DreamVideo è un digital magazine mensile con focus specifico sulla produzione e post-produzione video, rivolto a videomaker e filmmaker, che siano professionisti o semplici appassionati.    |     Anno XIV nr.169-2024    |     ISSN 2421-2253

Le telecamere broadcast (6)

 

Il processamento del segnale video all'interno di una telecamera e relative circuitazioni può essere diviso in quattro parti principali:

  1. Processazioni che consentono alla camera di adattarsi alle normali variazioni di illuminazione della scena e al contenuto della scena.
     

  2. Processazioni che consentono di correggere errori eventualmente provocati dall'ottica e dal sistema ottico.
     

  3. Processazioni che consentono di correggere la dinamica limitata del segnale video.
     

  4. Processazioni che consentono di introdurre una correzione di pre-enfasi non lineare detta "Afte gamma" per adattare il segnale prodotto alla dinamica dei CRT (monitor e TV).

Gli stadi di processazione sviluppano le operazioni descritte qui di seguito.

Black level - Auto black set

Il livello residuo di un CCD corrisponde all'assenza di luce o nero puro. Questa corrente che descrive un nero è la conseguenza della mobilità degli elettroni la cui mobilità aumenta all'aumentare della temperatura. La corrente che descrive il nero viene determinata attraverso la corrente in uscita da un pixel (singolo elemento sensibile) del CCD dedicato a questa funzione che pur funzionando come gli altri  viene mascherato sempre in modo che non riceva mai luce. La corrente in uscita da questo pixel servirà di riferimento per determinare il valore del nero anche per gli altri pixel. In ogni caso esiste sempre una regolazione di guadagno/perdita overall della camera con il quale è possibile settare manualmente o da memoria il valore generale del nero della camera al valore desiderato.

N.B. Le raccomandazioni dell'EBU (European Broadcasting Union) consigliano di posizionare il nero della camera non a 0V ovvero esattamente identico al nero di Barre Colore EBU ma bensì di "farlo appoggiare sopra al piedistallo del nero del segnale video" ovvero il nero della camera deve essere discriminabile dal nero di Blaking del Front Porch e Back Porch della linea orizzontale video. Deve essere "un niente al di sopra" ? "farlo appoggiare sopra". Ovviamente per stimare ed eseguire questa taratura del nero serve strumentazione dedicata come ad esempio un oscilloscopio o una coppia TEK 1721-1731. Il controllare il livello di Autoblack della camera strumentalmente a maggior ragione per una camera ENG/EFP (per le camere da studio viene fatto nel daily set up automatico della camera) può essere fatto periodicamente ma deve comunque essere fatto e con la maggiore frequenza possibile. Non eseguendo questo controllo strumentalmente le prestazioni totali della camere potrebbero andare facilmente in deriva senza che non si abbia alcun sentore di questo salvo l'osservare immagini prodotte che risulterebbero per contrasto non proprio quelle che ci si sarebbe aspettato. 

Esistono sempre in una camera broadcast settaggi separati per il livello del nero rispetto a R, G e B. Questo permette di settare l'esatto valore del nero, canale per canale, onde ottenere un nero esente da dominanti colore anche minime. Questa funzione è normalmente chiamata "Black Balance" e deve essere eseguita secondo la procedura prevista dal costruttore della camera.

Shading

Le circuitazioni di regolazioni preposte al set-up dello "shading" servono a compensare gli errori prodotti dall'ottica e dal sistema ottico della camera, CCD compresi, nel riprodurre i 3 colori RGB in modo uniforme su tutta la superficie dell'immagine rilevata in modo da ottenere una escursione del colore da nero sino al bianco senza dominanti. In una camera broadcast sono normalmente presenti regolazioni di shading sia verso il nero che verso il bianco, rispetto a una lettura orizzontale dell'immagine, rispetto alla lettura verticale dell'immagine con regolazioni per ognuno dei 3 canali.

Quindi in totale sono normalmente presenti:

  • 3 regolazioni di black shading rispetto all'orizzontale

  • 3 regolazioni di black shading rispetto al verticale

  • 3 regolazioni di white shading rispetto all'orizzontale

  • 3 regolazioni di white shading rispetto al verticale

In funzione della sofisticazione delle circuitazioni della camera possono essere presenti anche regolazioni di shading rispetto a somma di geometrie o per zone.

