Jello-Effekt: Was ist das und wie kann ich es vermeiden?

  • Jello-Effekt: Was ist das und wie kann ich es vermeiden?

    GESCHRIEBEN VON CHRIS WESTPHAL AM 8. FEBRUAR 2017 IN DROHNEN WISSEN | 506 AUFRUFE


    Drohnen- und Multikopter-Piloten fürchten den berühmt-berüchtigten Jello-Effekt. Doch was genau ist der Jello-Effekt, wann tritt er auf und wie kann ich ihn vermeiden? Wir erklären, was hinter dem geheimnisvollen Jello – dem so genannten „Wackelpudding-Effekt“ – steckt und was man dagegen unternehmen kann.

    Was ist der Jello-Effekt und wie äußerst er sich?

    Unter dem Jello-Effekt versteht man eine Bildstörung, die insbesondere bei Videoaufnahmen auftreten kann. Der Jello-Effekt ist dabei auf das Vibrieren der Kamera oder sonstige Erschütterungen zurückzuführen, wie es beispielsweise bei Kamera-Drohnen und Kamera-Multikoptern der Fall ist. Der Jello-Effekt äußert sich dabei durch ein Verwischen der Bildinformationen – das Videobild vermittelt den Eindruck einer unruhigen, wabernden Masse. Der Name »Jello« geht dabei mutmaßlich auf »Jell-O« zurück – eine Marke des US-Unternehmens Mondelēz International für bestimmte Desserts, die mit Gelatine hergestellt werden. Der Jello-Effekt wird oftmals auch als spezielle Art des so genannten Rolling-Shutter-Effekts beschrieben. Wie sich der Jello-Effekt in der Praxis äußert, wird an folgendem Videobeispiel deutlich:


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    Was ist der technische Hintergrund des Jello-Effekts?

    Als spezielle Art des Rolling-Shutter-Effekts äußerst sich der Jello-Effekt durch verwischte, verwackelte und „wabbelige“ Bildinformationen. Der Jello-Effekt ist auf die Funktionsweise herkömmlicher Kameras und Action-Kameras zurückzuführen, wie sie bei den meisten Drohnen und Multikoptern zum Einsatz kommen. Denn hier werden die Punkte des lichtempfindlichen Kamerasensors nicht zur exakt gleichen Zeit, sondern je nach Bauart der Kamera bzw. Kamerasensors zumeist zeilenweise oder spaltenweise belichtet. Diese zeilen- oder spaltenweise Belichtung ist eine kennzeichnende Eigenschaft von so genannten CMOS-Sensoren oder Kameras mit so genanntem Schlitzverschluss. Übrigens: Kameras mit CCD-Sensoren weisen aufgrund ihrer besonderen Bauart und Funktionsweise keinen Rolling-Shutter-Effekt auf.


    Rolling-Shutter-Effekts-640x360.png

    Der Jello-Effekt lässt sich am so genannten Rolling-Shutter-Effekt gut erklären. Weil die Bildpunkte herkömmlicher CMOS-Kamerasensoren zeilen- oder spaltenweise belichtet werden, kommt es zu einem Lagefehler. Insbesondere bei der Aufnahme von bewegten Objekten oder bei Eigenbewegungen der Kamera (z.B. Kameraschwenks und Vibrationen) entsteht eine krumme oder verzerrte Abbildung des Motivs.


    Bei unbewegten Motiven ist das unproblematisch – alle Bildpunkte werden in ihrer korrekten Position belichtet und ergeben nach ihrer Zusammensetzung ein scharfes Bild – unabhängig davon, zu welchem Zeitpunkt die einzelnen Bildpunkte belichtet werden. Anders ist es jedoch, wenn sich das abzulichtende Motiv bewegt oder sich die Kamera selbst bewegt: Weil die Abbildung bzw. die Belichtung des Sensors zeilenweise erfolgt, bewegt sich das abzulichtende Motiv bereits zur nächsten Belichtungszeile, so dass das Objekt schlussendlich nach der Zusammensetzung der Belichtungszeilen nicht als ganzes Objekt auf einmal, sondern zeilenweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgebildet wird. Daraus ergibt sich insbesondere bei der Fotografie und Videographie von bewegten Motiven sowie bei Eigenbewegungen der Kamera (z.B. Kameraschwenks, Vibrationen) ein krummes oder verzerrtes Bild.


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    Wie beuge ich dem Jello-Effekt vor?

    Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, dem Jello-Effekt vorzubeugen. Einige Lösungsmöglichkeiten zum Vermeiden des Jello-Effekts können mit ein wenig Aufwand selbst durchgeführt werden, während andere Vorschläge nur schwer umzusetzen sind oder kaum Abhilfe schaffen. Dabei gilt: Der Jello-Effekt kann sich von Situation zu Situation sowie Kamera zu Kamera mal weniger oder mal mehr stark äußern. Neuere Drohnen und Multikopter – etwa der DJI Phantom 4 Pro – sind dank mechanischem Verschluss in der Lage, dem Rolling-Shutter-Effekt bzw. Jello-Effekt eigenständig vorzubeugen und entsprechend der jeweiligen Verschlusszeit bessere Ergebnisse abzuliefern..

