Posso tirar fotos de alta resolução do vídeo?

Esperar o momento exato para tirar uma foto pode ser muito difícil, especialmente quando se trabalha com crianças ou animais. Eu li em algum lugar (não consigo encontrar a fonte) que todo quadro congelado de um vídeo em HD é essencialmente uma foto de alta resolução (isso é verdade?).

Quais são os desafios, prós e contras de selecionar o melhor quadro de um vídeo como uma maneira de tirar fotos estáticas em que o tempo é crucial?

O grande profissional disso é, como você diz, a capacidade de tirar muitas fotos em um curto período de tempo, permitindo escolher a melhor moldura.

No entanto, existem vários contras nessa abordagem:

• Baixa resolução. Até "Alta definição total", 1080p, é de apenas 2 megapixels (1920 * 1080 = 2.073.600). Isso forneceria um tamanho de impressão aceitável de 6,4x3,6 polegadas, a 300 DPI. Isso pode ser bom para você, mas se você quiser uma impressão maior, começará a perceber a pixelagem.
• Freqüentemente, menos controle de configurações como velocidade do obturador, ISO e abertura. O vídeo também pode geralmente lidar com um pouco mais de desfoque de movimento do que as fotos, e a câmera pode permitir que a velocidade do obturador se arraste por mais tempo do que você deseja.
• Artefatos de compactação de vídeo. Além dos quadros-chave, a maioria dos quadros em um vídeo compactado é renderizada modificando um quadro anterior. Isso resulta em artefatos que podem não ser perceptíveis em um vídeo, mas degradam a qualidade da sua foto. Isso depende muito do codec e da taxa de bits do vídeo.

Eu li em algum lugar (não consigo encontrar a fonte) que todo quadro congelado de um vídeo em HD é essencialmente uma foto de alta resolução (isso é verdade?).

Não, não é verdade :( Eis o porquê:

• Primeiro, não é de alta resolução. Até o vídeo 1080p ("Full HD"), que nem todas as câmeras conseguem, tem apenas 2 megapixels. Essa é uma fração da resolução do sensor. O vídeo 720p é de 1 megapixel.

• Em segundo lugar, o vídeo usa uma taxa de compactação muito maior do que as imagens JPEG estáticas, porque o vídeo consome muita largura de banda. Isso significa que os quadros de vídeo resultantes são (geralmente) mais compactados do que uma imagem fixa equivalente seria. Além disso, na maioria dos formatos de vídeo (incluindo AVCHD, H.264 / AVC, vários formatos MPEG / DivX, mas não "Motion JPEG"), a maioria dos quadros de vídeo usa "compressão entre quadros", o que significa que eles não são armazenados como imagens em seus arquivos. por direito próprio, mas como dados de transformação para aplicar a outros quadros recentes ou próximos.

• No vídeo, é desejável uma certa quantidade de desfoque de movimento, mas nas fotos você não gostaria tanto. De 1/48 a 1/60 de segundo é normal para 24P e 30P, a fim de obter uma sensação natural de desfoque de movimento (o efeito é chamado de "ângulo do obturador" após câmeras de filme antigas). Caso contrário, o movimento pode parecer antinatural. Em imagens fixas, o congelamento de movimentos usando uma velocidade do obturador de 1 / 250s ou mais rápido parece bom e geralmente é desejável.

• Os sensores digitais geralmente não podem fornecer uma imagem de qualidade tão boa quando estão no modo "Visualização ao vivo", onde não há obturador físico, mas, em vez disso, estão buscando continuamente quadros do sensor. Nos CCDs, isso se manifesta como listras verticais; no CMOS, existem outros problemas (um deles é ondulação durante o movimento da câmera, conhecido como "efeito de obturador com rolamento"). O obturador que opera ao tirar fotos permite ao sensor usar um modo diferente, onde não precisa ser redefinido tão rapidamente e pode obter uma imagem de alta qualidade com menos ruído.

• Muitas vezes, o vídeo tem filtragem adicional aplicada do que uma imagem parada, o que perde alguns detalhes. Um dos principais é o entrelaçamento, que efetivamente descarta muita resolução vertical. No entanto, poucas câmeras fotográficas com uma função de vídeo suportariam o entrelaçamento. Muitos vídeos ainda terão um filtro antialiasing aplicado, o que suaviza a imagem, mas pode ajudar na compactação e redução do moiré. Dependendo da câmera, o vídeo também pode ter mais nitidez aplicada, embora atualmente com HD essa prática não seja tão prevalente / prejudicial.