Nelle camere ENG/EFP le regolazioni di shading possono essere manuali a trimmer o da controllo numerico e memorizzabili. Nelle camere da studio normalmente le regolazioni di shading vengono fatte in modo numerico e memorizzabile sul Master Set UP delle camere presenti in studio. Queste regolazioni di shading devono essere fatte disponendo di strumentazione dedicata, seguendo le procedure del costruttore e da parte di personale in possesso del know-how necessario.

Le tarature di Black Shading e White Shading sono molto importanti e sono determinanti nell'ottenere una risposta oggettiva nella riproduzione del colore da parte della camera.




Flare correction

I circuiti preposti alla Flare Correction consentono una correzione parziale relativa alla dispersione di raggi di luce periferici in varie parti del percorso ottico. Il problema di Flare si presenta quando una piccola quantità di luce viene dispersa su un?area dell'immagine che dovrebbe invece essere completamente priva di luce e in genere provoca un inalzamento del livello di nero (immagine meno contrastata). La quantità di Flare aumenta in proporzione alla quantità di luce incidente sulla scena. Una porzione di questo segnale ricavato dai circuiti di correzione del Flare viene inviata alla circuitazione che presiede al Black Level onde ripristinare aree dell'immagini che dovrebbero essere nere ma non lo sono.




Auto white - Color temperature correction

Questa circuitazione viene utilizzata per correggere la variazione naturale di temperatura colore della luce che illumina la scena soggetta a ripresa. I canali che processano il Rosso, il Blu e il Verde sono dotati di uno stadio controllato in voltaggio che rende possibile regolare il bilanciamento tra i guadagni dei canali onde raggiungere un colore "bianco" per esatta somma a matrice, in proporzione dei 3 canali riferiti a un bianco campione ripreso.

Le telecamere sono normalmente dotate di un comando di "Auto White Balance" che esegue questa operazione in modo automatico.

È tuttavia sempre possibile nelle camere professionali intervenire manualmente per off-settare il bianco e ottenere una camera che presenta una dominante colore se desiderato (per esempio per rendere più "calda" una scena o più "fredda" o produrre un "effetto-notte" lavorando con diaframma, livello del nero e colorimetria.

Deve essere ricordato che una camera professionale è uno strumento "attivo" ovvero l'immagine che produce può essere modificata per raggiungere il "sapore" desiderato. Attualmente anche le camere ENG/EFP consentono di uscire facilmente da tarature standard e settare la camera su valori particolari, memorizzare il tutto e richiamare memorie secondo necessità. Tuttavia sebbene i costruttori abbiano lavorato non poco per fornire all'utilizzatore strumenti sempre più versatili e "creativi" , la maggior parte degli operatori setta abitualmente la camera su valori standard mentre al contrario un dialogo tra la figura professionale del "controllo camere", un regista illuminato e soprattutto un direttore della fotografia collaborativo consentirebbe di raggiungere il più delle volte risultati qualitativamente più alti.




Gain boost (guadagni)

Queste circuitazioni aumentano la sensibilità nominale della telecamera a discapito del rapporto segnale/disturbo che all'aumentare del guadagno introdotto aumenta di conseguenza.


In una camera broadcast in funzione della sua sofisticazione possono essere presenti guadagni per : - 3dB, 0dB, +3dB, +9dB, +18dB.




Linear matrix

La funzione primaria della matrice lineare è quella di correggere le manchevolezze del sistema di separazione della luce in 3 colori di base (prisma dicroico + coating + filtri di trim). Le caratteristiche spettrali del sistema ottico non forniscono i lobi negativi (le curve esatte) prescritti dalle caratteristiche spettrali ideali di un sistema di separazione del colore in tricromia. Viene quindi utilizzata una matrice con coefficienti negativi e positivi negli stadi di processo del segnale per correggere i lobi persi.

