Zeitraffer

Zeitrafferprojekte:

Ein Thema was mich schon immer fasziniert hat, sind Zeitrafferaufnahmen. Es gibt hier sehr gute Beispiel für perfekte Zeitrafferaufnahmen. Als sich herausstellte, dass in meiner unmittelbaren Nähe zwei Großbaustellen entstehen, hab ich mir eine entsprechende “günstige” Umsetzung überlegt.

Problemstellung:
  • Da die Bauphase über 4 Jahre beträgt, muss das ganze Projekt entsprechend langlebig ausgelegt werden.
  • Mangels Stromversorgung muss das Projekt mit Batteriebetrieb auskommen
  • Wetterfeste Konstruktion
  • Stabiler Standort
1. Lösungsansatz:

In einem ersten Aufbau wurde eine Handelsübliche Kleinbildkamera verwendet. Hinzu kommt eine Zeitschaltuhr mit Schaltausgang und Batteriefach.

Der Photoapparat besitzt einen selbsttätigen Filmtransport und wurde so umgebaut, daß die Zeitschaltuhr den Auslöser betätigt. Entsprechend dem Sonnenstand wird um 15.00 Uhr ein Photo ausgelöst. Nach 36 Aufnahmen muss dann der Film gewechselt werden.

Zeitrafferaparat offen

Der Film wurde dann im Photolabor entwickelt und direkt auf Photo CD belichtet. Die Einzelbilder, die ja jetzt hochauflösend auf CD vorliegen, werden mittels entsprechender Software (hier ULEAD Media Studio) aneinander “geklebt”. Eine erste Auswertung brachte ein grosses Problem zu Tage:

Der Film “hüpft” stark hin und her. Das Problem: Die Kleinbildfilmstreifen können beim Scannen natürlich in ihrer Position nicht exakt eingelesen werden, was zu starken Positionsänderungen der einzelnen Bilder führt. Jedes Bild muss also vor dem Einbinden in die Animationssoftware entsprechend ausgerichtet (in der Lage und der Drehung) werden. Ein Verfahren, was sich in der Praxis als nicht tauglich erweist.

2. Lösung:

Das Problem ist die analoge Bilderfassung. Dadurch wurde die Analoge Kleinbildkamera durch eine (leider wesentlich teurere) Digitalkamera ersetzt. Die Stromversorgung wurde wegen des sehr hohen (einschalt-) Stroms durch NiMH Akkus (3600mAh) ersetzt. Entsprechende technische Änderungen mussten an der Digitalkamera vorgenommen werden. So darf sich das Objektiv im Standby nicht einfahren. Wenn die Kamera abschaltet, muss sie sich vor jedem Photo wieder einschalten. Ebenfalls darf das eingestellte Programm (Auflösung, Blende, Zoom...) nicht verloren gehen.
 

Nach dem diese Probleme durch diverse Versuche und Änderungen eliminiert wurden, konnte das erste Zeitrafferprojekt im Jahr 2002 starten.

Ein Dach über dem Photokasten verhindert etwas den direkten Regen-/Schneebefall auf der Glasscheibe vor dem Objektiv. Mittlerweile konnten viele Fehler minimiert werden, so dass nur alle 3 Wochen der Speicherchip der Kamera ausgelesen (per Laptop vor Ort) und die Akkus ersetzt werden müssen.

Bei starken Schneefällen muss allerdings die Glasscheibe vor dem Objektiv regelmässig gereinigt werden.

Zeitrafferaperat von aussen

Mehr Details und Fragen kann ich gerne per Email beantworten. Weitere Infos zu den einzelnen Projekten gibt es auf den entsprechenden Unterseiten, die oben ausgewählt werden können.


Neuere Versuche:

Mittlerweile sind schon einige Digitalkameras auf dem Markt, die sogar schon eine Zeitrafferfunktion oder auch Intervall-Aufnahme mit sich bringen. Eine aktuelle Suche ergab folgende Kameras, die aber leider alle ihre Nachteile haben:

Die Firma Olympus bietet mit der SP Serie (z.B: SP-350 / SP-565) einige Digitalkameras an, die eine Intervallaufnahme unterstützen.

  • Vorteil: Individuelle Zeitabstand zwischen den Aufnahmen von 1 bis 99 Minuten frei wählbar.
  • Nachteil: Maximale Bilderfolge nur 99 Bilder. Danach muss die Funktion neu gestartet werden.

Somit scheiden diese Kameras für ein Langzeitprojekt aus.

Olympus SP

 


Die Firma Nikon bietet ebenfalls mit der Coolpix Serie (z.B: S520) Digitalkameras mit Intervall-Aufnahme an.

  • Vorteil: Individuelle Zeitabstand zwischen den Aufnahmen von 10 sec bis 60 Minuten frei wählbar. Aufnahme bis Speicher voll oder 1800 Bilder erreicht sind.
  • Nachteil: Die Bilder werden als Filmsequenz gespeichert, die leider auf 640 x 480 Bildpunkte beschränkt ist.

