Ganz am Anfang steht der Disclaimer
Es ist wie immer: Elektronische Basteleien sind nicht ungefährlich. Alle hier gemachten Beschreibungen sind NICHT zur Nachahmung empfohlen, sofern nicht die entsprechende Ausbildung nach dem Gesetz vorliegt. Bitte nicht vergessen, dass hier zum Teil lebensgefährliche Spannungen anliegen können.
Des Weiteren ist nicht ausgeschlossen, dass die hier enthaltenen Informationen Fehler enthalten, die dazu führen können, dass ein modifiziertes Gerät im besten Falle kaputt geht (inklusive des verwendeten Rechners) und im schlimmsten Falle das Brände oder Stromschläge entstehen.
Wer sich trotzdem an ein solches Experiment selbst heranwagt tut dieses auf eigenes Risiko.
Wert sich unsicher ist sollte einen Experten zu rate ziehen.
Am Anfang war das Problem
Zu beginn ist zu sagen, dass ich eine etwas größere Filmsammlung der Familie geerbt habe, in 16mm in 8mm und in Super 8. Da diese zum einen sehr viel Platz wegnimmt und zum anderen in dieser Form quasi nur noch im Schrank liegen würde, war klar: Eine Digitalisierung musste her.
Nun gibt es zahlreiche Firmen im Netz, die einem das Material digitalisieren, aber das war zu teuer schaute man einfach auf die schiere Menge. Das lohnt sich eigentlich nur wenn man genau weiß welchen Abschnitt man digitalisieren muss.
Falls sich der einen oder andere überlegt das zu tun, sei noch auf folgendes hingewiesen: Lasst Euch vorher Proben zeigen, klärt genau Scanformat (Auflösung), Komprimierung und Farbtiefe, sowie ob die Helligkeit automatisch und manuell bestimmt, pro Szene oder einmal pro Film bestimmt wird (letzteres ist wichtig um nachher nicht zu helles oder zu dunkles Material zu haben und dafür mehr als 1000€ bezahlt hat. Tatsächlich ist der Aufwand, was Auflösung und Farbtiefe und Kompression angeht, für die Firmen immer der gleiche, d.h. die unterschiedlichen Preise bei den verschiedenen Auflösungen sind nicht dem zusätzlichem Aufwand geschuldet sondern eher, dass man nun Mal für höhere Qualität mehr bezahlt und, sofern die Firma einen guten Scanner hat, sich dieser irgendwann ja auch mal rechnen muss (zum Teil kosten diese mehr als 50.000€). Anders sieht das bei der Abstimmung zur Helligkeit aus. Meine Empfehlung ist auf Automatik zu achten, zumindest wenn sich auf dem Film viele Szenen befinden. Hat man dann noch ein proRes-Format kann man ggf. die Abweichungen noch relativ gut in Premiere Pro korrigieren.
Lange Rede kurzer Sinn, die 16mm Filme von 1927-1937 waren nicht so umfangreich und sollten daher eingescannt werden , da es keine Filmprojektoren gibt, die sowohl 16mm, 8mm und Super 8 verarbeiten können (1000€ hat das Ganze dann trotzdem noch recht schnell gekostet, allerdings dann auch in 4k, was bei 16mm als Ausgangsmaterial Sinn macht, bei 8mm jedoch definitiv nicht mehr, und proRes). Der Fokus lag also darauf wie ich die Stunden an Material für 8mm und Super 8 einscannen kann.
Nach langer Recherche war klar, dass ich einen Projektor mit Objektiv zum einscannen haben wollte, es erschien mir, dass diese am besten geeignet waren um eine bestmögliche Qualität zu erreichen.
Hier wurde ich schließlich fündig: https://www.film-digital.com/
Zumindest um sozusagen das Grundmaterial zu besorgen.
