La mejor configuración para Canon 70D para mi aplicación

Soy ingeniero en robótica y no tengo ninguna experiencia en fotografía. Para un proyecto, necesito tomar algunas fotos de algunos objetos y necesito su experiencia para establecer la configuración óptima porque mi configuración no es normal. ¡Tengo una Canon EOS 70D con lente STM de 18-55 mm y la cámara está montada en un vehículo que se mueve! En primer lugar, la cámara tiembla mucho. Mientras leo, necesito aumentar la velocidad del obturador para eliminar el efecto de la vibración. En segundo lugar, la cámara apunta al suelo y toma fotografías de objetos que están en el suelo (supongamos que toma fotografías de plantas en un campo). Realmente aprecio sus comentarios y sugerencias para establecer la configuración de mi cámara para obtener imágenes lo más claras posibles con esta configuración. Mi prioridad es capturar la mayor cantidad de detalles posible y no necesito ningún efecto especial. ¿Debo usar el modo AV, ¿Modo TV o modo manual? ¿La lente STM de 18-55 mm es útil para mi aplicación? Nuevamente gracias de antemano por compartir sus conocimientos.

Proporcione algunos detalles más. Cuando dice "se sacude mucho", ¿es porque la plataforma de montaje tiene cierto grado de juego libre? ¿O el soporte es resistente, pero el vehículo tiene muchos modos de vibración? ¿Cuál es la frecuencia aproximada de la(s) vibración(es)? ¿A qué distancia está la cámara del suelo/sujeto fotografiado? ¿Cuánta dimensión vertical tienen los sujetos (es decir, qué tan altos son los pastos/plantas, y necesita un enfoque nítido (profundidad de campo) en un amplio rango del eje z)? ¿Qué tan rápido se mueve el vehículo? ¿Cuánto campo de visión desea cubrir en una sola imagen?
@scottbb gracias por tu comentario. La cámara está unida a la carrocería del vehículo y la vibración se debe a la vibración de todo el vehículo. Supongamos que el vehículo se mueve en un campo y hay muchos altibajos allí. Sobre la frecuencia de vibración no tengo un número exacto pero la misma cantidad de vibración que puede hacer un vehículo normal mientras está en movimiento. La distancia entre la cámara y el suelo puede ser de 2 a 2,5 metros como máximo y la distancia mínima desde la cámara hasta la parte superior del objeto puede ser de ~20 cm. El vehículo se mueve a un máximo de 10 a 15 millas por hora y no es rápido.
@scottbb sobre el campo de visión, necesito capturar lo más amplio posible y el objetivo es ver claramente los detalles y los colores reales de los pastos. Espero haberme explicado bien. Si necesita más información, por favor hágamelo saber.
Honestamente, por lo que parece que estás tratando de hacer, algo como una GoPro probablemente funcionaría mucho mejor.
@MichaelClark, el problema es que GoPro no se puede conectar a mi software de procesamiento de imágenes.
@Mechatronics ¿Su aplicación de software no puede manejar archivos JPEG?
@MichaelClark El controlador no es compatible con GoPro como dispositivo de entrada. Ahora estoy usando una cámara web y el único problema es la mala calidad. De lo contrario, no necesitaba tocar mi sistema. Pero siempre quise aprender más sobre fotografía y creo que esta es una buena oportunidad para intentarlo.
Lo primero que debe aprender sobre fotografía es cómo combinar las herramientas con el trabajo. Sus requisitos requieren una cámara robusta con un sensor más pequeño (para que pueda usar distancias focales más cortas a distancias bastante cortas para obtener el mismo campo de visión que con un sensor más grande y distancias focales más largas que brindan una profundidad de campo más estrecha a distancias similares con campos similares de vista). Su pregunta no menciona el requisito de trabajar como dispositivo de entrada con hardware/software específico. Solo dice que necesitas tomar fotos.
"Estoy usando una cámara web ahora..." ¿Así que en realidad no estás tomando fotos, estás transmitiendo video?
@MichaelClark ahora mi sistema es diferente. De hecho, transmito video por cámara web a mi código y obtengo una captura de pantalla cuando quiero. Pero ahora estoy usando Canon SDK para controlar la cámara de forma remota. Sobre las herramientas adecuadas, estoy totalmente de acuerdo, pero no tenía muchas opciones debido a las limitaciones del controlador.
Todavía suena como si estuviera tragando un camello usando el 70D para evitar forzar a un mosquito para resolver el problema del controlador. Hay muchas maneras de hacer lo que quieras con una pequeña cámara de "acción" que son más baratas que comprar una herramienta como la 70D que no es tan capaz de hacer lo que quieres.
@MichaelClark Me gustaría poder explicar exactamente cómo funciona mi programa, pero no es tan fácil como parece. Ninguna de las cámaras de acción se puede utilizar en MATLAB como dispositivo de adquisición de imágenes. Hay cámaras especiales con protocolos especiales de control remoto como GigE, pero son muy caras. Intenté conectarme a GoPro durante mucho tiempo y no logré nada. Ahora mi objetivo es saber cuál es la mejor configuración para esta cámara que tengo con esta configuración. El vehículo no tiene tantos baches como dije. ¡Suponga que está sosteniendo una cámara mientras está sentado en un automóvil todoterreno y dispara árboles en una jungla!

