Rolling Shutter bei GoPros, ein Erklärungsversuch. 2015.

Hast du dich jemals gefragt, warum deine GoPro Videos, an einem schönen Sommertag mit dem Copter aufgenommen, eine seltsam zitternde Verzerrung aufweisen? Hier ist eine Erklärung:

Weil die GoPro Kameras keine Blende besitzen, regeln sie die Belichtung nur über den shutterspeed, also die Belichtungszeit. Das führt zu absurd kurzen Belichtungszeiten von 1/2000-1/5000sek. an sonnigen Tagen, genau dann, wenn man gerne mit dem Copter fliegt. Zum Vergleich: bei klassischen Filmaufnahmen liegt die Belichtungszeit eher zwischen 1/25-1/100sek. Die kurze Belichtungszeit wird zum Problem, sobald die GoPro, so wie am Multicopter, Vibrationen ausgesetzt ist. Man stelle sich vor, wie der Sensor jeden Pixel ausliest, Zeile für Zeile, 1080 Zeilen in 1/2000 Sekunde (bei fullHd). Selbst die kleinste Positionsveränderung bewirkt, das Zeilen übersprungen werden – mehrere Pixelzeilen lesen also die gleiche Bildinformation, was die Ursache für die auch Jello genannte Bildstörung ist. Sobald man in dunklerer Umgebung fliegt, zum Beispiel bei bedecktem Himmel oder in Gebäuden, ist der Jello-Effekt verschwunden – die Verringerung der Helligkeit bewirkt eine Verlängerung der Belichtungszeit und eliminiert die störenden Effekte. Genau dieses Prinzip nutzen wir, um auch an hellen Tagen jellofreie Aufnahmen zu erzielen.

GoPro’s brauchen Sonnenbrillen!

Die Lösung sind Pol- oder ND-Filter. Sie funktionieren ähnlich wie eine Sonnenbrille und reduzieren die Anzahl von Photonen, die den Sensor erreichen. Ich nutze am liebsten Polfilter – sie blocken das Licht von reflektierenden Oberflächen und erhöhen so den Kontrast und die Sättigung der Aufnahmen. (Beachte: Unterschiede zwischen zirkularen und linearen Filtern!) Ein Polfilter reduziert das Licht, das auf den Sensor trifft um etwa 75%. Damit vervierfacht sich die Belichtungszeit. An sehr hellen Tagen empfiehlt sich die Nutzung eines guten ND-Filters, der abhängig von seiner Stärke zum Beispiel auch eine Verachtfachung der Belichtungszeit erlaubt. ND-Filter gibt es in verschiedenen Stärken. Um die besten Resultate zu erzielen, gilt es, abhängig von der Lichtsituation den geeignetsten Filter auszuwählen, diese manchmal auch zwischen den Flügen zu wechseln.

DIY?

Das Nutzen von Filtern in Kombination mit einem Gimbal ist nicht immer einfach, schließlich ist für eine gute Stabilisierung das Ausbalancieren der Kamera im Gimbal unerlässlich. Diese feine Balance wird durch die Installation eines Filters jedoch empfindlich gestört – insofern empfiehlt es sich, möglichst leichte Filter zu verwenden. Um auf optischer Seite keine Abstriche machen zu müssen, habe ich beschlossen, eigene Filter zu konstruieren. Ich habe ein Set verschiedener Filter für Camcorder bestellt und die Filter von ihrer schweren Fassung befreit. Anschließend habe ich ein 25/23mm CFK-Rohr gekürzt und am vorderen Rand einen dünnen Plastikstreifen geklebt, um auf Durchmesser des Filters zu kommen. Darauf klebt ein superleichter Streifen aus Depron und hält das Filterglas in Position. Der Kohlefaserring passt perfekt auf das Linsengehäuse der GoPro 4. Meines Wissens nach, mit 4,2 Gramm, der weltweit leichteste ND-Filter für nackte GoPros.

Viel Erfolg und Grüße aus Köln, Robert Zimmermann.