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In soggettiva dalla parte della telecamera

I sistemi robotici e PTZ per lo studio tv e non solo Marzo 2013

[di roberto landini presspool versione estesa dell'articolo in uscita su Millecanali, il sole24ore, tutti i diritti sono riservati]

In un apposito articolo, il mese scorso, abbiamo affrontato il discorso del Virtual Studio. Abbiamo descritto alcuni apparati e procedure che permettono di simulare la realtà ricreandola su fondali in modo artificiale, oppure consentono di "aumentarla" mediante inserzione di oggetti e scenari irreali o iper reali.

 Concludiamo (si fa per dire!) il discorso offrendo una mini panoramica di quanto il mercato propone da abbinare agli studi virtuali, ossia le telecamere controllate da remoto.

In queste pagine sfioriamo anche la famiglia delle telecamere a controllo remoto generalmente definite PTZ (Pan Tilt Zoom) o "all-in-one" che, sebbene non siano direttamente utilizzabili in un virtual studio perché non dotate di fabbrica degli indispensabili sensori di posizione, sono comunque molto utilizzate negli studi televisivi e non solo, dovunque si facciano riprese televisive senza operatore in situ. A rigor di cronaca in questo universo ci sarebbero anche molti altri e vari sistemi come spidercam, aerostati fly camera, e molto molto altro, gru, crane, etc., che però al momento trascuriamo.

Alcune tendenze

Una tendenza importante che si prevede nel prossimo futuro è il digital mapping degli studi, ossia un sistema di referenziamento assoluto, una cartografia digitale dello studio televisivo o di qualsiasi ambiente dove vengono effettuate le riprese. Vengono individuati i percorsi intorno a scenografie e ostacoli e realizzato un mapping in modo digitale così che i movimenti riprodotti ufficialmente dai robot non siano più ciechi ma basati su una costellazione di segnali di riferimento; in qualche modo è paragonabile a una sorta di GPS, questa volta di tipo ottico. Ci saranno dei target, dei minuscoli riflettori catarifrangenti, che saranno disposti nello studio e verranno riconosciuti dalla scansione continua di una testa laser. Così in base ai target individuati, verrà corretto in tempo reale il posizionamento dei carrelli all'interno dello studio virtuale, seguendo una traiettoria, un movimento pre impostato e richiamato su necessità.

In futuro si parlerà probabilmente anche della tele alimentazione di questi robot, basata su sistemi a induzione, in modo da svincolarli dai cavi che intralciano i movimenti. Per la sezione comunicativa il problema è già stato risolto oggi utilizzando sistemi wireless. Rimane il problema dell'alimentazione, evidente soprattutto nel caso le camere siano abbinate a teleprompter e quindi ci siano masse ingenti da movimentare. Si stanno già sperimentando in questa direzione dei dispositivi a induzione sullo stile di quelli utilizzati già oggi per la ricarica dei cellulari.

Gli unici elementi che non sono coinvolti nell'inarrestabile processo di miniaturizzazione delle telecamere di oggi sono proprio le ottiche e i prompter o i cosiddetti "vanity monitor" che vengono posti davanti al talent o al giornalista affinché questi visualizzi il programma piuttosto che la sua immagine composta nello studio virtuale.

Un altro degli sviluppi dietro l'angolo, di cui già si vedono delle piccole avvisaglie, sulla tecnologia robotica è la cosiddetta "robotica virtuale". Sono in molti ad esser convinti che questa sarà la via da percorrere quando le telecamere ad altissima risoluzione (4K e superiori) saranno disponibili a costi sempre più bassi. Dato che un frame 4K contiene quattro frame in full HD, sarà possibile avere una sorta di navigazione virtuale all'interno dell'immagine stessa senza -di fatto- spostare obbligatoriamente il punto di vista e come tali le applicazioni saranno tante e molteplici.

Non a caso Tricaster di cui abbiamo parlato il mese scorso già implementa uno studio virtuale navigabile creato dal punto di vista fisso. Esistono evidentemente delle limitazioni, per esempio è impossibile ruotare attorno all'oggetto o al personaggio; però il 90% delle inquadrature dinamiche che vengono realizzate oggi da telecamere robotizzate e già possibile.

