CMOS: wobble - el efecto gelatina -

Despues de algunos tropiezos con la estabilización de video y de intentar en vano mejorar algunos resultados he llegado al fondo del asunto: El "efecto gelatina", tambien conocido como "wobble", "jello effect", o simplemente el "rolling shutter" característicos de los sensores CMOS.

¿De que estamos hablado?
Ya he comentado alguna vez en el blog el temblor que en algunos videos se produce despues de estabilizar. Lo achacaba al principio a una lente que deformaba demasiado la imagen, y aunque a lo mejor eso tambien ayuda, el principal culpable es el sensor CMOS responsable de la adquisición de imágenes en algunas de las cámaras de video y de fotos que hay en el mercado.

Para empezar, veamos un ejemplo bastante claro:



¿Porqué?... CCD frente a CMOS

Los sensores utilizados por las cámaras suelen ser del tipo CCD ó del tipo CMOS. Son tecnologías bastante diferentes con sus ventajas e inconvenientes pero, para el caso que nos trae, la diferencia es que el primero usa un "obturador total" (global shutter) y el segundo un "obturador de cortinilla" (rolling shutter).

Esto significa que en un CCD el sensor de imagen "escanea" toda la imagen en el mismo instante de tiempo (toda a la vez), mientras que un CMOS "escanea" la imagen línea a linea, de arriba a abajo, por ejemplo, de manera que desde que graba la primera línea hasta que graba la última de cada fotograma puede llegar a pasar hasta 1/30 segundos, y en este tiempo, aunque sea muy poco... el sujeto o la cámara pueden haberse movido.

Mirad este video de una moneda girando y un CMOS de buena calidad pero incapaz de "fotografiar" toda la moneda en el mismo instante de tiempo:

No es un problema de calidad de cámara. Es simplemente que las CMOS no son apropiados para grabar movimientos rápidos. Mirad este VIDEO comparativo de dos cámaras gemelas donde la diferencia es solo el sensor de imagen.

Efecto sobre una MTB

Un video helmetcam se caracteriza por movimientos bruscos de la cámara. Muchos videos sin estabilizar aparecen completamente agitados. (en mi opinión imposible verlos correctamente). Ahí ni se ve el efecto gelatina ni ningun otro... simplemente se ve todo movido. Pero un proceso de estabilización, por ejemplo con el SteadyHand, es capaz de corregir el movimiento, recolocando los fotogramas... pero es incapaz de corregir el "wobble". No está preparado para estirar o encoger la imagen.

Un caso concreto de dos fotogramas, (parciales pero sin escalar), casi seguidos tomados de mi último video:

Los fotogramas estan separados por 2/30 segundos (esto es... sólo otro fotograma por medio) En el primero la cámara estába moviéndose hacia abajo lo que tuvo como resultado que la imagen aparece "estirada" mientras que una fraccion de tiempo despues la cámara vibraba hacia arriba, con lo que la misma imagen (prácticamente) aparece "comprimida". En el video, aunque no de forma exagerada se nota el efecto gelatina.

Hay formas de corregirlo pero no debe ser fácil con un video complejo. Aqui se ve un caso muy sencillo. Aunque la calidad es bastante pobre, se aprecia bien la idea:

Tambien es cierto que algunas cámaras CMOS pueden, mediante su propia electrónica, corregir al menos parcialmente el wobble. Por ejemplo, la POV.1 usa un sensor CMOS con "electronic global shutter" y parece que no lo hace mal, porque no he detectado el efecto gelatina, ni siquiera despues de estabilizar los videos.

Y todo este rollo, ¿para que?
Quien esté pensando en una cámara para helmetcam en una MTB para uso , digamos... off-road, debería tenerlo claro:
O la cámara esta especialmente preparada para resolver el efecto rolling shutter o mejor huir de los sensores CMOS. Si se está pensando en grabar sólo por carreteras o caminos lisos y pasar de estabilizacion pues bueno... vale, se admite CMOS como animal de compañía.

Seguro que hay mucho que debatir sobre esto... nos vemos en los Comentarios.

El que se haya quedado con ganas puede tener mas información AQUI. En ingles pero con algunos gráficos bastante ilustrativos.