Metalab // Floresta Vermelha

Introdução

 


As pesquisas com edição de vídeo profissional em Linux no Brasil existem desde 2005. Por aquela época, fomos capazes de dominar a edição no formato DV. Em seguida, em 2007, descobrimos os caminhos para editar vídeos em alta definição, os formatos HDV.

O desafio seguinte, e o passo natural a ser dado, era trabalhar com uma resolução de tela ainda maior do que o full HD (1920×1088), entrando no terreno do chamado Cinema Digital. A tarefa também pressupunha a gravação em um formato completamente diferente, o RAW.

Para tanto, avaliamos as câmeras disponíveis no mercado. As mais usadas no Brasil são as da marca RED. Porém, criar um fluxograma de trabalho com ela para Linux não só é muito difícil, como os custos somados de aluguel do equipamento, equipe especializada para usá-lo e equipe de tratamento de imagens (específica para ela) a tornavam proibitiva.

Este artigo faz parte das contrapartidas que demos ao Centro Cultural da Espanha_SP, que abrigou generosamente duas oficinas nossas de produção.

 

 

Cinema Digital Open Source

 

Mais ou menos no meio de 2010, descobrimos a comunidade Apertus – Open Source Cinema, que buscava adaptar as câmeras Elphel 353 para Cinema Digital. Essas câmeras gravam a resoluções e taxas de quadros por segundo personalizáveis, podendo chegar a 2,5k, e possuem a vantagem extra de gravar em formatos RAW.

As Elphel são mais conhecidas por serem  usadas no projeto Google Street View, dos mapas do Google. A natureza aberta da câmera, open hardware e rodando free software (GPL) internamente, possibilitava usá-la para um fim diferente ao que ela se propunha. E era nisso que o Apertus trabalhava.

Havia uma parte grande de sotware livre na comunidade, além do existente na própria câmera. Os principais projetos eram o ElphelVision, uma plataforma elegante de controle da Elphel, e o movie2dng, o programa que converte os arquivos RAW em negativos digitais DNG, sendo que este último havia sido criado por um desenvolvedor brasileiro.

Entretanto, não havia nada relacionado à edição ou pós-edição de vídeos, feita por eles com programas proprietários. Como fazer estas etapas em Linux era uma incógnita, e havia certa descrença de que fosse possível. Se por um lado gravar em RAW permite um controle muito maior sobre as cores da imagem, por outro não existe um programa software livre capaz de processá-las em sequência, como um filme.

Dentro deste cenário, o primeiro passo, entre agosto e outubro de 2010, foi escrever o roteiro para um curta metragem, chamado “Floresta Vermelha”. A intenção já era rodá-lo com a Elphel, devido à forte identificação do projeto com a câmera. Sabendo de suas limitações, em especial da dependência de estar sempre ligada a um cabo de rede, a história era composta por cenas internas, se passava dentro de uma casa.

Em seguida, pesquisamos um workflow de trabalho possível para fazer a edição e pós edição das gravações em Linux, interligando os programas disponíveis. Esta pesquisa, publicada em artigos em outubro de 2010, parecia preliminar a quem não fosse familiarizado com edição de vídeo em Linux, mas tornou-se a base de todo o nosso projeto.

Nosso projeto

Alguns membros da comunidade Apertus já gravaram alguns vídeos usando a Elphel como câmera. Em especial, merecem menção o pioneiro Romain sur Meuse (2009), de Oscar Spierenburg; Open Land (2011), de Sebastian Pichelhofer; e First Apertus Stereoscopic 3D Shot (2011), de Nathan Clark.

Queremos dar um passo além. Nosso projeto busca fazer um curta-metragem que possa ser reconhecido como um filme pronto, um produto completo: roteiro original, trilha sonora original, atores com falas dentro de uma história.

Mais do que isso, faremos a gravação, edição e pós-produção tanto de áudio como de vídeo usando softwares livres, tendo como base a Elphel, uma câmera de hardware aberto. Até onde sabemos, ainda não há quem tenha realizado algo assim no mundo.