Nelle camere broadcast di alto livello oltre alla matrice lineare normalmente è presente anche una (o più di una) matrice su cui è possibile intervenire manualmente per modificarne le caratteristiche di correzione. Normalmente questo intervento sulla matrice viene fatto ad esempio per rendere per colorimetria simili due o più camere di costruttori diversi o di tipo diverso e che lavorano sulla stessa scena. Una attenta regolazione manuale della matrice può rendere queste camere diverse in origine, alla fine molto simili se non uguali per la riproduzione del colore.




Image enhancement - Enancer - Estrattore di contorno (Countour o controllo del dettaglio apparente)

In una camera il dettaglio "vero" è determinato da:

  • Ottica.

  • Sistema ottico della camera.

  • Tipo e costruzione del CCD.

Tuttavia è possibile intervenire sull'immagine per ottenere un maggiore o minore "dettaglio apparente". Questa prestazione non è fornita ad esempio dal sistema cinematografico ed è tipica del sistema televisivo.

Nelle camere broadcast il controllo di Contour è estremamente sofisticato e se ben utilizzato può risolvere molti problemi o fornire immagini dal sapore "dedicato" (Togliere rughe da un viso ad esempio. Ma un viso di un bianco contiene certi colori mentre quelli di un negro ne contiene altri e allora su quali colori dobbiamo lavorare per togliere le rughe? Le camere broadcast eseguono questo tipo di correzioni anche per aree dell'immagine e non solo su base colore, anche per H e per V, ecc...).

Per capire come lavora il "dettaglio apparente" ci si può riferire all'area grafica tipo carta stampata.

 

Sovente i grafici per ottenere un maggiore dettaglio apparente di un testo sovrapposto a un background mettono un out-line sottile o bianco o nero o di colore complementare a background. Questo fa si che la discriminazione tra le transizioni del testo rispetto al background vengano recepite come più nette e quindi il testo risulta apparentemente più definito.

Concettualmente la stessa cosa avviene per l'immagine televisiva alla quale vengono aggiunte informazioni di outline alle transizioni tra un colore e l'altro adiacente o tra un'area di una certa luminosita e quella adiacente. Il tutto però avviene in "tempo reale" e questa è la magia della cosa. Ovvero esistono circuitazioni sia analogiche che digitali in grado di discriminare in tempo reale le transizioni tra un pixel e l'altro della scena o aree della scena e generare out-lines di dettaglio apparente. Il tutto senza distruggere elementi comunque presenti nella scena.

In passato con circuitazioni analogiche l'estrazione dei contorni non poteva superare certi limiti oltre i quali veniva introdotto troppo "rumore" video. Oggi con i processi digitali la cosa è più semplice ed efficace e soprattutto la soglia del "rumore" non aumenta eccessivamente. I circuiti di "estrazione dei contorni" vengono realizzati in modo estremamente complesso e risultano molto costosi. Generalmente queste circuitazioni non sono presenti sulle camere amatoriali.

Per meglio comprendere la complessità di questi circuiti ad esempio per poter lavorare sull'estrattore di contorno sia per H che per V è necessario ritardare tutto il segnale prodotto dal CCD di 2 righe orizzontali intere. Per ottenere questo o si utilizzano memorie o stadi di ritardo digitali o per circuiti analogici si utilizzano delay costruiti in vetro, componenti attraverso i quali viene fatto passare il segnale video. Tutto questo per ognuno dei 3 canali colore della camera. Le camere broadcast di bassa fascia solitamente consentono il controllo dell'estrattore di contorno solo per l'orizzontale estraendo informazioni di contorno solo dal canale verde.

L'elettronica relativa al controllo del dettaglio di una camera broadcast di alta fascia è la circuitazione più complessa della quella camera e il suo utilizzo estremamente versatile deve essere lasciato solo a personale operativo di alto livello. Normalmente le camere broadcast di alta fascia vengono impiegate in produzioni di alto livello e ad esempio nel caso di fiction l'utilizzo dell'estrattore di contorno potrà aiutare nel raggiungere il "sapore" della scena che il regista o direttore della fotografia intendono ottenere.

