Ausrüstung zur Erstellung von TimeLapse-Videos

Das Erstellen einfacher Zeitraffer- bzw. TimeLapse-Videos kann prinzipiell mit jeder Kompakt-, Bridge- oder Spiegelreflex-Kamera erfolgen, solange diese eine Funktion zur Intervall-Aufnahme bietet. Im einfachsten Fall wird eine Fotoserie aufgenommen, die dann mit einer Framerate von 25 Bilder/sek als Video abgespielt wird.

Dabei ist Folgendes zu beachten:

  1. Nahezu alle Kameras erzeugen bei geringem Umgebungslicht stark unterbelichtete Fotos im Automatikmodus, da die maximale Verschlusszeit in der Regel auf wenige Sekunden begrenzt ist. Der Belichtungssensor liefert allerdings auch bei sehr geringem Umgebungslicht meist noch verwertbare Daten! Durch die softwarebedingte Einschränkung der maximalen Verschlusszeit werden die technischen Möglichkeiten der Kamera bei Langzeitbelichtungen daher (insbesondere nachts) nicht mal ansatzweise ausgereizt.
  2. Der Stromverbrauch der Kamera ist in der Regel so groß, dass die Kapazität des internen Akkus die Anzahl der Fotos und damit die Länge des Zeitraffervideos sehr stark limitiert.
  3. Bei längeren Zeitraffer-Aufnahmen muss die Kamera vor Feuchtigkeit geschützt werden, da nicht nur direkter Niederschlag/Regen sondern auch (insbesondere in kalten Nächten) Kondenswasser die Funktion und Lebensdauer erheblich beeinträchtigen kann.

Um diese Einschränkungen weitestgehend zu kompensieren wurde eine modifizierte Canon Powershot S90 mit externer Stromversorgung und wasserdichtem Gehäuse verwendet.

 

Hardware

Die von mir verwendete Hardware besteht im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:

  • Canon S90 Kompaktkamera mit dem Firmware-Aufsatz CHDK
  • USB-Powerbank
  • wasserdichtes Gehäuse

AUS-TL

Die Canon S90 mit DIGIC IV Image Processor weist neben einem relativ geringen Rauschen bei hohen ISO-Werten eine akzeptable Brennweite von 28mm (KB) und eine gute Lichtstärke von 1:2.0 im Weitwinkelbereich auf. Des Weiteren ergeben sich durch die Verwendung des Canon Hack Development Kit (CHDK) umfangreiche Möglichkeiten zur Erweiterng des Funktionsumfangs und zur individuellen Anpassung der Kamera. In Kombination mit dem geringen Preis für eine gebrauchte S90 eignet sich dieses Modell somit hervorragend für die Intervallaufnahme der benötigten Bilder – auch bei geringer Lichtstärke.

Um einen gesamten Tag-Nacht-Zyklus aufzunehmen, reicht die Energie des Standardakkus der S90 bei weitem nicht aus, sodass eine externe Stromversorgung realisiert werden muss. Die Verwendung eines Akkus-Dummies mit Schutzdiode und einem Standard USB-Typ-A Stecker ermöglicht die einfache Nutzung einer USB-Powerbank als Stromversorgung. Mit einer Kapazität von ca. 10.000 mAh kann, je nach Umgebungstemperatur, eine Betriebsdauer der Kamera von ca. 24 Stunden erreicht werden.

Zum Schutz der Kamera und der USB-Powerbank vor Feuchtigkeit wurden alle Komponenten in einem wasserdichten Gehäuse untergebracht. Im Bereich des Objektivs wurde ein Loch ins Gehäuse geschnitten und durch das Einkleben eines Foto-UV-Filters wieder wasserdicht verschlossen. Die Verwendung eines Fotofilters bietet sich an, da diese günstig zu erwerben sind und mögliche Reflektionen auf ein Minimum reduzieren. Insbesondere wenn die Kamera und das luftdicht verschlossene Gehäuse starken Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, ist die Verwendung von regenerierbaren Silica-Gel-Beuteln sinnvoll, um Kondenswasserbildung bzw. ein Beschlagen der Filterscheibe in Inneren des Gehäuses zu verhindern. Am Boden des Gehäuses wurde eine Aluminiumplatte mit 1/4″-20 Gang-UNC-Stativgewinde befestigt und an den Seiten wurden abgedichtete Stehbolzen vorgesehen, um eine Fangleine oder Erdspieße zu befestigen. Der Rückdeckel des Gehäuses wurde mit starken Neodym-Magneten versehen, um das Gehäuse mit geringem Aufwand an Stahltragwerken (Brücken, Strommasten) befestigen zu können.