Ziel war es mit meiner APS-C Kamera den Film abzufilmen und so eine im Vergleich gute Qualität zu erreichen mit der ich persönlich zufrieden bin. Um das Ergebnis vorwegzunehmen: Das habe ich erreicht, ich war in der Lage mit einer für mich akzeptablen Qualität die Filme abzufilmen und am Rechner zu speichern, dabei lief die Kamera 100% framesynchron zum Projektor.
Die einzigen Kompromisse musste ich bei folgenden Punkten eingehen:
Hin und wieder gab es durch die Elektronik mal eine Störung und dabei konnte es zu einem „Frameslip“ kommen, das wurde aber elektronisch erfasst und man konnte ggf. die Szene neu einspielen wenn es einem wichtig war. Zum großen Teil liefen die Filme aber über mehr als 30 Minuten stabil und damit über die gesamte Filmrolle hinweg. Wichtig ist hierbei eine gute Elektronik (Kabel und Lötstellen) um ggf. entstehende Fehlauslöser der Positionsmessung zu vermeiden.
Aufgrund des Überspielformates (25fps konnte ich mit meiner Kamera nur mit 4k und damit mit 4:2:2 überspielen, dazu später mehr)
Wie bekommt man das nun zum Laufen?
Hier in kürze das Setup als Ideenskizze, wer Interesse hat das nachzubauen dem schicke ich gerne die elektrischen Zeichnungen und die Bilder der Umsetzung mit dem Arduino.
Und bei Gelegenheit komme ich sicherlich auch mal dazu die hier rein zu stellen, für heute soll jedoch einfach die Beschreibung reichen.
Die Ausgangslage:
Ich habe einen Projektor bekommen, der mit einem 10-Gang Poti feingeregelt werden konnte, der Super 8 und Normal 8 verarbeitet hat und der eine LED Lampe hatte, die sich in der Intensität und Lichtfarbe einstellen ließ (die aber letztendlich immer auf 100% Kaltlicht lief).
Last but not least ein Projektor-Spezialobjektiv mit Canon APS-C Anschluss. Gesamtkosten ca. 1700€, ein ganz schöner Batzen. Das war Anfang 2022.
Vor dem Kauf empfehle ich dringend sich das ganze vor Ort anzuschauen und vielleicht mal auszuprobieren, damit man nachher nicht enttäuscht ist.
Grundsätzlich ist das was man da macht nicht schlecht, allerdings laufen die Filme nicht Framesynchron und daher gibt es beständige Doppelbelichtungen, dass kann man sehen, stört aber vermutlich nur den „Perfektionisten“.
Die Doppelbelichtungen liegen in der Natur der Sache. Dazu muss man wissen, dass die meisten Filmprojektoren eine 3-fach Rotationsblende (Flügelblende) haben (sieht aus wie ein Ventilator), so dass ein Bild 3-mal gezeigt wird. Zwischen einer der drei Flügeln wechselt das Bild, bei den anderen zwei tut sich sonst nichts.
Die einzige Möglichkeit bei nicht synchroner analoger Einstellung ein einigermaßen stabiles Bild zu bekommen ist wenn man so belichtet, dass die Belichtung so erfolgt, dass sowohl ein Durchlauf der Flügelblende als auch das Bild, dass zwischen zwei Blenden gezeigt wird genau auf eine Belichtung passt. Alles andere führt zum Flimmern, weil dann die Bilder unterschiedliche Belichtungen bekommen je nachdem wo die Blende grade steht, bei ganzzahligem Verhältnis ist die Position der Blende egal, nur die Doppelbelichtungen, die am Bildwechsel entstehen lassen sich nicht vermeiden.
D.h. wenn man pro Projektorbild mit X_prj Bildern pro Sekunde 3 Flügel durchlaufen hat, dann muss die Belichtungszeit pro Bild genau X_prj/3 sein.
Man erhält dann im Schnitt 2 korrekte Bilder plus eins mit Doppelbelichtung, wobei die Doppelbelichtung mal stärker mal schwächer ausgeprägt sein kann.