La robotica si sta -inoltre- evolvendo sempre di più lungo il concetto di studio distribuito con apparati geograficamente dislocati in posti differenti. Dal punto di vista dell'operatore e della workstation di controllo sembra di essere in un unico grande studio virtuale, anche se in realtà i vari componenti si trovano sezionati in luoghi diversi.

Anche il concetto di "disaster recovery" diventa di conseguenza molto semplice perché basta istituire una seconda postazione di controllo in rete, magari posizionandola in un altro luogo e quindi intervenire immediatamente in caso di potenziale blackout, o failure.

Panasonic

Recentemente sono state adottate dalle redazioni delle radio che trasmettono anche in televisione, come DJ Television, RTL e anche in Radio Rai. DJ ha scelto telecamere Panasonic basate su tre sensori, di dimensioni contenute, tipiche all-in-one, così tutto risulta integrato, camera obiettivo e brandeggio. Altri prodotti tipici di Panasonic, come quelli normalmente utilizzati per "Amici" o per "il Grande Fratello", sono composti da tre "pezzi" singoli distinti: l'ottica la testa e il brandeggio e ovviamente implicano dimensioni abbastanza importanti.

Oggi i modelli di telecamere integrate all in one offrono grandi doti di compattezza, leggerezza e questo ne consente l'uso anche al fine di motorizzare le telecamere remotate. Le telecamere si muovono in pan & tilt ma anche in verticale e orizzontale, con un sistema di movimento che crea un ulteriore effetto di spettacolarità alla ripresa.

Il dato di partenza è sempre la qualità delle riprese. Questi modelli poi riscuotono molto successo perché la gestione remota avviene mediante una semplice rete lan. Con questi modelli è perfettamente plausibile gestire da Milano le telecamere che stanno compiendo le riprese negli studi di Roma, come avviene per RTL.

La AW-HE60 è considerata il modello base, con un solo sensore, così come la AW-HE50 (utilizzata da Radio Rai e nelle postazioni remote del TgCom).

Un modello dotato di tre sensori -e particolarmente apprezzato- risulta la AW-HE120. Questa praticità consente di avere anche decine di telecamere sparpagliate nel mondo in posizione strategica, dedicate ai vari corrispondenti e di poterle gestire in termini di puntamento e su tutti i vari parametri tramite un controllo dedicato. La gestione avviene anche grazie un qualsiasi browser è un normalissimo pc. Basta conoscere l'indirizzo IP della telecamera. Panasonic ha anche installato un modello del genere nella sua sede di Milano e chi ne fa richiesta può provare a controllarla da remoto nelle riprese, basta richiedere userid e password. Il modello AW-HE60 inoltre essendo di ultimissima generazione è controllabile addirittura anche da un tablet OSX, Android e da uno smartphone, quindi non solo da pc. Dai dispositivi portatili Panasonic garantisce la visualizzazione delle immagini riprese dalla telecamera come monitoring in qualità sufficiente, non in alta qualità, per visualizzazione delle inquadrature ed eventuale modifica dei parametri. È possibile effettuare dal re-stream dell'immagine della telecamera ma con caratteristiche qualitative non in HD. Inoltre dato che supporta il protocollo RTSP può essere anche visualizzata come flusso di rete mediante player software come, a esempio, VLC (sempre come monitoring). Il costo è contenuto (attorno ai € 4000) per una mono-sensore mentre ci vuole il doppio per una a tre sensori. Però comprando modello del genere chi fa la produzione televisiva si trova già tutto pronto e può istallare a pavimento o a soffitto. Sono telecamere molto utilizzate anche in sale conferenze, in ambito universitario, come nel Politecnico, o la sala riunioni del Vaticano e non solo negli studi per le news. Nascono, infatti, per esigenze generiche nelle riprese mobili, compresi i concerti. La vite classica di aggancio sugli stativi rende questi modelli adatti a qualsiasi tipo di impiego, proprio in alternativa all'operatore, costituendo un notevole risparmio di scala.

