Don´t Panik,- so schlimm ist er doch gar nicht, wenn man weiß, worauf man achten muss...

 

Rolling Shutter

Die dunkleren Streifen im Bild entstehen durch den Rolling Shutter Effekt. Wenn die (weiß gekennzeichneten) Lichtblitze einer HMI nicht genau auf die Belichtungs/Auslesephasen (Blaue Flächen in der Grafik) des Sensors treffen, entstehen Bereiche mit ungleichmäßigen Belichtungen.

 

Manch einer warnt davor, andere warten darauf, dass die neue Kamera des favorisierten Herstellers endlich ohne ihn geliefert wird. Was versteht man eigentlich unter diesem Phänomen, welches offenbar teure von preiswerteren Videokameras unterscheidet. Das Phänomen tritt nämlich nur bei C-MOS Sensoren auf, während die preiswerten CCD Sensoren davon nicht betroffen sind.

 

Wo er sichtbar wird

Der Rolling Shutter Effekt ist bei natürlichem Licht gar nicht so einfach zu entdecken, bei der Mehrheit aller Aufnahmen spielt er eigentlich gar keine Rolle und wird dem entsprechend auch gar nicht sichtbar. Sichtbar werden kann er unter gewissen Umständen bei schnellen Schwenks, Fahrten oder sich schnell bewegenden Objekten.

 

Außerdem kann er auftreten, wenn man blitzartige Lichter aufnimmt. Das ist gar nicht so exotisch, wie es klingt, sämtliche Lichtquellen, welche nach der Netzfrequenz (Europa 50 Hz, USA 60 Hz) getaktet sind, also HMI, Energiesparlampen, Leuchtstoffröhren, Wechselstrom-LEDs sind betroffen.

 

Nur wenn diese eine andere, höhere Taktung haben, wie beispielsweise Flicker-Free HMI oder Flicker-Free Leuchtstoffleuchten, kann man sorglos auch bei Rolling-Shutter Sensoren drehen.

 

Dadurch, dass diese normalen (non Flicker-Free) Leuchten 50 Male in der Sekunde Lichtblitze erzeugen, kann es zu unterschiedlichen Helligkeiten kommen. Besonders störend ist es dann, wenn die Aufnahmefrequenz kein Teiler von 50 ist, also etwa wie bei einer Bildgeschwindigkeit von 24 B/Sekunde. Dann sollte man trotzdem unbedingt statt der 1/48 Sekunde die 1/50 Sekunde Belichtungszeit einstellen.

 

In den USA und allen anderen Ländern mit 60 Hz Stromnetz gilt entsprechend: 30B/Sek. = 1/60 Belichtungszeit (Shutter).

 

Workaround

Manche Kamerahersteller bieten diese Option seltsamerweise gar nicht an. Da gibt es bei 24 B/Sekunde nur die 1/48 Belichtungszeit. Viele dieser Kameras kann man aber dennoch verstellen, indem man den so genannte Clear Scan Modus wählt, der eigentlich für das Abfilmen von Monitoren gedacht ist. Hier kann man dann die 1/50 einstellen.

 

Ein anderer Weg ist es, so wie früher bei den klassischen analogen Filmkameras die Sektorenblende, einfach die Belichtungszeit als Winkelgrad anzugeben. Bei 24 B/Sek. wäre das genau 172,8°.

 

Warum er entsteht

 

Seit die alten CCD Sensoren in hochwertigen Videokameras kaum noch zum Einsatz kommen und statt dessen die CMOS-Sensoren, wird das vom Objektiv abgebildete (und auf dem Kopf stehende) Bild nicht gleichzeitig von allen Fotodioden des Sensors registriert, sondern Pixelzeile für Pixelzeile oder Bereich für Bereich nacheinander. Das bedeutet, dass von dem Erfassen der untersten Zeile des untersten Bereichs, bis zum Erfassen der obersten Zeile, des obersten Bereichs (weil das Bild ja auf dem Kopf steht), etwas Zeit vergeht.