Alternativ ginge auch, dass die Belichtungszeit genau X-prj ist, allerdings bekommt man dann ganz schnell ständige Doppelbelichtungen, weil man nicht framesynchron ist und daher schnell zwischen den Bildern landet, d.h. jeweils einen Teil des einen Bildes und dann noch ein Teil des anderen Bildes.
Also X-prj/3 ist unsere Belichtungszeit.
Nun kann der Projektor nicht beliebig schnell oder beliebig langsam laufen. Nach oben hin ist irgendwo bei 27fps Schluss und nach unten hin bei 13fps.
Dazu kommt, dass die meisten Kameras nur mit folgenden Geschwindigkeiten aufnehmen:
24fps (selten), 25fps (PAL), 30fps (NTSC, eigentlich 29,9..)), 50fps (PAL), 60fps(NTSC)
Will man nun X_prj/3 erreichen kommt man schnell an den Punkt, dass die beste Einstellung ist wenn der Projektor bei 16,666fps (1/3 von 50fps) läuft und die Kamera 50fps mit 1/50s Belichtungszeit macht.
Das ist auch die Einstellung, die Film-Digital empfiehlt und wenn man sonst nichts weiter macht bekommt man hier auch die besten Ergebnisse.
Ein Hinweis noch: Zur Einstellung der Filmprojektorgeschwindigkeit einfach die Belichtungszeit vorher auf 1/500 oder mehr stellen, dann sieht man die Blende „laufen“, dann das Poti genau so einstellen, dass die Flügelblende defacto stehen bleibt und dann zurück auf 1/50 stellen, damit stellt man sicher, dass es nur minimale Helligkeitsschwankungen beim Filmen gibt.
Also: Wie bekomme ich nun die Doppelbelichtungen weg?
Wie gesagt mit obiger Einstellung erhält man immer mal wieder 2 gleich belichtete Bilder und eins, dass doppelbelichtet ist. Man kann mit AVI-Synth/VirtualDub2 und dem Plugin Srestore im Postprocessing versuchen die doppelten Bilder entfernen zu lassen. Das geht auch ganz gut und man erhält definitiv bessere Ergebnisse als ohne Postprocessing.
Allerdings vertut der sich auch mal und dann sieht man die Doppelbelichtungen besonders stark, weil gleichzeitig der Film nicht mehr 3 Bilder pro 1 Originalbild hat sondern jetzt 1:1 ist. Hier wollte ich besser werden, zudem gefiel mir nicht überhaupt erst die Doppelbelichtungen zu haben.
Die andere Methode geht nur über Bastelarbeit und eine Framesynchronisation, so dass die Kamera immer dann aufnimmt wenn ein Bild zu sehen ist.
Zunächst die Grundidee, die ich verwendet habe und die auch funktioniert
Statt intern aufzunehmen nehme ich über den PC mit OBS auf, die Kamera wird auf HDMI (clean) out gestellt.
Das HDMI Signal läuft nun über einen VGA-Splitter, so dass man zusätzlich zum HDMI-Signal noch ein VGA Signal bekommt. Sofern der Splitter kein Dönikens macht, erhält man ein framesynchronen analogen VGA Impuls, diesen kann man dann verwenden um zum Beispiel mit einem Arduino das Signal einzulesen un zu verarbeiten.
Man weiß jetzt also wo die Kamera ist.
Damit wir Regeln können braucht es also nun nur noch eine Methode zu wissen wo der Projektor grade steht.
Das macht man am einfachsten mit einem IR Hinderniserkennungsmodul, wie zum Beispiel diesem hier: https://smile.amazon.de/gp/product/B07VP4HBY6/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&th=1
Das schließt man so an, dass es die Flügelblende detektiert, hier darauf achten, dass man eins hat, dass die Flügelblende ausreichend schnell detektiert.
Damit haben wir nun:
- Signal Geschwindigkeit/Position Projektor
- Signal Geschwindigkeit/Position Kamera
Nun muss nur noch der Projektor geregelt werden. Zum Glück gibt es dafür bereits das Poti, um dieses digital zu Regeln muss man einfach nur eine Spannung erzeugen, die man in den Projektor wieder einspielt. Und das ist dann leider auch der komplizierteste Teil in der Steuerung.