Da sottolineare anche la possibilità di installare una telecamera del genere proprio in mezzo al pubblico così da suggerirne il punto di visuale, data l'occupazione molto esigua di spazio: un aspetto che con le normali telecamere è evidentemente impossibile.

Una telecamera del genere collocata su una motorizzazione aggiuntiva, come un carrello robotizzato, sostituisce completamente un operatore con dolly, come ha già realizzato da Telenorba.

Movie Engineering
Il suo catalogo riporta molte soluzioni proprietarie ad elevata ingegnerizzazione. L'approccio alla robotica in studio applicata alle riprese può essere modulare. In generale, le riprese si possono effettuare in "reale" o integrando una "realtà aumentata" o integrando lo sfondo di un altro ambiente, cioè in "realtà virtuale". La telecamera viene montata sopra un carrello, oppure a un braccio mobile o una testa robotizzata.
Controllare da remoto una telecamera significa non essere fisicamente presenti dove la telecamera stessa è collocata, mentre virtualizzare significa integrare le riprese di questa telecamera, manuale o remotata, all'interno di un ambiente virtuale cioè ricreato, immaginario, generato da un computer più o meno dedicato. I movimenti sincronizzati sono possibili tramite uno o più encoder posti sulla telecamera che sentono le variazioni di posizione, di lunghezza focale e di diaframma, creano i dati digitali e innescano di conseguenza i cambi prospettici dello sfondo virtuale. Questo può essere anteriore o posteriore al soggetto ripreso in "foreground".
La Movie Engineering realizza almeno due tipi di prodotti differenti: alcuni per la movimentazione meccanica, a mano, altri robotizzati come la testa virtualizzata e/o controllata da remoto.
Una telecamera può essere fissata su un semplice cavalletto con testa fluida, oppure montata su un carrello motorizzato in movimento a terra o anche su un carrello dotato di colonna per movimenti in verticale. Lo step successivo prevede il montaggio della telecamera su un braccio meccanico (e.g. Virtus, da 5m) oppure su uno più corto fino a 2 o 3 m, leggero (e.g. Junior). Le varianti qui possono essere davvero molte, l'azienda propone persino carrelli motorizzati a soffitto e addirittura gru a soffitto. Salendo ancora di livello, possiamo installare la telecamera su una testa completamente controllata da remoto sui tre assi e installarla su qualsiasi braccio meccanico appena citato o anche virtualizzarla; in questo caso i movimenti di pan, tilt e di apertura e lunghezza focale vengono letti da un encoder e riportati ad un'apposita scheda denominata Virtual 10 HD che li prepara per l'esportazione verso sistemi terzi. Sono questi sistemi che compongono le riprese del set reale con quelle generate per il set virtuale.

Le teste remote sono -di solito- controllabili dal tipico comando pan bar che aziona la testa fluida e integra un monitor di controllo inquadrature. Per esempio, Movie Engineering utilizza una testa Cartoni C202 modificata che riporta alcuni encoder ad alta risoluzione incaricati di trasmettere i dati alla centralina proprietaria.
La scheda nominata prima Virtual 10 HD Costituisce il kit virtuale e legge i dati sugli assi XYZ di posizione della testa e può anche convertirli in un file adatto a macchine di terze parti oppure proprietarie di Movie Engineering.
Senza operatore locale ci sono varie possibilità, a blocchi, con richiamo di posizione, compreso il movimento del carrello, la ripetizione del movimento in remoto di braccio carrello e/o testa, su tutti gli assi, senza operatore locale. Secondo blocco, una console aggiuntiva permette di ripetere i movimenti memorizzati tramite una console mediante degli screenshot riposiziona e crea dei loop su esigenza. Il terzo blocco è l'aggiunta di un kit virtuale con gli encoder esterni o interni in base al tipo di testa con la scheda Virtus 10 HD che fa il matching di tutti i dati e realizza l'output per effettuare il virtual set o la realtà aumentata.
La Movie Engineering Per la Virtual Solutions di Cologno ha realizzato addirittura un carrello lungo 6 m con un braccio a sbalzo di 5 m., e una testa virtualizzata; il movimento di questo braccio è manuale.