 

Wenn sich nun entweder die Kamera innerhalb der Zeit in der von unten nach oben zeilenweise ein eigentlich einzelnes Bild erfasst wird, bewegt, oder im Bild selbst Objekte oder Menschen sich schnell bewegen, werden quasi innerhalb eines Bildes unterschiedliche Zustände der Bewegung festgehalten. Gleiches gilt für schnelle Lichtblitze, wie eine HMI sie ausgibt, die unterschiedlichen Helligkeitsphasen treffen auf unterschiedliche Phasen des Sensorauslesens.

 

Wer jetzt den CCD Sensoren nachtrauert, liegt falsch, sie haben so viele Nachteile gegenüber den C-MOS Sensoren, dass der Rolling Shutter da wirklich zu vernachlässigen ist. Man denke allein schon an die Senkrechten Lichtstreifen von Oben nach unten, wenn irgendwo eine helle Lichtquelle im Bild auftauchte.

 

Wie er sich auswirkt

Rolling Shutter an Gebäude

Beim schnellen Schwenken über moderne Architektur werden senkrechte Linien leicht gebogen

 

Eine senkrechte Säule über die man schnell hinweg schwenkt kann dann vom Beginn des Bilderfassens bis zum Ende bereits eine leicht veränderte Position haben, was sich durch gebogene Kanten bemerkbar macht. 

 

Der Rolling Shutter Effekt führt also dazu, dass eigentlich senkrechte Linien gebogen wiedergegeben werden. Probleme können aber auch gleichmäßige Hin,- und Herbewegungen wie Vibrationen (Bikeaufnahmen, Autofahrten, Hubschrauber etc.) verursachen, auch hier ändern sich Objekte innerhalb kurzer Zeit.

 

So dramatisch das alles klingt,- man muss sich bei hochwertigen Profikameras schon sehr anstrengen, um solche Effekte tatsächlich zu provozieren. Normale Fahrten oder Schwenks reichen da bei weitem nicht aus. Das Schreckgespenst "Rolling Shutter" ist also ein wenig mit Yetis oder Außerirdischen zu vergleichen.

 

Wo man sich allerdings nicht allzu sehr anstrengen muss, um "Rolling Shutter" Effekte zu erzielen, sind billige Kameras. Hier nämlich kommen eben häufig langsame CMOS Sensoren zum Einsatz, die das Bild so zögerlich auslesen, dass man ganz schnell gebogene Senkrechten und andere Artefakte wie helle und dunkle waagerecht sich abwechselnde Bildstreifen sehen kann. Es macht etwas Arbeit, aber zumindest die Streifeneffekte kann man in Bearbeitungsprogrammen auskorrigieren.

 

Gegenwehr

Das beste Mittel gegen den Rolling Shutter Effekt ist der "Global Shutter", also ein eigener echter Verschluss, der das Sensorbild vollständig zur Belichtung frei gibt oder verschließt. Diesen technischen Mehraufwand lassen sich die Hersteller fürstlich entlohnen. Die eigentlich fast baugleichen Sony-Kameras F5 und F55 etwa unterscheiden sich vor allem dadurch, dass die teurere F55 einen Global Shutter besitzt.

 

Darunter darf man allerdings nicht einen klassischen Schlitz,- oder Lamellenverschluss eines Fotoapparates verstehen, man meint bei Video lediglich, dass der gesamte Sensor auf einmal belichtet und ausgelesen wird.

 

Allerdings muss man sich darüber im Klaren sein, dass der "Rolling Shutter" dem Sensor mehr Zeit lässt, Licht einzusammeln. Kameras mit identischen Sensoren, die einen "Global Shutter" besitzen, sind in der Regel fast eine Blende weniger lichtempfindlich, als ihre Schwestermodelle mit "Rolling Shutter". Beim Beispiel F5 / F55 stehen da 2000 ISO (F5) lediglich 1250 ISO (F55) gegenüber, also ein deutlicher Verlust.

 

Wer einmal ernsthaft seine Videoaufnahmen durchschaut und sich auf die Suche nach Effekten des "Rolling Shutter" begibt, wird merken, dass weitaus mehr darüber geredet wird, als dass diese wirklich zu erkennen wären. Also ganz ruhig bleiben, nicht zu schnell schwenken, bei "50 Hz Flicker-Scheinwerfern" 1/50 Belichtungszeit wählen und ganz gelassen weiterdrehen.

 

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