Per capirsi: è probabile che la camera che riprende il primo piano splendido della protagonista abbia un controllo di contorno settato a valore più basso rispetto a quello utilizzato per la ripresa di una scena d'azione in campo lungo in interni.

Sebbene il controllo del dettaglio sia una prestazione estremamente gratificante della camera esso deve essere utilizzato con molta discrezione in quanto può portare a risultati inattesi in particolare se non si dispone di un monitoraggio di altissima qualità, oggettivo e strumentazione dedicata. Un sistema di monitoraggio che superi le prestazioni di risoluzione delle camere. Un uso improprio può portare al comparire di alias del tutto indesiderati oppure a una eccessiva mancanza di dettaglio che rende la scena troppo morbida.

Deve anche essere ricordato che la taratura del dettaglio non avviene in tempo reale e richiede un certo tempo, in funzione di una particolare ripresa, del tipo di inquadratura, del risultato che si vuole ottenere e così via. Impensabile usare questa prestazione in modo "live" a meno che non siano state pre-settate memorie dedicate.

Un esempio per capire meglio di cosa stiamo parlando. Attualmente la sera tardi in onda su molti canali TV vengono fatte trasmissioni tipo "Rassegna Stampa" in cui solitamente vengono riprese anche in dettaglio prime pagine di giornali. Se disponete di un buon televisore e guarderete con attenzione potrete osservare ai bordi dei caratteri neri dei testi del giornale un contorno bianco, molto più bianco del bianco della pagina del giornale su cui è stampato il testo. Questo è l'estrattore di contorno che sta lavorando. La bravura dell'operatore al "controllo camere" dello studio TV che sta lavorando sarà stata quella di presettare il dettaglio di quella camera dedicata a riprendere i giornali, tarandolo in modo che l'immagine non venga snaturata dal dettaglio aumentato, memorizzare il valore per H e V della camera nei registri di memori del master set-up di studio e richiamandolo per quella camera quando utilizzata sui giornali.  Quando poi la camera inquadrerà altre cose (ad esempio il giornalista in primo piano) il dettaglio dovrà probabilmente essere diverso e verrà richiamato un altro set-up di dettaglio affinché il primo piano del giornalista risulti univoco rispetto alle altre camere presenti in studio. Una operatività di questo tipo in uno studio TV broadcast è considerata normale.

Gamma correction

Questa circuitazione effettua una funzione di trasferimento non lineare ed esegue una correzione per la risposta non lineare dei CRT (catode ray tube) ovvero dei monitor/televisori.

In pratica viene aumentata l'intensità dei segnali vicini alla zona del nero e viene compressa l'intensità dei segnali nella zona del bianco in modo esattamente reciproco alla non linearità dei CRT nella riproduzione di segnali a bassa energia (nero) e ad alta energia (bianco).

La non linearità dei CRT è dovuta all'inerzia all'eccitazione dei fosfori del CRT  Lo scopo dell'applicazione di questa funzione "gamma" di trasferimento è quello di ottenere in pratica una perfetta riproduzione di una scala dei grigi su un monitor/televisore. Ne consegue che il gamma nominale di ogni televisore/monitor per lo standard PAL è stato normalizzato e corrisponde al valore di 0.45 che normalmente si assume come valore di "gamma"  per la taratura del "gamma" di una telecamera.

La taratura del "gamma" di una telecamera deve essere fatta da personale preposto e dotato di segnali di test, cartelli o diapositive, strumentazione e procedure dedicate in funzione del modello di camera e del costruttore dell'apparato.

In particolari condizioni di illuminazione o per ottenere un particolare effetto direttamente dalla telecamera è comunque possibile uscire dai valori di pre-settatura del gamma=0.45 ma in questo caso si dovrà porre grande attenzione anche strumentale al contenuto dell'immagine prodotta e a cosa accade verso le zone di nero e bianco estreme.

Encoder

Normalmente le camere broadcast escono oltre che in composito anche con segnali in componenti analogici o digitali.

Le camere da studio escono anche con segnali RGB analogici + composit sync sul verde o separato.

All'interno della camera esistono circuitazioni preposte a fornire questi segnali nei diversi formati che utilizzano matrici normalizzate e standardizzate secondo il sistema PAL 625/50.