A câmera Elphel

 

Ao final de 2011, a Elphel abriu um programa junto à comunidade Apertus chamado The Elphel Development Camera Pool. Basicamente, a empresa emprestaria uma câmera a pessoas com projetos interessantes, em troca de pesquisa e desenvolvimento relacionada a ela, e documentação. Nosso projeto, agora de rodar o curta metragem “Floresta Vermelha”, foi selecionado em janeiro de 2012.

Uma vez que quase não há câmeras da Elphel no Brasil, fica muito difícil ter uma noção precisa de como ela é, qual o seu real potencial e quais as suas limitações. No mundo, elas têm sido usadas nos mais diversos projetos, como expedições polares. Trazendo-a para o nosso objetivo, no que se refere a Cinema Digital, ela pode ser considerada genericamente como uma Super 8 digital.

 

Isso por alguns motivos. Primeiro, porque o sensor da Elphel é praticamente do mesmo tamanho da película do filme Super 8, conforme mostra a imagem comparativa acima. Note que mesmo pequeno, o sensor alcança uma resolução consideravelmente maior do que o full HD. Isso também implica que as lentes que usaremos, se voltadas para a gravação de filme, também serão as dos formatos de filmes de 8mm ou 16mm – o padrão é o C-mount ou CS-mount (com adaptador).

 

Além disso, se gravarmos em RAW, no formato JP4 e em full-frame, chegaremos a uma taxa de cerca de 15 quadros por segundo – um dos padrões para filmes 8mm. No nosso caso, pretendemos gravar a 24 FPS, reduzindo o tamanho do quadro para cerca de 2k, com proporção de aspecto de 2.39 (padrão atual de cinema) e formato JP46 RAW, para poder chegar a este número.

A câmera Elphel no ambiente de gravação

 

Conforme mencionado, a câmera Elphel é controlada e alimentada (energia) via cabo de rede LAN. Ela também não possui um visor, tornando-se impossível operá-la sem haver um computador ou laptop durante as gravações.

Para monitorar o que está sendo visto pela lente, há que se estabelecer uma transmissão de streaming ao vivo, que pode ser feita com o MPlayer, o VLC ou qualquer outro programa reprodutor de mídia. Quando gravamos em RAW, a imagem é preto-e-branco e toda quadriculada, sendo preciso estabelecer esta conexão com um programa que além de fazer o streaming, faça o processo de debayer dos quadros em tempo real, o GStreamer.

Nos protótipos usados para se fazer vídeos tendo a Elphel como base, é comum o uso de um laptop atado ao aparato que comporta a câmera. Adotamos um estilo diferente, optando por duas pessoas responsáveis por operá-la – uma no computador, com a função de começar ou parar as gravações, além de monitorar o que está sendo gravado, e outra com a câmera, vendo a cena por meio de uma máquina fotográfica instalada no buraco de entrada do tripé (a Elphel, portanto, fica invertida no momento das gravações).

 

Existe a possibilidade de se usar algum outro dispositivo móvel como um smartphone ou tablet em vez da máquina fotográfica, enviando a transmissão do computador-base por sinal wifi. Entretanto, para que isso funcione, tal dispositivo deve ter uma placa de rede boa para que o atraso entre recebimento-retransmissão do sinal não seja significativo.

É possível usar este mesmo streaming e gravá-lo para edição, mas não será possível fazer uso dos benefícios dos arquivos RAW devido a uma incompatibilidade entre os arquivos gravados pelo GStreamer e o programa movie2dng, que os converte em sequências de imagens DNG.

Portanto, também deve ser considerado ao se montar um protótipo que a Elphel pode gravar tanto em algumas mídias Compact Flash (não todas), como em um HD externo, o mais comum. Isso adiciona um componente físico extra na armação, além de alguns cabos a mais.

O fator de processamento

Embora o que estamos tentando fazer seja uma novidade, o modelo 353 da Elphel já existe há alguns anos, e possui um poder de processamento limitado para o nosso objetivo. Note que a câmera é perfeitamente capaz de fazer tudo a que se propõe – nós é que estamos puxando seus limites para fazer algo que não seria sua função original, o de gravar filmes em alta resolução.