Respuestas (2)

Si bien las preguntas reales que hizo no tienen un alcance muy amplio ("¿Debería usar el modo Av/Tv/Manual?" y "¿El lente 18-55 STM es útil para mi aplicación?"), creo que los detalles de su el caso de uso abre esto a una ENORME gama de consideraciones.

¿Debo usar el modo Av, el modo Tv o el modo manual?

Debes usar el modo manual, con ISO automático. Su objetivo principal es "detener el movimiento" del suelo/plantas que se acercan a través de su campo de visión. Eso significa que su consideración principal es la velocidad de obturación. Cuanto más rápida sea la velocidad de obturación, más "congelará" el movimiento. El inconveniente es que disminuir el tiempo de exposición reducirá la cantidad de luz recolectada, oscureciendo la imagen (a menos que se corrija con una apertura más amplia, un ISO más alto, más luz sobre los sujetos o alguna combinación de esos tres). Consulte la pregunta relacionada, ¿Cuál es la velocidad de obturación necesaria para detener el movimiento?

Su preocupación secundaria, pero aún importante, es la profundidad de campo (¿ Qué significa pequeña profundidad de campo? ). En función de las dimensiones indicadas (la cámara puede estar a 2 o 2,5 m del suelo y los objetos pueden estar a una distancia de hasta 20 cm del objetivo), necesita una gran profundidad de campo o rango de distancia delante de la cámara. cámara que esté aceptablemente enfocada . La profundidad de campo está determinada por varios factores, pero de ellos, el único sobre el que tendrá un control más o menos arbitrario es la apertura (relacionado: ¿ Qué determina exactamente la profundidad de campo?). Las aperturas más pequeñas se traducen en profundidades de campo más grandes, y los ajustes de apertura más grandes crean profundidades de campo más superficiales. Debido a que tiene una amplia gama de distancias de sujeto que deben ser lo más nítidas posible, tiene pocas opciones en la apertura. Desea que su apertura sea lo más amplia posible para dejar entrar más luz (para permitirle usar una velocidad de obturación rápida), pero está limitado a un tamaño de apertura máximo que es bastante pequeño para mantener suficiente profundidad de campo. Ver también:

Por lo tanto, tanto la velocidad de obturación como la apertura tienen restricciones estrictas de "límite inferior". Por lo tanto, debe seleccionarlos y mantenerlos fijos. Por lo tanto, necesita el modo Manual.

No necesita controlar ISO; deja que la cámara lo elija por ti, usando Auto-ISO. Aumentará el ISO a un nivel lo suficientemente alto para compensar un obturador rápido y una apertura pequeña. Es decir, si hay suficiente luz brillando sobre sus sujetos.

Algunos problemas con los que tendrá que lidiar: menciono estos problemas aquí para que pueda comenzar a pensar en ellos y formular nuevas preguntas para hacer. Las respuestas completas a estos problemas están más allá del alcance de esta pregunta original.

  1. Distancia mínima de enfoque de la lente: la lente STM de 18–55 mm tiene una distancia mínima de enfoque cercano de 25 cm , medida desde el plano del sensor de la cámara ( ¿Cuál es el plano de referencia utilizado cuando se mide la distancia mínima de enfoque? ). Dijiste que tus sujetos podrían acercarse a unos 20 cm de la cámara. Para ser específicos, siempre que los sujetos no se acerquen más de 20 cm al frente de la lente, la longitud de la lente más el grosor del cuerpo de la cámara combinados colocarán el plano del sensor de su cámara a más de 25 cm de los sujetos, lo que garantiza que no estar dentro de la distancia mínima de enfoque.