Software – CHDK

Die Verwendung des Canon Hack Development Kit (CHDK) ermöglicht die Programmierung (Ubasic, Lua) eigener Skripte, um beispielsweise eine Intervallaufnahme zu realisieren oder Belichtungszeiten auf Grundlage der Rohdaten des Belichtungsmessers selbst zu berechnen.

Bei der Erstellung meines Skriptes konnte ich sehr viel aus anderen, frei verfügbaren Skripten lernen. Aus diesem Grund stelle ich auch mein Skript allen Interessierten frei zur Vefügung. Viel Spaß damit!

 

Kurze Anleitung:

  • Parameter a: Eingabe des Aufnahmeintervalls # in Sekunden
  • Parameter b: Mittelungen der Belichtungsmessung über die letzten # Bilder
  • Parameter c: Belichtungskorrektur für alle Aufnahmen in # 1/3-EV-Schritten
  • Parameter e: Maximal zulässiger ISO-Wert # bei geringer Lichtstärke
  • Parameter g: Erstellung von 3 HDR-Aufnahmen (Tag) mit -# 1/3-EV, Standardbelichtung (zzgl. Parameter c), +# 1/3-EV
  • Parameter h: Maximale Belichtungszeit # in Millisekunden bei der noch Tag-HDRs (Parameter g) aufgenommen werden.
  • Parameter i: Anzahl # der Nacht-HDR-Bilder (hier nur manuelle Eingabe der Belichtungszeit möglich)
  • Parameter j: Maximale Belichtungszeit # bei Nacht (bei i=1…3)
  • Parameter k: Maximale Belichtungszeit # bei Nacht-HDRs (nur bei i=2…3)
  • Parameter l: Maximale Belichtungszeit # bei Nacht-HDRs (nur bei i=3)
  • Parameter x: Fokus auf “Unendlich” einstellen

 

--- Lua-Skript anzeigen ---

 

► Download TL_BRU.lua

 

Bitte beachten:

  1. Das Skript wurde ausschließlich für die S90 programmiert, sodass bei der Verwndung anderer Kamera-Modelle entsprechende Modifikationen notwendig werden.
  2. Ich habe keine umfangreichen Kommentare geschrieben, da die grundlegenden Funktionen eigentlich selbst erklärend sein sollten.

 

Software – Virtual Dub

Um die einzelnen Bilder zu einem Video zu verarbeiten empfehle ich die Verwendung des Video capture/processing Utility – Virtual Dub (GNU/GPL). Die Verwendung von Virtual Dub bietet u.a. die Möglichkeit mehrere Filter gleichzeitig auf das Bildmaterial anzuwenden sowie die gewünschte Größe und Framerate individuell festzulegen. Da es eine erhebliche Anzahl von Tutorials für Virtual Dub gibt, möchte ich im Folgenden lediglich zwei Filter vorstellen, die für die Erstellung von TimeLapse Videos von besonderem Interesse sind:

1. Trotz der Möglichkeit Belichtungswerte per CHDK über mehrere Bilder zu mitteln sind Helligkeitsunterschiede zwischen den einzelnen Bildern in der Regel nicht zu vermeiden. Diese Helligkeitsunterschiede führen im Video zu einem deutlich wahrnehmbaren und störenden Flackern. Um dieses zu minimieren ist der Einsatz des Filters Deflicker 1.3 von Donald Graft zu empfehlen.

2. Im Laufe der Zeit altert der CCD-Chip und es treten vermehrt tote Pixel im Bild auf, die sich insbesondere bei Nachtaufnahmen störend bemerkbar machen können. Um diese Pixel zu eliminieren, bietet es sich an, zunächst ein Referenzbild mit abgedecktem Objektiv aufzunehmen und auf diesem alle toten Pixel zu markieren. Im zweiten Schritt kann dieses Referenzbild genutzt werden um mit dem Filter DeLogo 1.3.2 von Karal Suhajda die entsprechenden Bereiche auf den Bildern zu maskieren und diese, basierend auf den umgebenenen Pixeln, zu rekonstruieren/interpolieren.