    • Magnetic Prop Balancer von lynxmotion.com. Foto: http://www.lynxmotion.com

      Propeller wuchten: Prinzipiell werden Drohnen und Multikopter mit ausgewuchteten Propellern ausgeliefert. Doch durch den Transport oder gewisse Fertigungstoleranzen können selbst hochwertige Propeller eine kleine Unwucht aufweisen – ähnlich einem Autorad bzw. Autoreifen. Wie beim Automobil kann sich eine solche Unwucht durch starke Vibrationen äußern. Beim Multikopter vibriert nicht nur das Fluggerät selbst, sondern durch unmittelbare Verbindung zum Gehäuse des Multikopters auch die Kamera. Während beim Automobil so genannte Auswuchtgewichte an der Felge montiert werden, um die Unwucht auszugleichen, ist das beim Propeller einer Kameradrohne nicht möglich. Statt Material hinzuzufügen, muss beim Wuchten der Propeller Material abgetragen werden. Um einen Propeller zu wuchten, sollte man sich einen so genannten Prop Balancer besorgen – das sind kleine, kostengünstige Wuchtgeräte, mit denen die Balance des Propellers austariert werden kann. So kann man die schwerere Seite des Propellers bzw. wie jeweilige Unwucht ermitteln und das Material des Propellers mit herkömmlichem Schleifpapier soweit bearbeiten, bis eine perfekte Balance erreicht ist.

    • Bildschirmfoto-2017-02-08-um-13.40.13.jpgDie Halterplatten der Einheit aus Gimbal und Kamera – so genannte Vibration Absorbing Boards – sollen Vibrationen durch Propeller und Rotoren absorbieren. Damit wirken sie dem Jello-Effekt entgegen.

      Halterung der Kamera optimieren:Darüber hinaus kann – durch unmittelbare Verbindung von Kamera und Drohnen-Gehäuse – auch die Halterung der Kamera optimiert werden. Bei den meisten Multikopter-Modellen befindet sich die Einheit aus Kamera und gegebenenfalls Gimbal an einem so genannten Vibration Absorbing Board. Diese vibrationsabsorbierende Halterung setzt sich unter anderem aus kleinen Dämpfergummis zusammen, die letztlich Vibrationen durch Rotoren und Propeller dämpfen wenngleich vollständig absorbieren sollen. Kamera-Drohnen ohne eine solche Dämpferplatte sind für den gefürchteten Jello-Effekt geradezu prädestiniert, so dass sich eine Nachrüstung lohnt. Doch Achtung: Die kleinen Dämpfergummis innerhalb eines solchen Vibration Absorbing Boards reagieren je nach Umgebungstemperatur unterschiedlich. Insbesondere bei kälteren Temperaturen können die Gummis verhärten und ihre Funktion – das Absorbieren von Vibrationen – nicht mehr ordnungsgemäß erfüllen. Je nach Einsatztemperatur kann es deshalb notwendig sein, weichere (bei kalten Temperaturen) oder härtere (bei warmen Temperaturen) Gummis einzusetzen. Abhilfe vom Jello-Effekt kann auch der zusätzliche Einsatz so genannter Gel Pads schaffen. Das sind kleine Gelwürfel, die zwischen zwei Halterplatten montiert werden und somit eine vibrationsabsorbierende Kamerahalterung ergeben.

    • large_49b4a42a-15db-493d-91c4-dc20983cf006.jpgND-Filter können dem Rolling-Shutter-Effekt sowie dem Jello-Effekt entgegenwirken.

      ND-Filter einsetzen: Der Jello-Effekt kann auch minimiert werden, in dem man so genannte ND-Filter einsetzt (Mehr zum Thema ND-Filter für Drohnen). ND-Filter gibt es für verschiedene Drohnen und Multikopter. Dabei handelt es sich um Glas- oder Kunststoffscheiben optischer Güte, die auf das Kameraobjektiv aufgeschraubt oder aufgesteckt werden und für eine gleichmäßige Abdunklung des Bildes sorgen. Beim Filmen unter besonders hellen Lichtbedingungen haben die meisten Drohnen- und Multikopter-Kameras keine andere Möglichkeit, als eine Überbelichtung des Bildes durch eine Verkürzung der Verschlusszeit zu vermeiden. Das wiederum führt zum Jello-Effekt, denn kurze Belichtungszeiten verschärfen den Jello-Effekt. Der so genannte ND-Filter (Neutraldichtefilter / Neutral Density Filter / Graufilter) sorgt dafür, dass weniger Licht auf den Kamerasensor trifft und die Belichtungszeit (Verschlusszeit) der Kamera unberührt bleibt oder verlängert wird.

    • Jello-Effekt mit Software entfernen: Es gibt verschiedene Video- und Bildbearbeitungsprogramme, mit denen der Jello-Effekt minimiert werden kann. Programme wie Adobe Premiere Pro oder Apple Final Cut X verfügen über so genannte „Warp Stabilizer“, mit denen der Jello-Effekt in der Postproduktion bis zu einem gewissen Grad nachträglich entfernt und das Videomaterial vom Jello-Effekt weitestgehend befreit werden kann.


    POSTED IN DROHNEN WISSEN

    Quelle: http://www.drohnen.de