Bewegungsinterpolation - Motion interpolation

Vergleich eines verlangsamten Videos ohne Interframe-Interpolation (links) und mit Bewegungsinterpolation (rechts).

Bewegungsinterpolation oder bewegungskompensierte Frame-Interpolation ( MCFI ) ist eine Form der Videoverarbeitung, bei der zwischen vorhandenen Animationsframes mittels Interpolation Zwischenanimationsframes erzeugt werden , um die Animation flüssiger zu machen, die Bewegungsunschärfe der Anzeige zu kompensieren und für gefälschte Zeitlupeneffekte .

Hardwareanwendungen

Anzeigen

Die Bewegungsinterpolation ist eine gängige optionale Funktion verschiedener moderner Anzeigegeräte wie HDTVs und Videoplayer, die darauf abzielt, die wahrgenommene Bildrate zu erhöhen oder die Bewegungsunschärfe der Anzeige zu verringern , ein häufiges Problem bei LCD -Flachbildschirmen .

Unterschied zur Anzeige-Framerate

Die Framerate einer Anzeige entspricht nicht immer der des angezeigten Inhalts. Mit anderen Worten, eine Anzeige, die zu einer hohen Bildrate fähig ist oder mit dieser betrieben werden kann, bedeutet nicht notwendigerweise, dass sie eine Bewegungsinterpolation durchführen kann oder muss. Ein Fernseher, der beispielsweise mit 120 Hz läuft und 24 FPS-Inhalte anzeigt, zeigt einfach jeden Inhaltsrahmen für fünf der 120 Anzeigebilder pro Sekunde an. Dies hat keine Auswirkung auf das Bild, außer dass der 3:2-Pulldown und damit das Filmruckeln ganz selbstverständlich entfallen (da 120 gleichmäßig durch 24 teilbar ist). Das Eliminieren von Ruckeln führt zu einer Bewegung, die weniger "sprunghaft" ist und der eines Theaterprojektors entspricht . Bewegungsinterpolation kann verwendet werden, um Ruckeln zu reduzieren, ist aber dafür nicht erforderlich.

Beziehung zur beworbenen Display-Framerate

Die beworbene Framerate einer bestimmten Anzeige kann sich entweder auf die maximale Anzahl von Inhaltsframes beziehen, die pro Sekunde angezeigt werden können, oder auf die Häufigkeit, mit der die Anzeige in irgendeiner Weise aktualisiert wird, unabhängig vom Inhalt. Im letzteren Fall kann das tatsächliche Vorhandensein oder die Stärke einer beliebigen Bewegungsinterpolationsoption variieren. Darüber hinaus bedeutet die Fähigkeit eines Displays, Inhalte mit einer bestimmten Framerate anzuzeigen, nicht, dass das Display in der Lage ist, Inhalte zu akzeptieren, die mit dieser Rate ausgeführt werden; Die meisten Consumer-Displays über 60 Hz akzeptieren kein höherfrequentes Signal , sondern nutzen stattdessen die zusätzliche Frame-Fähigkeit, um Ruckeln zu beseitigen, Geisterbilder zu reduzieren oder interpolierte Frames zu erzeugen.

Als Beispiel kann ein Fernseher mit "240 Hz" beworben werden, was eines von zwei Dingen bedeuten würde:

  1. Der Fernseher kann nativ 240 Bilder pro Sekunde anzeigen und eine erweiterte Bewegungsinterpolation durchführen, die zwischen 2 und 8 neue Bilder zwischen vorhandenen einfügt (für Inhalte mit 60 FPS bzw. 24 FPS). Bei aktivem 3D würde diese Framerate halbiert.
  2. Der Fernseher ist nativ nur in der Lage, 120 Bilder pro Sekunde anzuzeigen, und eine einfache Bewegungsinterpolation, die zwischen 1 und 4 neue Bilder zwischen bestehenden einfügt. Typischerweise ist der einzige Unterschied zu einem „120 Hz“ TV in diesem Fall ist die Zugabe eines strobing Hintergrundbeleuchtung , die flackert bei 240 Hz, sofort nach jeder 120 Hz Rahmen ein- und ausgeschaltet. Der Zweck einer stroboskopischen Hintergrundbeleuchtung besteht darin, die scheinbare Reaktionsrate zu erhöhen und somit Geisterbilder zu reduzieren, was insgesamt zu einer gleichmäßigeren Bewegung führt. Diese Technik hat jedoch nichts mit der tatsächlichen Framerate zu tun. Für aktives 3D wird diese Framerate halbiert, und es wird typischerweise keine Bewegungsinterpolation oder Pulldown-Funktionalität bereitgestellt. 600 Hz ist eine oft beworbene Zahl für Plasma-TVs , und obwohl sie technisch korrekt ist, bezieht sie sich nur auf eine Reaktionszeit zwischen den Bildern von 1,6 Millisekunden. Dies kann Geisterbilder deutlich reduzieren und somit die Bewegungsqualität verbessern, hat aber nichts mit Interpolation und Inhalts-Framerate zu tun. Es gibt weder Consumer-Filme, die mit 600 Bildern pro Sekunde gedreht wurden, noch TV-Prozessoren , die 576 interpolierte Bilder pro Sekunde erzeugen können.

Softwareanwendungen

Videowiedergabesoftware

Bewegungsinterpolationsfunktionen sind in mehreren Videoplayer-Anwendungen enthalten.