No ambiente de filmagem, a câmera usará o processador para fazer três coisas principais: transmitir o streaming que usamos para monitorar a cena no computador-base; gravar o filme em uma mídia, normalmente um HD externo; e atualizar as informações de interface, que costumam ser instâncias php.

Realizamos testes extensivos para definir qual o melhor equilíbrio entre essas funções e nossas escolhas relativas ao tamanho de quadro, taxa de quadros por segundo e porcentagem de compressão dos arquivos de imagem. Decidimos priorizar ao máximo os processos de gravação e streaming, minimizando o uso de interfaces gráficas e controlando a câmera por meio de scripts e de terminais, com linhas de comando.

Estimamos que desta forma será possível chegar a uma resolução próxima a 2304 x 960, a 24 FPS, no formato JP46 RAW, que permite um streaming colorido por debayer via GStreamer. A compressão das imagens vai depender da cena, mas deve ficar entre 95% e 98%. O gráfico abaixo é um comparativo entre a taxa de compressão usada e a qualidade real de imagem obtida, mensurada em Bits Per Pixel (BPP).

 

A lente e o foco

Uma das maiores dificuldades ao se operar uma Elphel em um ambiente de gravação é saber se o objeto de interesse está focado, o quanto está focado e qual é a profundidade focal de campo.

A câmera possui um programa interno de ajuda a foco. O programa DOFView também seria uma alternativa interessante, no caso de se trabalhar com um foquista, pois faz toda a análise matemática das distâncias, em interface gráfica. Porém, nossa lente não se comportou como o esperado, o que pode ser um problema ótico do equipamento ou mesmo uma compatibilidade não tão boa entre ela e a câmera.

Nossos testes apontaram que o melhor é garantirmos um campo focal vasto, como pode ser visto na primeira imagem, abaixo e à esquerda. Esta configuração se apresentou em quase todos os cenários com abertura de íris de 4 ou 5.6, não importando de a distância para a qual a lente estava configurada fosse pequena ou para o foco infinito. A segunda imagem, abaixo e à direita, mostra um cenário típico de aberturas de íris de 1.8 ou 2.8. Objetos situados entre 1m e 2m tendem a ficar focados, não importando se a lente está configurada para distâncias próximas ou não.

 

Edição e pós edição

Finalmente, com todo o material gravado, entraremos nas fases gêmeas de edição e pós edição. É nesta etapa onde nosso projeto terá a maior contribuição para a comunidade de software livre de Cinema Digital.

Quando se grava em RAW, a Elphel grava uma série de imagens em JP46 agrupadas em um contêiner MOV. Estas imagens devem ser transformadas em negativos digitais, o DNG, e, deles, em JPEGs menores, os chamados proxies. Para que estes proxies possam ser editados e vistos como um filme no programa de edição, o Cinelerra, eles devem passar por um programa chamado img2list.

Para a pós edição, as imagens usadas devem ser isoladas, para serem tratadas no UFRaw. Dele, sairão as imagens finais, em TIF, que usaremos para fazer o processamento (render) final, dando origem ao vídeo final propriamente dito.

Ou seja, em palavras mais simples, são várias etapas que devem ser feitas uma vez para cada vídeo gravado. Trata-se de um trabalho lento e estafante, que é muito melhor executado se concatenarmos todos estes processos por meio de scripts de automação. Eles farão tudo o que está descrito acima, exceto o tratamento de imagem que é realizado pelo fotógrafo. Enquanto o computador trabalha, podemos nos ocupar com outras coisas.

Esta etapa é descrita em detalhes em um artigo específico. Os scripts mencionados estão plenamente funcionais, e podem ser adaptados a uma interface gráfica no futuro. Eles são pensados para um workflow usando Cinelerra, mas é possível usar quase todo o workflow para Blender, com adaptações.



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Written by qazav_szaszak

6 de fevereiro de 2013 às 17:44

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