I tre segnali primari prodotti dalla camera (R,G,B) vengono quindi processati e inviati alle uscite secondo il formato desiderato e su connettori diversi.

La processazione più complessa è quella che subisce il segnale composito ovvero il segnale analogico (CCVS) che contiene informazioni di luminanza, crominanza, sincronismi sommati insieme e trasportati su un unico cavo coassiale a 75 Ohm.

In passato era il segnale che veniva trasferito, oggi normalmente viene utilizzato solo a monitor e si trasferisce principalmente segnale per componenti analogici o digitali che risulta di qualità molto più alta essendo esente da processazione complessa come quella eseguita necessariamente per il segnale composito. 

La circuitazione che presiede alla codifica in composito viene chiamato "encoder" e nelle camere broadcast possiede una risposta per larghezza di banda eccezionale, sino a 10 MHz.

I segnali in RGB prodotti dalla camera vengono applicati alla matrice luminanza (Y) e alle matrici di crominanza (I e Q) secondo questa equazione:

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

I = 0.60R - 0.28G - 0.32B

Q = 0.21R - 0.52G + 0.31B

L'uscita della matrice Y viene ritardata di circa 750 nanosecondi per incontrare il ritardo inerente e segnali di colore I e Q .
I segnali di I e Q vengono processati con un filtro rispettivamente a 1.2 MHz e 0.6MHz.


Il filtro di Q introduce un ritardo di circa 750 nanosecondi che introduce ritardo in entrambi i segnali di crominanza
Il filtro di I è meno severo e produce un ritardo minore.


Un ulteriore filtro passa-banda  introduce un ulteriore ritardo aggiuntivo e mette in sincrono i segnali di I e Q.
I segnali di I e Q , limitati di banda, vengono applicati a un modulatore in quadratura ove i segnali I e Q modulano una sottoportante di 4.43 MHz (PAL). La modulazione avviene per fase e per ampiezza della sottoportante di 4.43.
Il segnale di Y (luminanza) viene invece processato come DC  modulata in ampiezza.


A questi segnali viene aggiunto: burst (riferimento fase croma identificato per field secondo sequenza PAL, composite sync PAL, set up black level). Quindi il segnale video in origine è ora diventato un segnale CCVS in composito analogico dove:

  1. La Y = LUMINANCE viene rappresentata dall'ampiezza di una corrente continua.

  2. Il "che colore" = HUE viene rappresentato dalla fase della sottoportante di 4.43 MHz riferita al burst di riga.

  3. Il "quanto di quel colore" = SATURATION  viene rappresentato dall?ampiezza della sottoportante.

  4. Il tutto sincronizzato dai segnali di composite sync aggiunti e che rappresentano la base dei tempi e quindi le geometrie del sistema.

Tutto il segnale di video composito è compreso entro un'ampiezza di 1,28 Volt su un'impedenza di 75 Ohm, stiamo quindi parlando di un segnale estremamente basso per ampiezza e su un'impedenza bassa.

Le componenti in alternata a alta frequenza (4.43 MHz) fanno si che il segnale video composito non possa essere trasferito senza decadere di ampiezza per non più di qualche decina di metri su cavo coassiale a 75 Ohm salvo equalizzare.

Auto iris e Zebra circuit

In ambiente di produzione viene speso tempo significativo per regolare l'illuminazione e l'apertura del diaframma/esposizione onde raggiungere l'immagine desiderata. La regolazione manuale del diaframma con l'ausilio di un monitor di controllo di Grado 1 e relativa strumentazione video/monitore di forma d'onda è il metodo più utilizzato e risulta il più pratico e oggettivo utilizzato normalmente in studio o su OB Van.

In condizioni di ripresa ENG la situazione è diversa; normalmente non si dispone di Monitor di Grado 1 e strumentazione video e pertanto l'esposizione della scena/regolazione del diaframma risulta problematico.