Da man hier nicht einfach die Arduino Spannung einspeisen kann sondern galvanisch getrennt arbeiten muss. Zudem muss man sich irgendwo vom Projektor die Erde und die Arbeitsspannung (12V) besorgen. Das geht leider nicht ohne etwas Lötarbeit und vor allem Analyse der elektrischen Schaltung im Projektor, wer sich mit so etwas nicht auskennt sollte davon die Finger lassen und jemanden Fragen, auf keinen Fall selber experimentieren.
Bei meinem Projektor einem Bauer T183, finden sich die gesuchten 12V zwischen dem Widerstand R70 und R60 und die Erde am Widerstand R62. R62 und R70 sind vor dem Drehpoti vorgeschaltete Widerstande, allerdings liegen diese Im Projektor auf der Platine.
Mit den so abgegriffenen Spannungen kann man nun mit einem galvanisch getrennten MOSFET-Modul den Projektor über ein PWM Modul steuern.
Ich habe das hier benutzt: https://smile.amazon.de/gp/product/B07HBL6VZ9/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1
Wichtig ist dabei sicher zu stellen, dass der Arduino dabei galvanisch getrennt ist.
Also zusammenfassend gesagt:
Wir haben ein Messsignal für Kamera und Projektor und wir können den Projektor Regeln, damit sind wir grundsätzlich fertig, jetzt stellt sich im wesentlichen die Frage wie man den am besten regelt, damit man genug „Luft“ zum Regeln hat und nicht die kleinste Störung wieder dazu führt, dass man Fehler im System hat.
Meine finale Lösung, die Operation am offenen Herzen:
Ich habe zig Varianten probiert und bin am Ende am besten damit gefahren, dass ich der Flügelblende einfach 2 ihrer drei Flügel nehmen, Ich hatte zunächst Sorge, dass der Projektor dadurch unrund laufen würde aber scheinbar ist die Blende (zumindest in meinem Projektor „leicht“ genug). Um das Experiment Rückgängig machen zu können, habe ich mir einen defekten zweiten Projektor gekauft (in diesem Fall ein T184 weil die sehr viel billiger waren) und dort die Flügelblende ausgebaut. Würde ich eh empfehlen das so zu machen, denn man kann sich da beim Basteln schnell man vertun und dann ist das teure Gerät von Film-Digital hinüber.
Zudem muss man die richtigen zwei Flügel entfernen, stehen bleiben muss der Flügel, der den Bildwechsel verdeckt. Die Rücklaufblende kann man dabei auch gleich komplett stutzen, die braucht man gar nicht weiter.
Ach ja das wäre sowieso zu sagen: Das finanzielle Risiko ist da nicht ganz klein, vielleicht fragt man direkt bei Film-Digital an was so eine Modifikation kostet, dann muss man sich nicht weiter drum kümmern.
So damit hatte ich nun einen Projektor, der nur noch das Bild mit einer Blende verdeckt wenn ein Bildwechsel stattfindet, damit wurde der Rest sehr viel einfacher.
Da der Projektor in etwas den Bereich 13-27 FPS abdeckt musste ich nun die Kamera in einen Modus schalten bei dem Sie ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit lief.
Das waren 25fps. D.h. Kamera auf 25fps HDMI out stellen und dann sollte es klappen.
Das tat es dann auch, leider, leider sind einige Kameras dazu nicht in der Lage und stellen frei nach Schnauze den Ausgang ein. So war bei meiner Canon 90D der einzige Modus bei dem ich 25fps erreicht habe am HDMI out wenn ich 4k eingestellt habe. Dadurch brauchte ich dann natürlich auch entsprechende HDMI-Umsetzer, die diese Format unterstützen. Einfacher wäre es gewesen wenn die Kamera die Ausgangsgeschwindigkeit hätte frei wählen können.
