Ganz gleich ob wir über Rigs sprechen, in die bereits existierende Kameras eingepasst werden oder über komplette Einheiten in einem Gehäuse, die Fragestellungen ähneln sich. Die Herausforderungen sind nicht gerade klein, dennoch drängt der VR Hype zahlreiche Firmen dazu, Produkte in Rekordzeit zu entwickeln und auf den Markt zu werden..
Auflösung
Es ist nachvollziehbar, dass die Datenmenge, die es gilt, aufzuzeichnen, mit der Auflösung der einzelnen Kamerasensoren deutlich zunimmt. Anspruchsvolle Systeme müssen in der Lage sein, gewaltige Datenmengen zu verarbeiten und zu speichern. SSDs bieten sich hier beispielsweise an, aber auch neuere SD Speicherkarten können hohe Schreibgeschwindigkeiten liefern.
Der Trend geht auch hier eindeutig hin zu 4, 8 oder 12 K. Kameras wie die Orah 4i, nutzen 4 Sony Exmor Sensoren. Die Kamera hat bereits einen Prozessor eingebaut und verknüpft die Aufnahmen in der Kamera, sodass man sogar VR Live-Streams aus der Kamera holen kann. Für besonders hochwertige VR Filme werden hochwertige Kameras wie die Alexa Mini oder Blackmagics URSA Micro mit Weitwinkelobjektiven in entsprechende Rigs eingebaut.
Synchronität
Damit das Verknüpfen der einzelnen Bildteile zu einem Rundumbild, das sogenannte Stitchen, sauber funktioniert müssen die Kameras Bildzeilen,- bzw. Pixelgenau synchronisiert sein. Diese Fähigkeit besitzen längst nicht alle Kameras. Wenn die Sensoren und Objektive sich in einem Kameragehäuse befinden, sind die Aufnahmen in der Regel auch digital synchronisiert.
Bildwinkel
Wenn man sich fragt, weshalb manche Kamerasysteme wie etwa die von Samsung mit nur zwei Kameras auskommen, während es andere Systeme mit bis zu 16 Kameras gibt, so hat dies sehr viel mit der Auflösung und dem Bildwinkel zu tun.
Wenn ich mit nur zwei Kameras auskommen will, bedeutet dies, dass ich einen Bildwinkel von etwas mehr als 180 Grad haben muss, damit ich die Übergangszonen zu der anderen Kamera die ebenfalls über 180 Grad Bildwinkel hat, zum Verbinden zur Verfügung habe.
Objektive, die einen solche weiten Bildwinkel besitzen, sind extreme Weitwinkel mit sehr kurzer Brennweite. Man nennt sie Fisheye Objektiv, weil Fische trotz ihrer seitlich angebrachten Augen nach Vorne schauen können.
Derartige Lösungen haben den Vorteil, dass man weniger Aufwand hat und das Gehäuse der Kameras klein bleibt. Andererseits bedeuten wenige Kameras auch geringere Auflösung, weniger Brillianz, weniger Schärfe. Samsungs Gear VR oder Ricohs Theta 360 sind Beispiele für diese handlichen Vertreter der Virtuellen Videoaufnahme. Für professionelle Filme sind sie aber wegen der geringen Auflösung und dem kleinen Dynamikumfang bei der Belcihtung nur bedingt geeignet.
Das extremste Fisheye Objektiv stammt übrigens von Nikon, das Nikkor-Fisheye 6/2,8 aus den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts besitzt einen Bildwinkel von 220 Grad und wiegt 5,2 kg. Da es etwa 7000 Euro kostet, stellt es keine wirkliche Alternative für VR Filmer dar.
Die starken Weitwinkel lösen in Kombination mit einer kleinen Blende ein weiteres Problem der VR Kameras, das der Schärfenebene. Sie haben nämlich eine so große Schärfentiefe, dass man, wenn man auf etwa 4 Meter scharf stellt, eigentlich alles im Bild scharf hat. Das ist wichtig, denn alle an so einem Array beteiligten Kameras müssen die gleiche Schärfenebene haben. Ist diese durch den Weitwinkel sehr großzügig, können sich weniger Fehler einschleichen.
Mehr bringt Mehr
Fisheye-Objektive neigen dazu, unschöne Farbfehler zu erzeugen. Insbesondere die chromatische Aberation ist hier kaum zu vermeiden und muss digital herausgerechnet werden. Die schlimmsten Verzeichnungen haben diese Objektive in den Randbereichen. Hier wird die Realität schon sehr massiv verzerrt. Wenn genau hier bildwichtige Elemente sind, ist der Qualitätsabfall mehr oder weniger deutlich sichtbar.
Objektive mit weniger Weitwinkel zeichnen schärfer, haben weniger Abbildungsfehler und liefern dadurch höhere Abbildungsleistung. Aber man benötigt dann einfach deutlich mehr von ihnen, damit wirklich 360 Grad rundum sowie Oben und Unten abgebildet werden. Wir sprechen hier auch von vollsphärischen Panoramen.
Anzahl der Kameras
VR Kameras, die also mehrere Kameras in ihr Array integrieren, liefern bessere Qualität.Je weniger Kameras man verwendet, umso höher muss die Auflösung der einzelnen Sensoren sein. Schließlich gibt es schlichtweg physikalische Grenzen, weshalb Aufnahmen die mit 190 Grad Weitwinkel entstehen, einfach etwas hyperreal wirken, "Space"-Gefühl vermitteln.
Aber zugleich kann man sich ausrechnen, dass mit der Zahl hochwertiger Kameras und Objektive auch der Preis für ein solches System ansteigt. Die hohe Zahl an Kameras mutipliziert auch die Fehlerquellen. Man kann sich denken, dass es eine technische Herausforderung ist, so viele Bildübergänge von einem Objektiv und Sensor zum nächsten sauber hinzubekommen. Die Kameras müssen absolut gleich justiert ("gematcht") sein und auch die Objektive sollten identische Bildwirkung erzeugen.
Je nach Weitwinkel können da schon mal bis zu 38 Kameras zusammenkommen. Alle müssen wie gesagt, gleiche Parameter und Einstellungen aufweisen, die gleiche Blende haben, den gleichen Weißabgleich, die gleiche Belichtung etc. Und sie müssen präzise synchron arbeiten.
Die Herausforderungen an die Technik sind gewaltig und man darf getrost annehmen, dass die Entwicklung hier in der nächsten Zukunft kräftige Schritte nach Vorne machen wird. Derzeitig ist die Spitzenqualität mit hoher Auflösung noch sehr kostspielig.
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