Sovente la camera in ENG lavora in "Auto Iris" ovvero utilizza un circuito interno alla camera che valuta il livello video e lo compara con il livello di riferimento (set point dell'Auto Iris). Di conseguenza il circuito manda un comando di controllo al motore del diaframma dell'ottica che apre o chiude il diaframma per raggiungere la giusta esposizione. Vengono utilizzati diversi "sofismi" per raggiungere in modo automatico la giusta esposizione in condizioni critiche.
I sistemi abitualmente utilizzati sono:

  1. Valutazione media dei picchi d'immagine.
    Il livello di picco del segnale video viene rilevato da un circuito, il livello medio da un secondo circuito, un misto della risultante dei due circuiti viene usato per controllare il diaframma.
     

  2. Pesatura e mascheratura.
    L'azione importante accade normalmente al centro dell'immagine e quindi diventa prioritaria l'esposizione al centro. Applicando circuiti che pesano e mascherano (esaminano l'immagine per aree è possibile eliminare l'influenza nella valutazione dell'esposizione di alte luci presenti ad esempio ai bordi immagine. Utilizzando la mascheratura e escludendo quindi l'influenza di alte luci ai bordi, la pesatura del contenuto dell'immagine al centro diventa più facile ed accurata.

Tuttavia nonostante l'utilizzo di sofisticazioni diverse nella maggior parte dei casi in cui l'illuminazione è critica l'uso dell'Auto Iris non produce il risultato migliore a maggior ragione se la scena contiene alto contrasto. In questo caso può essere utile l'utilizzo della prestazione di "Zebra" presente normalmente sulle camere ENG broadcast.

Il circuito Zebra sovrappone strisce diagonali sulle aree brillanti del viewfinder della camera.


Esistono due modi operativi per il circuito Zebra:

  1. Nel primo modo viene regolata la taratura del circuito Zebra per ottenere una indicazione nel viewfinder un video di valore tra 60 e 70 IRE che corrisponde a grandi linee l'esposizione corretta di un viso.

  2. Nel secondo modo si esegue una taratura del circuito Zebra per identificare nel viewfinder video al di sopra di 100 IRE. 
    Questo secondo modo è quello solitamente utilizzato in quanto permette una veloce regolazione manuale del diaframma sino ad escludere un eccesso di alte luci in particolare in aree dell'immagine che devono risultare comunque leggibili.
    Il diaframma viene quindi chiuso sino alla soglia di intervento del circuito di Zebra ovvero sino a far sparire del tutto le linee diagonali sovrapposte nel viewfinder all'immagine video.

Un buon operatore ENG deve possedere necessariamente grande confidenza con la propria camera e con l'uso del miglior sistema di esposizione in funzione di diverse condizioni di ripresa/illuminazione e contenuto della scena.

I migliori e più esperti operatori tuttavia oltre ad utilizzare il sistema di esposizione automatico o manuale/Zebra della camera, dopo aver eseguito numerosi test e prove in condizioni diverse utilizzando come riferimento un esposimetro; utilizzano un buon esposimetro per controllare meglio l'esposizione e accertarsi di ottenere la migliore condizione di esposizione possibile in condizione monocamera e ENG (Electronic News Gatering).

In condizione di EFP (Electronic Field Production) tuttavia, anche se la ripresa è solo monocamera, sarà indispensabile disporre di:

  • Monitor di Grado 1

  • Monitore di forma d?onda (Waveform monitor)

  • RCP (Remote Control Panel) della camera per il controllo remoto di diaframma e controllo remoto di tutti i parametri della camera.

  • Connessione triassiale della camera.

  • CCU della camera.

  • Sistema di registrazione per componenti analogici o digitali + genlock.

Questo normalmente viene assemblato in un rack Flight Case unitamente a altri apparati di controllo, monitor  e accessori sia audio che video.

Normalmente per un sistema bi-camera e bi-registrazione ISO camera i rack sono 2, alti circa 40 unità.

È opinione comune che il sistema per riprese televisive in esterni sia un camcorder. È una convinzione errata!

Il camcorder è il sistema da utilizzarsi per ENG ovvero per l'acquisizione rapida e agile di servizi di tipo giornalistico o simili.
Per un sistema di produzione tipo EFP in cui l'accuratezza e la qualità diventano parametri preponderanti si deve passare a un sistema in Flight Case come descritto sopra ed assemblato ad-hoc in funzione del programma che deve essere prodotto.