Das ist im Unterschied zur lokalen Aufnahme zu sehen, die man in der Regel sehr wohl entsprechend einstellen kann.
Nachdem ich das raus hatte war der Rest noch Finetuning des Arduino Codes.
Die Verschlussgeschwindigkeit der Kamera kann jetzt auch frei gewählt werden, nur schneller als 1/50 ist empfohlen. Da während der Aufnahme keine Blende mehr durchläuft ist der Rest egal. Langsamer als 1/50 geht auch, allerdings wird dann der Regelspielraum knapper und es ist irgendwann so, dass man dann doch mal kurz die Blende sieht (als leichte Schwankung in der Helligkeit in einem Bildteil).
Zusammenfassung der Schaltung:
- Kamera gibt Clean-HDMI mit 4k 25fps aus,
das HDMI-Signmal läuft durch einen HDMI-Splitter (30€) (zum Beispiel so einer: https://smile.amazon.de/gp/product/B083JVPXDY/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1) - das gesplittete HDMI-Signal läuft durch einen VGA-Konverter (10€)(zum Beispiel den hier: https://smile.amazon.de/gp/product/B00ZMV7RL2/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1)
- Das Vsync-Signal des VGA-Outputs geht an den Arduino zur Weiterverarbeitung
Anmerkung: Per Interrupt - das Originalsignal läuft an eine HDMI Capturecard (90€) (zum Beispiel: https://smile.amazon.de/gp/product/B09HBVRVV2/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1)
- Falls es zu Problemen am Capture Device kommt kann es sein, dass man vorher noch einen HDMI EDID Manager braucht, damit die Signale passen, leider. (80€) (zum Beispiel so einen hier: https://smile.amazon.de/gp/product/B07L12DZP4/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1)
- OBS lief auf dem PC und hat das Kamerabild aufgezeichnet (25fps)
- Ein Infrarot-Hindernisdetektor (5€) wurde im Projektor so montiert, dass die Flügelblende (mit zwei gestutzten Flügeln) erfasst wurde, das Signal wurde an den Arduino weitergegeben.
- Ein Arduino Uno (5v) (25€)
Mit Code zum Regeln des Projektors mit einem digitalen PID Regler - Ein PWM Mosfet Board (5€), zum Regeln der Projektorgeschwindigkeit, zum Beispiel:
https://protosupplies.com/product/lr7843-mosfet-control-module/ - Einen Bildschirm für den Arduino zur Ausgabe des Status (15€) (zum Beispiel den hier: https://smile.amazon.de/gp/product/B07QJXDWG7/ref=ppx_yo_dt_b_search_asin_title?ie=UTF8&psc=1)
- Plus diverses Elektronikmaterial (Lehrplatinen, Widerstände, Kondensatoren, Kabel, Stecker) ca. 50€-100€ je nachdem was man so kauft.
Gesamtzusatzkosten: ca. 200€-300€ nochmal zusätzlich zum Projektor womit sich fast 2000€ plus Arbeitszeit ergibt. Aber, der Lerneffekt war gewaltig und man hat am Ende eine geile Lösung zur Aufnahme ohne Artefakte, die durch das nicht synchrone Aufnehmen entstehen.
Wer Geld sparen will kann natürlich bis auf das Objektiv alles selber bauen. Das Objektiv kostet jedoch alleine ca. 600€, und gebrauchte laufende Projektoren, die sich zum Regeln eignen sind am Markt teurer als gedacht …, ich denke aber man kann wenn man Zeit und Geduld hat den Umbau selber vorzunehmen und kein geregeltes Licht braucht (braucht man auch nicht, in den meisten Fällen wird eh immer Vollgas gegeben und falls mal nicht kann man einfach die Belichtungszeit kleiner stellen, das hat den gleichen Effekt) kann man sicherlich 600€ sparen, damit wäre man dann bei knapp 1400€ für alles mit Objektiv und einem neuen Hobby …
Falls jemand an den genauen Details interessiert ist kann er mich gerne anschreiben.
Mediensammlung