Quais são os desafios, prós e contras de selecionar o melhor quadro de um vídeo como uma maneira de tirar fotos estáticas em que o tempo é crucial?

A menos que você não tenha outro método, eu não o recomendaria. Na verdade, eu provavelmente ainda não recomendaria, mesmo que fosse sua única opção. Mas se você seguiu em frente, certifique-se de fazer 1080P, defina a velocidade do obturador para suficientemente rápida, como se estivesse gravando ainda, e use o formato Motion JPEG (não o AVC ou qualquer outro formato mencionado acima). E perceba que você está recebendo basicamente 2 megapixels.

Edit: Desde que escrevi esta resposta há algum tempo, não estou mais convencido de que o modo Motion JPEG (se a sua câmera suportar) é uma boa ideia. Sua câmera precisaria de uma taxa de bits muito mais alta para a mesma qualidade. Se você pudesse usar vídeo HD normal (por exemplo, h.264 ou AVCHD, etc) e encontrar alguma maneira de encontrar os quadros I, isso poderia ser melhor. Ainda não acho que seja uma boa ideia geral. As DSLRs modernas suportam modos de fotografia contínua muito mais rápidos, incluindo alguns que podem bloquear o espelho ou diminuir a resolução e fotografar mais rápido, etc.

Vou usar minha própria câmera (Pentax K-5) como exemplo (largura x altura):

• Resolução da imagem para uma foto estática: 4928 x 3264
• 1080p (também conhecido como vídeo HD máximo): 1920 x 1080

Então, eu não acho que seja uma foto de alta resolução. Dito isto, é melhor tirar a foto em qualquer resolução do que não obtê-la. :)

Dê uma olhada nas câmeras vermelhas , se isso é algo que você realmente deseja experimentar. Toda a sua razão de ser é fotografar em algo como 5x HD, e cada uma ainda seria uma foto de 10 megapixels.

Obviamente, eles não são baratos, então pode ser uma idéia melhor ter uma câmera capaz de fotografar, digamos, 8 qps por alguns segundos e vasculhar essas fotos para aquele momento perfeito. Descobri que 5-6 qps por 3 segundos geralmente é tempo mais do que suficiente para obter uma boa foto, ou pelo menos, fornece o número máximo de quadros que desejo examinar por rajada. Se você obtiver uma taxa de vídeo completa, são muitos os dados para vasculhar apenas uma imagem estática.

Isso deveria ter sido um comentário ao post de @thomasrutter, mas ainda não posso comentar (falta de reputação).

Seu ponto principal sobre MJPEG versus AVC não está totalmente correto. É verdade que o MPEG-4 Parte 10 (AVC / H.264) geralmente não grava todos os quadros como um quadro I (chave / quadro completo). Não há nada na especificação que proíba isso, e algumas câmeras gravam apenas quadros I.

O que você está errado é sobre os benefícios do MJPEG sobre o H.264 e seu argumento sobre o porquê. Começarei com uma breve explicação sobre como os quadros são reconstruídos a partir de um H.264 (ou outros formatos de codec de vídeo). O vídeo será codificado em três tipos diferentes de quadros, quadros intra-codificados (quadros I), quadros codificados preditivos (quadros P) e quadros codificados preditivos bidirecionalmente (quadros B). Um quadro I é uma versão compactada de um quadro "bruto" completo. Ele pode ser reconstruído como um JPEG (ou um único quadro em um fluxo MJPEG). Um quadro P, por outro lado, faz referência aos quadros I e P, e precisará deles para serem reconstruídos. Um quadro B também pode fazer referência aos seguintes quadros I e P. Há muito mais informações sobre isso na Wikipedia.

A diferença entre H.264 e MJPEG é como a compactação funciona, e não como é boa. Cada quadro único em um vídeo digital pode ser completamente reconstruído, usando as informações contidas no arquivo de vídeo / fluxo. O H.264 fornecerá melhores resultados que o MJPEG, mesmo quando você exporta um quadro, na mesma taxa de bits. Isso é válido para a maioria das taxas de bits (não tenho certeza sobre taxas de bits muito baixas). Há mais informações e vários testes on-line, e um bom lugar para começar é o compressão.ru .

A única desvantagem do H.264 é a complexidade computacional na reconstrução de um único quadro. O H.264 requer muito mais poder de processamento que o MJPEG. Este não é um problema em computadores modernos.