Pensate a una produzione di fiction in EFP. Pensate ad esempio di essere in una piazza di una città mentre state riprendendo con un sistema bi-camera un dialogo tra due attori alle ore 17.00 in piena luce e sotto il sole con un bilanciamento tra luci e ombre ottimizzato dal vostro direttore della fotografia. Supponete ora che la mattina successiva dobbiate girare il seguito di questa scena in cui al dialogo tra i due personaggi si aggiunge un terzo personaggio. La ripresa accade alle ore 11.00 e purtroppo in assenza di sole.  Il direttore della fotografia farà la sua parte ma voi dovrete essere in grado di fornire un'immagine coerente con quella girata il giorno precedente.


In questo caso non servono memorie o sofismi; serve "manico", cioè strumentazione adeguata, mezzi oggettivi, sicuramente molto più di quanto è possibile fare disponendo solo di un camcorder. Spiegatelo al vostro "Direttore di produzione", sceneggiatura e piano di produzione alla mano.

Knee - Automatic Knee - White clip

La ripresa in esterni e in piena luce può produrre un'immagine che contiene un rapporto di 1000 a 1 tra alte luci e nero.

Il catturare con una telecamera il contenuto della scena in una simile condizione, comprimendo il dettaglio non importante e mettendo in evidenza ciò che è rilevante nella scena è una delle sfide più importanti per la telecamera e per il suo uomo "controllo camera" preposto.

Alla fine del processo di cattura dell'immagine questo rapporto originario di 1000/1 dovrà necessariamente essere ridotto a 40/1 che rappresenta lo spettro di operatività/riproducibilità di un televisore casalingo medio, non dimenticando il limite di banda imposto dal sistema PAL.

(Se il vostro "direttore della fotografia" che sta illuminando la scena che dovrete riprendere non è al corrente di questo rapporto di 40/1 tra alte luci e nero inteso come massima escursione ammessa sarà bene che lo rendiate edotto. Non sempre quando si lavora per la TV ci si ricorda di questo dato essenziale mentre solitamente il "direttore della fotografia" si riferisce a parametri di origine cinematografica, ben diversi.

Il progredire della tecnologia ha tuttavia messo la telecamera in grado di gestire via via più facilmente questa elevata dinamica delle scene in esterni.

Sulle camere di prima e seconda generazione veniva eseguito un "white clip" (taglio del bianco) a 105 IRE e questo provocava una perdita notevole di informazioni nell'area delle alte luci.

Il passo successivo fu quello ci introdurre il "Knee Circuit" (Circuito del ginocchio) ovvero la gestione di una curva morbida che parte da 96 IRE che interviene sulla risposta video, mentre il taglio netto dei bianchi fu spostato più in alto a circa 108 IRE.

In questo modo fu possibile aggiungere un F/stop di alte luci e relativo contenuto/immagine pur compresso nella gamma dai 96 ai 108 IRE.

Le camere broadcast attuali possiedono un circuito di "Auto Knee" chiamato anche DCC (Dynamic Contrast Control) o Dynamic Knee.


Con questo circuito la curva morbida del ginocchio viene spostata progressivamente e dolcemente sino a 85 IRE se esiste l'esigenza di leggere le alte luci e relativo dettaglio del contenuto.


In questo modo è possibile comprimere l'equivalente di 600 IRE d'immagine della gamma dagli 85 IRE ai 108 IRE di segnale video.

Sync - Timing Generator

Questo sistema è la circuitazione che fornisce alla telecamera le varie scansioni di tempo e relative forme d'onda in accordo con il sistema televisivo utilizzato. Le forme d'onda create derivano da una scansione (ora digitale) di un oscillatore a cristallo (comunemente chiamato "quarzo") che lavora almeno a una frequenza di 4 volte superiore alla frequenza della sottoportante del sistema televisivo utilizzato (per il PAL = 4.43MHz  x  4). Questo oscillatore viene controllato per frequenza costante da circuiti di feedback che lo stabilizzano in particolar modo rispetto alla temperatura.