 

Sony

Tutte le telecamere Sony broadcast possono essere applicate a supporti a controllo remoto. In queste situazioni i budget coinvolti sono sempre importanti. Un esempio è la telecamera da studio top di gamma Sony HDC-2500 che prevede all'interno l'opzione 4:4:4 RGB e come tale consente di lavorare molto bene in sincronia con gli studi virtuali. Anche il modello HDC-2400 è interessante per questo discorso, infatti entrambe possono mandare alla regia anche il segnale che viene visualizzato nel viewfinder, Trunk line HD. Queste sono caratteristiche d'alto livello che richiedono l'impiego del 3G. Dal pannello di controllo remoto RCP 1500 e 1530 è possibile comandare e controllare tutti i menu della testa della camera ed effettuare le regolazioni necessarie senza fisicamente essere vicino alle telecamere. Questo concetto è decisivo, per esempio, in una installazione dove le telecamere devono essere collocate a 2/3000 m dalla regia. Un'altra funzione esclusiva di queste macchine Sony è la possibilità di basarsi su una linea gigabit Ethernet verso la CCU e verso la telecamera che diventa disponibile e comoda per vari usi broadcast tra cui proprio la robotica.

Per clienti di dimensioni minori, come la TV locale o regionale, Sony propone il modello HXC-D70 considerata "entry level" ma che vanta prerogative di macchina da studio a un buon livello, sempre applicabile a un cavalletto a controllo remoto.

L'HDCP-1 viene definita "brick camera" proprio per la sua compattezza, si colloca su un alto livello ma con un costo che si aggira attorno ai € 20.000 ed è dotata di uscita rete.

Molto quotate in area broadcast anche i modelli della serie BRC Studio (BRC-H900 BRC-H700 BRC-Z700 BRC-Z330 BRC-300 BRC-300P).

Tutte a parte le BRC-300 BRC-300P, possono fornire in uscita segnali HD-SDI in ottima qualità. L'installazione è molto flessibile e il risultato è di integrazione nel tipico flusso di lavoro da studio su cavalletti anche motorizzati o a soffitto. Sono disponibili anche obiettivi di conversione grandangolari. I vantaggi sono nei costi contenuti nella morbidezza dei movimenti presenza di indicatore tally e altro.

Oltre a queste ultime, Sony propone anche le 2/3": HDC-P1 e tutta la serie da studio tradizionale (HDC-HSC-HXC).

Trans Audio Video

Le camere PTZ non dispongono dei sensori di posizione che si interfacciano con i software di rendering; quindi non solo nate per impieghi di realtà virtuale. Per un simile ambiente è indispensabile che la telecamera -ma soprattutto l'ottica- comunichi con il motore di creazione dello scenario virtuale ossia restituisca una risposta, un feedback, sulla posizione attuale rispetto agli assi movimentati. Vinten Radamec -tramite Trans Audio Video- in Italia propone una vasta gamma di apparati che coprono praticamente tutte le esigenze delle possibili applicazioni di tipo robotizzato e virtual studio in ambito televisivo.

Nei modelli PTZ, la telecamera BU47H, sviluppata sulla base delle precedenti BU45 e BU46 da Canon Inc. e sulle specifiche indicate dalla Trans Audio Video (soprannominata "Brighel camera"), è stata realizzata sulla base dei risultati di uno studio effettuato sui modelli di telecamere precedenti e derivati da impieghi d'alto livello. Tra questi Sky Meteo in cui le sedi di Milano e Roma sono connesse in rete da un unico centro di controllo che si trova a Roma. Sono anche state impiegate nel nuovo studio di Rai News. Si tratta di soluzioni davvero low cost che, se confrontate con altre soluzioni di altissimo livello robotico come quelle implementate di recente presso il Tg2 -o anche da Sky Sport mediante robotiche Vinten Radamec di alto livello- non sfigurano affatto. Anche negli Usa questo modello rappresenta un esempio concreto di implementazione in studi robotizzati effettuata con una spesa estremamente ridotta, e con un risultato visivo di ottimo effetto.