  2. Probablemente tendrá que mantener un enfoque constante (fijo) (sin enfoque automático): en el peor de los casos, a una velocidad de 15 mph, el suelo se encuentra frente a su campo de visión a 6,7 ​​m/s. Con los objetos moviéndose rápidamente a través del campo de visión, a distancias de sujeto tan variables (un rango de aproximadamente 2 m), el enfoque automático de su cámara no tendrá tiempo para encontrar algo para enfocar. Y eso ignora la velocidad del motor de enfoque automático de la lente, que no es particularmente notable para esa lente. Por lo tanto, deberá determinar una distancia de enfoque fija, pegar con cinta adhesiva el anillo de enfoque y configurar el cuerpo en el modo de enfoque manual.

  3. Limitaciones de la profundidad de campo: a 18 mm, la mayor profundidad de campo que teóricamente puede lograr es con una configuración de apertura de ƒ/22 (la apertura más pequeña para su lente). Pero eso solo producirá una profundidad de campo de aproximadamente 30 cm a 1,1 m (un rango de DoF de 0,8 m). Su única opción para lograr un DoF de al menos 2 m es restringir la distancia más cercana del sujeto a 35 cm o más. Sin embargo, nada es gratis en fotografía...

  4. Difracción en aperturas pequeñas: al detenerse en ƒ/22 para lograr una mayor profundidad de campo, se encuentra dentro del límite de difracción de la lente, lo que provoca algo de borrosidad y pérdida de detalles (consulte: ¿Qué es un "límite de difracción"? ) . Cuando la difracción se tiene en cuenta en el cálculo de la profundidad de campo, más allá de ƒ/8 a ƒ/11, la mayor profundidad de campo se compensa con la pérdida de detalle causada por la difracción. A ƒ/8, para tener una profundidad de campo de 2 m, tendrás que elevar la cámara a 3 m del suelo y enfocar en un punto 1,45 m por debajo de la cámara. Esto no deja margen para el desplazamiento vertical, etc.

  5. Iluminación: a modo de ejemplo, supongamos que utiliza su velocidad de obturación más rápida de 1/8000 s (cuya elección y cálculo son importantes , pero esta respuesta ya es demasiado larga). A esa velocidad de obturación, con la cámara moviéndose a 15 mph, el movimiento se detiene a menos de 1 mm durante la exposición. A ƒ/8, eso equivale a un valor de exposición de 19 . A modo de comparación, una escena iluminada en condiciones soleadas y luminosas tiene un EV de 16. La diferencia de 3 pasos (19 – 16) es la cantidad que ISO tendrá que compensar para tener una exposición nominalmente "correcta". Bajo estas condiciones ideales, el ISO automático de su cámara seleccionará un ISO de 800. Por lo tanto, bajo iluminación natural, luz solar brillante, el ISO más bajo que puede usares 800. Todas las demás condiciones de luz natural requerirán un ISO más alto. Su cámara llegará a ISO 25600 (aunque, según tengo entendido, probablemente no querrá ir más allá de 12800 debido al ruido de ISO alto). 12800 es solo 4 paradas más que ISO 800, lo que significa que con un obturador fijo de 1/8000 a ƒ/8, su Auto ISO solo tendrá alrededor de 4 paradas de rango para compensar los cambios en los niveles de luz.

    Tenga en cuenta también que disparar directamente a la vegetación es notablemente más oscuro que disparar una escena típica paralela al horizonte con el cielo de fondo. Por lo tanto, el ISO 800 indicado anteriormente es el ideal teórico . Probablemente, en el día más brillante, cuando dispare directamente a la vegetación, el ISO automático de su cámara probablemente estará seleccionando alrededor de ISO 1600. Por lo tanto, si sus condiciones son algo menos que la luz del día brillante, probablemente tendrá que planear agregar fuentes de luz artificial para su escena para controlar la exposición.

¿La lente STM de 18-55 mm es útil para mi aplicación?

Si y no. Parece que estás en las etapas preliminares de este diseño. Solo tendrá que hacer algunos prototipos y un poco de prueba y error para descubrir qué va a funcionar y qué no. Para fines de creación de prototipos, el 18-55 STM es una buena elección por dos razones principales:

  1. Es barato. Las cámaras y los objetivos son equipos sensibles. Las SLR especialmente tienen muchas partes móviles. La vibración podría acortar la vida útil de la lente, por lo que probablemente sea importante reemplazarla a bajo costo, especialmente en la etapa de creación de prototipos.

  2. Es una lente de zoom. Probablemente usará el extremo más ancho del rango de zoom (18 mm) en lugar del extremo estrecho (55 mm), pero probablemente será útil durante la etapa de creación de prototipos para poder ajustar su distancia focal.