  • WinDVD verwendet Trimension DNM von Philips für die Frame-Interpolation.
  • PowerDVD verwendet TrueTheater Motion für die Interpolation von DVD- und Videodateien mit bis zu 72 Bildern/s.
  • Splash PRO verwendet die Mirillis Motion²-Technologie für bis zu Full HD-Videointerpolation.
  • DmitriRender verwendet einen GPU-orientierten Algorithmus zur Bildratenkonvertierung mit nativer DXVA-Unterstützung für die Bildinterpolation.
  • Bluesky Frame Rate Converter ist ein DirectShow-Filter, der die Bildrate mit AMD Fluid Motion umwandeln kann.
  • SVP (SmoothVideo Project) ist standardmäßig in MPC-HC integriert ; Die kostenpflichtige Version kann mit mehr Spielern, einschließlich VLC, integriert werden .

Videobearbeitungssoftware

Einige Videobearbeitungsprogramme und Plugins bieten Bewegungsinterpolationseffekte, um digital verlangsamte Videos zu verbessern . FFmpeg ist ein kostenloses, nicht interaktives Software -Tool mit einer solchen Funktionalität. Adobe After Effects hat dies in einer Funktion namens "Pixel Motion". Das Effekt-Plugin "Twixtor" ist für die meisten großen Videobearbeitungsprogramme verfügbar und bietet ähnliche Funktionen.

Virtuelle Realität

Am 6. Oktober 2016 gab Oculus VR bekannt, dass es die Verwendung von Bewegungsinterpolation auf dem Oculus Rift Virtual-Reality-Headset durch die Implementierung von Funktionen wie Asynchronous SpaceWarp und Asynchronous TimeWarp ermöglichen wird . Dadurch konnte das Gerät auf Computern verwendet werden, deren Spezifikationen nicht hoch genug sind, um das Headset mit 90 Bildern pro Sekunde zu rendern.

Nebenwirkungen

Visuelle Artefakte

Die Bewegungsinterpolation bei bestimmten Fernsehgeräten wird manchmal von visuellen Anomalien im Bild begleitet, die von David Carnoy von CNET als "kleiner Riss oder Glitch" im Bild beschrieben werden, der für den Bruchteil einer Sekunde erscheint. Er fügt hinzu, dass der Effekt am deutlichsten ist, wenn die Technologie bei einem schnellen Kameraschwenk plötzlich einsetzt. Hersteller von Fernsehern und Displays bezeichnen dieses Phänomen als eine Art digitales Artefakt . Aufgrund der Verbesserung der zugehörigen Technologie im Laufe der Zeit treten solche Artefakte bei modernen Consumer-Fernsehern seltener auf, obwohl sie noch vollständig beseitigt werden müssen "die Artefakte treten häufiger auf, wenn die Lücke zwischen den Bildern größer ist".

Seifenoper-Effekt

Als Nebenprodukt der wahrgenommenen Erhöhung der Bildrate kann die Bewegungsinterpolation einen "Video"-(im Gegensatz zu "Film")-Look einführen. Dieser Look wird allgemein als " Soap Opera Effect " ( SOE ) bezeichnet, in Anlehnung an das unverwechselbare Erscheinungsbild der meisten Fernseh- Seifenopern oder Multicam- Sitcoms vor den 2000er Jahren , die normalerweise mit weniger teurem 60i- Video statt Film gedreht wurden. Viele beschweren sich, dass der Soap-Oper-Effekt den theatralischen Look von Filmwerken ruiniert , indem er den Anschein erweckt, als ob der Zuschauer entweder am Set wäre oder einen Blick hinter die Kulissen sähe . Fast alle Hersteller bieten Möglichkeiten zum Deaktivieren der Funktion, aber da Methoden und Terminologie unterschiedlich sind, schlug die UHD Alliance vor, dass alle Fernseher eine "Filmmaker Mode" -Taste auf der Fernbedienung haben, um die Bewegungsglättung zu deaktivieren.

Ein zusätzlicher Schritt im Soap Opera-Effekt (links) und ohne (rechts), sehen Sie sich beide Clips im Vollbildmodus an und sehen Sie, wie sie auf einem Videoprojektor erscheinen. Die schnellen Schwenks auf der linken Seite sehen aus wie eine Stop-Motion-Animation. Viele Leute hassen diesen Effekt, manche lieben ihn und andere bemerken ihn nicht. Ich liebe es, und deshalb sieht man in meinen Videos viele Nebenwirkungen.

Sportbeobachter schätzen die Bewegungsinterpolation, da sie die Bewegungsunschärfe reduziert, die durch Kameraschwenks und verwackelte Kameras erzeugt wird , und so eine bessere Klarheit solcher Bilder liefert. Es kann auch verwendet werden, um die scheinbare Framerate von Videospielen für ein realistischeres Gefühl zu erhöhen , obwohl das Hinzufügen einer Anzeigeverzögerung ein unerwünschter Nebeneffekt sein kann. Dieser „Video - Look“ wird bewusst durch die erstellte VidFIRE Technik Archiv Fernsehprogramm wiederherstellen , die nur als Film überlebt telerecordings . Die Hauptunterschiede zwischen einer künstlich (interpolierten) und natürlich (in der Kamera) hohen Bildrate bestehen darin, dass die kamerainterne keine der oben genannten Artefakte unterliegt, genauere (oder "lebensechte") Bilddaten enthält und mehr erfordert. Speicherplatz und Bandbreite, da Frames nicht in Echtzeit produziert werden. 

Siehe auch

Verweise

Externe Links