strengsten Flimmeranforderungen für gebaute Umgebungen weltweit zählen. Es ist zu beachten, dass der Leistungsfaktor allein nicht ausreicht: Eine Quelle mit 10 % Modulation bei 50 Hz ist problematisch, eine Quelle mit 100 % Modulation bei 30 kHz ist jedoch sowohl für die Kamera-sicher als auch für den Menschen-sicher. Häufigkeit und PF müssen immer zusammen bewertet werden.
3. SVM (Stroboskopische Sichtbarkeitsmessung): < 0,4
Der Stroboskopeffekt oder die Möglichkeit, dass sich bewegende Objekte unter flackerndem Licht zu stottern, einzufrieren oder Geisterbilder zu erzeugen scheinen, wird mit SVM, einer Wahrnehmungsmetrik, gemessen. Im Bereich von 80 Hz bis 2 kHz, wo stroboskopische Effekte physiologisch am aktivsten sind, werden Modulationstiefe und -frequenz berücksichtigt, die mit der Empfindlichkeit des menschlichen visuellen Systems gewichtet sind. Die Sichtbarkeitsschwelle des durchschnittlichen Beobachters wird durch einen SVM-Wert von 1,0 dargestellt; Werte über 1,0 weisen auf beobachtbare stroboskopische Artefakte hin. Das Ziel für Videostudios und Rundfunksituationen ist SVM kleiner oder gleich 0,4, was einen erheblichen Puffer gegen stroboskopische Effekte sowohl für sich bewegende Motive, die von der Kamera aufgenommen werden, als auch für menschliche Bewohner bietet. Für hochpräzise Industriearbeiten, die Spinnausrüstung erfordern, wird diese Stufe ebenfalls empfohlen.
4. Farbwiedergabe: R9 größer oder gleich 50, CRI größer oder gleich 90
Nur wenn die Lichtquelle alle Spektralkomponenten eines Motivs präzise abbildet, können Videokameras Farben erfassen und wiedergeben. Hauttöne, Kleidungsfarben, Produkttöne und Umgebungsaspekte werden alle originalgetreu nachgebildet, um das Aussehen des Motivs bei natürlichem Licht widerzuspiegeln, wenn der CRI 90 oder mehr beträgt. Das ideale Kriterium ist ein CRI von 95 oder höher mit R9 (Tiefrotwiedergabe) > 50 für Studiosituationen, in denen die Farbtreue ein Produktionswert ist, wie etwa bei Interviews, Produktpräsentationen und kosmetischen Anwendungen. Ein weiterer Grund, warum die Treiberqualität bei der Auswahl von Studioleuchten wichtig ist, besteht darin, dass Phosphor-LEDs mit hohem -CRI in der Regel ein etwas sorgfältigeres Treiberdesign erfordern, um beim Dimmen einen konstanten CCT aufrechtzuerhalten. Für professionelle Broadcast-Anwendungen wird ein TLCI von 90+ empfohlen. TLCI (Television Lighting Consistency Index) ist eine Begleitstatistik, die sich immer größerer Beliebtheit erfreut und insbesondere auf die Reaktion von Fernsehkameras abgestimmt ist.
5. UGR < 19
Das Unified Glare Rating (UGR) misst, wie unangenehm Blendung für Personen ist, die sich in einem hellen Bereich aufhalten. Ein UGR von weniger als oder gleich 19 reduziert das Schielen, Pupillenreflexe, die sich auf die Kamerafokussierung auswirken, und Unbehagen bei langen Sitzungen in einer Studioumgebung, in der Darsteller, Moderatoren oder Motive unter Deckenlichtern positioniert sind und Kameraleute die Monitore genau beobachten müssen. Die Helligkeitsverteilung des Lichts, die Geometrie des Raums und das Reflexionsvermögen von Oberflächen beeinflussen alle den UGR; Dennoch bietet der im Datenblatt einer Leuchte angegebene UGR-Wert, der häufig für eine bestimmte Raumbedingung angegeben wird, eine hilfreiche Vergleichsbasis.
Der Architekturunterschied zwischen PWM-Dimm- und Konstantstromtreibern
Das Dimmen mit konstanter Stromreduzierung (CCR), oft auch als analoges Dimmen bezeichnet, ist eine Alternative zum PWM-Dimmen, bei dem die LED-Helligkeit verringert wird, indem der Treiberstrom gesenkt wird, anstatt ihn ein- und auszuschalten. Per Definition erzeugt CCR eine Nullmodulation bei der Antriebsfrequenz; Bei allen Dimmstufen ist die Leistung wirklich konstant. Der Nachteil besteht darin, dass CCR bei sinkendem Strom eine geringfügige Änderung des CCT hervorruft (LEDs werden bei reduziertem Strom wärmer), was in Studioumgebungen, in denen die Farbe entscheidend ist, zu Kalibrierungsproblemen führen kann. Bestimmte hochwertige LED-Treiber verwenden eine Hybridtechnik, die von analogem Dimmen bei höheren Lichtstärken, wenn die CCT-Änderung spürbar ist, auf Hochfrequenz-PWM (größer oder gleich 25 kHz) bei niedrigeren Stufen umschaltet, bei denen die CCT-Verschiebung von CCR stärker spürbar ist. Es ist entscheidend zu wissen, welche Dimmtopologie der Treiber verwendetStudiolattenbefestigungendie während einer Produktion farblich-angepasst und gedimmt wird.