Sin embargo, una vez que haya marcado sus parámetros y esté fuera de la etapa de creación de prototipos, una lente de zoom probablemente no sea óptima debido a la posición de montaje. Montar la cámara apuntando directamente hacia abajo, en un entorno vibratorio, es la peor configuración absoluta para una lente de zoom, cuando se trata de la estabilidad de la configuración/fijación de la distancia focal. Esto se debe a que los elementos de zoom de la lente se mueven longitudinalmente a lo largo del eje óptico, que en su caso es recto hacia arriba y hacia abajo. Las vibraciones constantes actuarán para tirar del elemento de zoom hacia abajo, cambiando su distancia focal (su cantidad de zoom). Tendrá que pegar con cinta adhesiva el anillo del zoom para evitar que gire por el peso del elemento del zoom que vibra.

Desafortunadamente, aunque una lente principal (longitud focal fija) probablemente sea mejor que un zoom, desde el punto de vista de la durabilidad y la simplicidad, el STM de 18–55 mm es probablemente la mejor compensación entre gran angular y precio.

Durante la creación de prototipos, es posible que descubra que 18 mm no ofrece un campo de visión lo suficientemente amplio. En ese caso, tienes algunas opciones limitadas:

  • El USM de 10–22 mm de Canon probablemente tenga un rango de zoom más útil para su situación, pero cuesta entre 2 y 3 veces el STM de 18-55 mm.
  • El 10–20 mm ƒ/4–5.6 EX DC HSM de Sigma cuesta aproximadamente 2/3 del precio del 10–22 mm de Canon.
  • El 10–24 mm F/3.5–4.5 Di II de Tamron tiene un precio entre los lentes de Sigma y Canon anteriores.

Hay otras opciones, así como algunos lentes fijos gran angular, pero casi todos son más caros que los lentes anteriores.

Busqué las especificaciones de un par de esos lentes: el enfoque más cercano parece estar entre 23 y 25 cm, lo que podría ser un problema.
Un comentario importante que hacer es que el enfoque cercano se mide desde la posición del plano focal, no desde el frente de la lente como algunos pueden suponer (en parte porque algunas lentes mueven su elemento frontal mientras enfocan). La posición del plano focal se indica en el 70D mediante un pequeño círculo cruzado entre la pantalla LCD superior y la joroba del visor.
@KamenMinkov Buen punto. Aquí está la pregunta relevante: ¿ Cuál es el plano de referencia que se usa cuando se mide la distancia mínima de enfoque?
@Tetsujin Excelente punto. Esa es otra restricción de ingeniería en un sistema que ya tiene algunas restricciones difíciles de superar.
Gracias a todos, especialmente a Scottbb y Tetsujun por su completa respuesta. Sé que puede parecer extraño, pero necesito estudiar más sobre todos los detalles que explicaste porque, como dije, no tengo experiencia con la sesión de fotos DSLR. Les responderé a todos pronto. Continúe enviando comentarios y sugerencias, ya que pueden ser útiles para mí. gracias de nuevo
@KamenMinkov Gracias por tu comentario. Lo consideraré.

scottbb ha cubierto más que adecuadamente el lado de la fotografía pura, así que me gustaría agregar otro aspecto.

Hacer rebotar una cámara repetidamente sobre un campo accidentado en una montura dura y esperar que dure más de una semana será una curva de aprendizaje costosa.

Vería que los tres puntos principales de falla potencial son:
los elementos de la lente se desalinean,
el acoplamiento de la lente/cuerpo se distorsiona o se rompe y
el espejo se desalinea o se separa.

Consideraría seriamente invertir en algún tipo de montura de estabilización de cámara.

Trabajo en Cine/TV pero no como camarógrafo, así que he visto muchos de estos en uso pero no tengo ninguna recomendación específica.

Steadicam es la descripción genérica habitual, pero es una marca comercial, por lo que es como tratar de encontrar un aspirador Dyson en Google.

Por lo tanto, buscar en Google "soporte de vehículo de estabilización de cámara" mostrará muchas opciones, desde quizás $£€ 500 en adelante, probablemente más cerca de 1000-1500 antes de que comience a alcanzar la calidad 'profesional', y en adelante hasta 100-150k para algo puedes colgar con seguridad una cámara de cine de 70 mm.

Consideraría que uno aproximadamente del valor de la cámara y la lente sería una inversión razonable.
También puedes alquilar este tipo de cosas.

Otro gran punto a favor es que también estabilizará las imágenes.