Ultra yüksek kare hızlı kameralar nasıl bu kadar hızlı yazıyor?

ProRes 422 kodekinde 1 saniye süreyle 1080p ve 100.000 FPS'de kayıt yapmak 73.2 gigabayt depolama kullanır. (KAYNAK)

Ultra yüksek hızlı kameralar SD kartlara saniyede 580.56 gigabit gibi bu kadar yüksek hızlarda nasıl yazıyor? Yazmadan önce, çekimlerin de kodlanması / işlenmesi gerekir! Çok yüksek kare hızlı kameraların arkasındaki teknoloji, çok büyük miktarlarda görüntü verisini yönetebiliyor mu? Devasa bellek arabellekleri var mı?

Yüksek çözünürlüklü kameraların arkasındaki teknoloji, çok büyük miktarlarda görüntü verisini yönetebiliyor mu?

1080p ve 100.000 FPS'de kayıt

Aynı zamanda değil:

1.000.000 fps çekim yapıyorsanız, 128 x 32 çözünürlükte tek renkli çekim yapıyorsunuz. 1280 x 800 tam çözünürlük için 25,600 fps hızında çekim yapabilir.

Bu kameralar aşağıdakilerin bir kombinasyonunu kullanır:

• büyük miktarda RAM

  "288GB RAM seçeneğiyle 7,6 saniye boyunca tam çözünürlükte çekim yapabilirsiniz

• uzman SSD kartları

  "Bir CineMag, yaklaşık 1Gpiksel / saniye hakkında doğrudan kayıt yapabilir"

İşte nasıl yapıldığına sadece bir örnek:

Sadece soyutta konuşmak yerine, gerçek bir yüksek hızlı kameraya bakalım. Bu, 1280 x 800'e kadar çözünürlüklerde ve özel bir seçenekle 1.000.000 fps'ye kadar kare hızında çekim yapabilen Phantom v2512. Ancak, her ikisi de aynı anda değil. 1.000.000 fps çekim yapıyorsanız, 128 x 32 çözünürlükte tek renkli çekim yapıyorsunuz. 1280 x 800 tam çözünürlük için 25,600 fps hızında çekim yapabilir. Bunun piyasadaki en hızlı 1Mpiksel video kamera olduğunu iddia ediyorlar.

Böylece saniyede 25 Gpiksel çekim yapabilir. Ancak bu bir SSD'ye gönderilmez, bu RAM'e gider. Kamerayı 72GB, 144GB veya 288GB RAM ile sipariş edebilirsiniz. Dinamik RAM, tabii ki, herhangi bir SSD'den çok daha hızlı. 288GB RAM seçeneğiyle 7,6 saniye tam çözünürlükte çekim yapabilirsiniz.

Daha uzun, daha yavaş çekim için, yüksek hızlı video, CineMag IV için özel olarak tasarlanmış bir SSD sunar. Bir CineMag yaklaşık 1Gpiksel / saniye kaydedebilir, bu yüzden 1500 MB / sn'dir. Tabii ki, özel bir SSD kullandıklarından ve kullanıma hazır bir birim kullanmayacaklarından, bunların PC'ler için standart hazır SSD'lerde kullanılan hızlarla sınırlandırılmasını beklemenin bir nedeni yoktur.

Kaynak Yüksek hızlı kameralar gigabayt veriyi bu kadar kısa hızlarda nasıl işler? - Quora

Daha fazla okuma

• Vision Research Dijital Yüksek Hızlı Kamerası için Phantom CineMag & CineStation

Ne olduğu hiç de değil.

Videoda açıkça görülebileceği gibi, 120k fps'deki kayıt, 1080p için bant genişliğinin% 8'inden az olan 512 * 320 çözünürlükte yapılır . 170k fps'de çözünürlük yalnızca 256 * 256'dır ve 340k kayıt, söz konusu olan bant genişliğinin yalnızca% 3'ü olan bu çözünürlüğün yarısında tekrar yapılır.
YouTube'daki son video 1080p, elbette, ancak kaynak videolar (en azından yüksek hızlı olanlar) değil, gerçek olduktan sonra yükseltiliyorlar.