Auf Grund der Auflösungsbeschränkung scheidet auch diese Kamera für ernsthafte Ergebnisse aus.

Nikon Coolpix

 


Die Firma Ricoh bietet ebenfalls mit der Caplio Serie Digitalkameras mit Intervall-Aufnahme an.

  • Vorteil: Individueller Aufnahmeintervall in jeder Länge zwischen 5 Sekunden und 3 Stunden, in 5-Sekunden-Schritten einstellen.
  • Nachteil: Die Intervalleinstellungen werden aufgehoben, wenn die Kamera ausgeschaltet wird. Somit darf die Kamera nicht automatisch ausgeschaltet werden (z.B. über Nacht) da beim wiedereinschalten die Intervall-Funktion deaktiviert ist.

Allerdings unterstützt diese Kamera bisher am Besten die gewünschte Funktion, so dass ich eine Caplio R7 in einem neuen Projekt testen werde.

ricoh


Softwarelösung:

 

Eine weitere gute Möglichkeit ist die Steuerung der Digitalkamera per Software. Viele Modell können hierzu mittels USB-Schnittstelle gesteuert und ausgelesen werden.

  • Vorteil: Individueller Aufnahmeintervall in fast jeder Länge. Kaum Probleme mit dem Speicherplatz, da die Bilder direkt auf den Rechner übertragen werden.
  • Nachteil: Selbst beim Einsatz eines Laptops eignet sich diese Lösung auf Grund der Grösse und des Stromverbrauchs nur eingeschränkt für den mobilen Einsatz. Langzeitaufnahmen sind so nicht möglich.

Einige Kamerahersteller liefern bereits eine entsprechende Capture und Bediensoftware für ihre Kameras mit. Es gibt aber auch recht gute Steuersoftware im Netz wie GBTimelapse.

GB-Ttimelapse


Grundlagen:

 

PAL-Videos bestehen aus 25 Vollbildern pro Sekunde, das sind also 1500 Bilder pro Minute. Wenn man nun halb so viele Frames wie normal aufnimmt (also 12,5 Bilder pro Sekunde), ist die Wiedergabegeschwindigkeit natürlich doppelt so schnell. 1 Bild pro Sekunde bedeutet so eine Beschleunigung um das 25-Fache.

  • Beschleunigungsfaktor = 25 / aufgenommene Frames pro Sekunde
  • Beschleunigungsfaktor = 1500 / aufgenommene Frames pro Minute
  • Beschleunigungsfaktor = 90000 / aufgenommene Frames pro Stunde

Dabei sollte man beachten, dass die Abspieldauer der aufgenommenen Bilder entsprechend dem Beschleunigungsfaktor sinkt. Also 2 Stunden Aufnahmedauer bei 60 Bildern pro Minute ergeben einen 4,8 Minuten langen Film (Faktor 25), bei 10 Bildern pro Minute ist der resultierende Film nur noch 48 Sekunden lang und ist so auf das 150-Fache beschleunigt.

Man kann die Zeitdauer natürlich auch verlängern, wenn man jedes Einzelbild länger nutzt, also die Länge künstlich wieder streckt und dieselben Bilder mehrfach hintereinander abspielt.

Abspieldauer = Aufnahmedauer / Beschleunigungsfaktor

Speicherplatzverbrauch:

Bei Digitalkameras ist natürlich der Speicherverbrauch enorm wichtig, gerade wenn es um Langzeitdokumentationen geht. Allerdings wird man hier auch nicht minütlich ein Foto brauchen. So wurde für das Langzeitprojekt der Allianz Arena und der Faulbehälter nur jeweils 1 Foto pro Tag erstellt.

Betrachte ich nun die Möglichkeit einer Digitalkamera, so reichen die heute üblichen Auflösungen mehr als aus. Wenn ich im späteren Film keine Schwenks oder Zoomfahrten vornehmen will, dann genügt für echte HD-Auflösung eine Pixelauflösung von 1920 * 1080 Pixel. Es genügt also schon eine Auflösung von 2 Megapixel. Für den Speicherverbrauch genügt meist ein Blick in das Kamerahandbuch. Bei Verwendung der nächsthöheren Auflösung stehen bei der Ricoh R7 z.B. folgende Werte zur Verfügung:

Bildqualität

Bildgröße

Interner Speicher

128 MB

256 MB

 512 MB

1 GB

2 GB

4 GB

Normal

2048 × 1536

31

165

331

667

1285

2560

5027

 

 

Wenn ich nun für ein Langzeitprojekt alle 2 Minuten ein Foto mache, so kommen ich mit einer 4-GB-Karte theoretisch 7 Tage aus. Allerdings dürfte das der Akku nicht mitmachen. Also muss auf jeden Fall eine externe Stromquelle mit größeren Akkus eingebaut werden.