Per una operatività ove la camera sia più di una (o anche solo una ma con operatività verso altre sorgenti o processatori di segnale) tutte le camere devono fornire immagini sincrone rispetto a una commutazione (ad esempio una matrice o un mixer video) si rende indispensabile fare in modo che tutti gli oscillatori presenti in ogni camera oscillino allo stesso modo e in sincronia perfetta.

A questo scopo il circuito di Sync Generator di ogni telecamera broadcast accetta un segnale di riferimento esterno (Genlock) ovvero il quarzo interno di ogni camera viene pilotato da un quarzo esterno. Questo quarzo esterno normalmente è il generatore di sincronismi di stazione il cui segnale di Black Burst Composito Analogico viene distribuito a ogni telecamera all'ingresso di Genlock. In questo modo ogni telecamera risulterà avere la stessa base dei tempi di scansione e esattamente quella di sistema a valle delle camere stesse.

A questo punto avremo sincronizzato il sistema ma non basta.

Il segnale di ogni camera arriverà all'apparato preposto alla loro commutazione con ritardi diversi in funzione di lunghezza di cavo e altro. Si renderà quindi indispensabile operare una fasatura di ogni telecamera/sorgente rispetto a un segnale inteso essere di riferimento di sistema affinché le fasi delle sottoportanti arrivino con un errore massimo di fase di +/- 2 gradi e che i fronti dei sincronismi di riga orizzontale siano concomitanti.

Non è operazione semplice, richiede strumentazione dedicata e know how dedicato. Pensate ad esempio a condizioni di temperatura variabile in esterni, alla presenza di molte telecamere, a ristrettezze operative, a condizioni ambientali sfavorevoli, a eventi che si prolungano per ore nell'arco di uno o più giorni.

Nonostante ora la cosa sia resa più semplice dall'introduzione di sistemi di controllo computerizzati e alla natura digitale del segnale video trasferito la cosa pone ancora problema e richiede tuttora grande attenzione da parte del personale tecnico preposto che costantemente dovrà tenere sotto controllo il timing di sistema e sovente eseguire regolazioni nel caso di derive per termica o altro il tutto in condizione "live".

Power supply
 

I voltaggi di alimentazione richiesti da una camera con sensori CCD sono bassi e non devono essere prese particolari precauzioni se si lavora a chassy camera aperto (in passato le tensioni di alimentazione ai tubi delle telecamere erano molto alti e risultavano pericolosi).

Tuttavia esistono ancora voltaggi elevati presenti nella camera in particolare per alimentazione al viewfinder (se è un CRT).

I voltaggi presenti all'interno di una camera CCD normalmente variano da 1V sino a 15V.

I voltaggi normalmente ammessi per alimentazione camera in continua da un alimentatore esterno variano da 10.8 V sino a 17.4V.

Conclusioni

Abbiamo esaminato le principali circuitazioni di una telecamera per sommi capi. Come appare evidente una telecamera è un apparato molto più complicato di quanto possa apparire a prima vista e l'operativa professionale può essere estremamente complessa e diversa in funzione dell'applicazione o condizione di ripresa.

Una telecamera broadcast è un miracolo tecnologico oltretutto di costo elevato. Abbiatene estrema cura e soprattutto cercate di conoscerne al meglio l'operatività, le caratteristiche e le sue particolarità onde non lasciare inutilizzate le prestazioni per le quali essa è stata progettata e acquistata.

Nella casistica di guasti e mal funzionamenti rilevati dai laboratori di assistenza la più alta percentuale di interventi per manutenzione straordinaria non è dovuta a guasti o a difetti di costruzioni ma bensì a incuria, a uso improprio o trauma accidentale.

Controllate di sovente la perfetta funzionalità della camera con manutenzione ordinaria di ogni sua parte e se non disponete di know how e strumentazione adeguata rivolgetevi periodicamente a un laboratorio di assistenza autorizzato chiedendo che venga eseguito un controllo di conformità di standard e funzionalità. La camera potrebbe generare un segnale non conforme e questo senza che voi ve ne accorgiate. Non date mai nulla per scontato.

 
Autore: Rolando Pellacani
 
 
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