Bu yüzden, hala biraz fazla olsa da , neredeyse düşündüğün gibi değil.

Bu kameraların en küçük modeli 72GB RAM ve 288GB RAM'e çıkıyor. Videoda kullandıkları çözünürlüklerin en düşük seviyesini ve kameranın en büyük modelini varsayarsak, kamera yaklaşık 2 milyon tam kroma kare ya da yaklaşık 5.8 saniyelik videoyu RAM'de saklayabilecekti. hiç bir şey yazmam gerek.
Ancak bunu yapmaz , yaklaşık 1 / 10'u büyüklüğündeki kareleri saklar. Gerçekten de, hiçbir şey yazmadan neredeyse bir dakika kaydedebilir. Buna ek olarak, bugünlerde daha ucuz olanları bile 100 + MB / s alabilen ve üst çentik 1GB / s'ye daha fazla sahip olan hızlı bir depolama ortamı ekleyin ve nasıl çalışabileceği konusunda çok az sürpriz var.
Paralel yazma sayesinde, yazmayı süresiz olarak sürdüremeyen yavaş yavaş bir ortada bile olsa, toplam kayıt kapasitesini büyük ölçüde artırabilirsiniz, böylece neredeyse sınırsızdır (2 saatlik yüksek yapmazsınız). Yine de hız kayıtları).

İşleme / sıkıştırma konusunda, ProRes 422, tipik video sıkıştırmayla karşılaştırılamaz. DCT tarafından takip edilen ve kesinlikle tek bir kareyle sınırlı ölü bir basit kroma alt örneğidir. Hiçbir hareket tahmini, tahmin, çerçeveler arası bağımlılık, bu türden hiçbiri. Bu nedenle, temelde , 25 + yıl boyunca iyi araştırılmış, utandırıcı derecede paralel bir problem olan ve bunun için tümüyle kablolanmış bir dönüşüme sahip ucuz donanımın hazır olduğu bir tür alt örneklemeli tek kare JPEG sıkıştırmasıdır . Bunu hızlı yapmak, teknik bir zorluk değildir. Sıkıştırılmış verileri kaydetmek, sıkıştırılmamış verileri kaydetmek kadar hızlıdır.

Belirtildiği gibi, yüksek hızlı RAM. Bu hardalı kesmezse, şunları yapabilirsiniz:

• interleave yüksek hızlı RAMS. Örneğin, sensör çıkışına paralel olarak sekiz veya on altı RAM yongası takın ve onlara birbiri ardına, ardından ilk önce yuvarlak robin tarzında saklamalarını söyleyin. RAM’lerin yalnızca sekiz veya on altıda biri kadar hızlı olması gerekir. Verileri girişleri önünde bu kadar hızlı bir şekilde değiştirilemiyorsa, aracı olarak bir ekstra hızlı kayıt ekleyin.

  Alternatif bir yol, aynı anda sekiz veya on altı veya birden fazla RAM'in hepsini çakmaktır - ancak bunlara giden tellerin / izlerin uzunluğunu kademelendirin, böylece farklı zamanlarda geçerli olan veriler her RAM'in girişinde görünür.

• Adreslenebilir olmayan ancak bunun yerine bir FIFO / kuyruk modasıyla çalışan belleği kullanın - bunun adresleri hiç işlemesine gerek duymaz, verileri tam anlamıyla diğer taraftan çıkana kadar bu aygıtlara alabildikleri kadar hızlı şekilde saatlendirebilirsiniz - eğer Daha fazla alana ihtiyacınız varsa, bu cihazlardan daha fazlasını diğer ucuna takarsınız. Bir kez okumak için zaman geldi, bunu istediğiniz hızda yapabilirsiniz.