Uno degli errori più frequenti nel caso di riprese robotizzate è nel sottovalutare l'ottica che invece è parte integrante del sistema robotizzato e quindi deve essere movimentabile e garantire un grado di accuratezza nel riposizionamento molto elevato. Altrimenti si finisce per abbassare notevolmente la qualità dell'intero sistema.

Ci sono diverse scuole di pensiero, ma le ottiche Canon già da 10 anni sono dotate a bordo di encoder per 16 bit solidali con gli assi movimentati, sia le ottiche da studio sia le ENG, come tutta la linea HD XS e HD GC e anche la ISX7.

Uno dei due connettori dei servocomandi veicola un segnale seriale che riporta il feedback posizionale sia per il diaframma sia per il fuoco. E veicola anche l'uscita diretta di questo segnale nel caso debba essere processato in maniera differente.

Vinten Radamec ci segnala alcuni modelli molto apprezzati nella movimentazione robotica nello studio broascast, come la testa compatta FHR-35 che segue la nuova linea tecnologica ICE (integrated control engineering) che si rivela ideale in applicazione virtual studio perché la testa prevede già integrata la sezione di Virtual reality e tutta l'elettronica è infatti "VR compatibile" per carichi fino a 16 chili. La stessa elettronica viene poi ripetuta su una meccanica molto più robusta in grado di portare carichi in movimento dinamico fino a 65 chili coi modelli Fusion FH-145 e FHR-145.

Nella parte di elevazione possiamo identificare un prodotto diventato abbastanza celebre, visto che ne sono stati installati almeno una decina soltanto in Italia, ossia i Pedestal FP-68 che non a caso è considerato lo stato dell'arte della robotica televisiva al momento. Sono modelli molto compatti con dimensioni contenute tali da permettere il passaggio anche da una porta da 80 centimetri; manuali e/o robotizzati, sono utilizzabili da un operatore convenzionale oppure controllati in remoto a distanza. La sezione di controllo è composta da un pannello manuale che non viene utilizzato quasi mai in diretta: le inquadrature o il trimming dell'inquadratura sono effettuati in precedenza e memorizzati. Poi è l'interfaccia utente GUI che, con semplicità e utili perset su icone associate ai vari posizionamenti e codici colori, permette all'operatore di comprendere immediatamente dove si sta posizionando la robotica.

Anche Telemetrics produce apparati in tema, di costo molto interessante, con tecnologie adeguate. Non a caso sono presenti molte installazioni in Italia, come la nuova testa PTRM-S4 e soluzioni interessanti per la gestione delle telecamere PTZ, come il pannello di controllo RCPTS, che pilota vari modelli di varie marche.

E che dire di VADDIO, che propone soluzioni di integrazione per telecamere PTZ a costo molto basso (come il sistema installato da RAI News) e un prodotto considerato unico al mondo, ossia una telecamera con auto tracking per applicazione Educational, Elearning, Econference. Permette di seguire un soggetto, oratore o relatore anche in movimento, quando indossa un sensore al collo, una specie di piccolo laccetto da fiera campionaria, integrato con il radiomicrofono. Il Tracking, chiamato "AutoTrack 2.0" avviene in maniera molto fluida ed è proposto a costi davvero modesti malgrado si tratti di una situazione molto sofisticata per riprese in HD.

Shotoku

Azienda britannica in passato distribuita da Ianiro ha a catalogo molti sistemi per la robotica in studio, teste, piedistalli e controlli, considerati di alto livello.

Un esempio è il recente TP-200VR, un piedistallo che viene proposto assieme alla testa SX-300VR per formare un sistema con tracking VR senza compromessi per accuratezza di posizionamenti e facilità operativa.

Si basano su un controllo tattile a sfioramento e ottima stabilità adatta anche nelle applicazioni più difficili. I movimenti di Pan, Tilt, Zoom, Focus, X, Y e di elevazione sono sempre accurati così da garantire il matching perfetto coi sistemi di grafica seguendo i movimenti della camera sul pavimento e anche in orientamento e in altezza.

Shotoku è sicuramente un'azienda che vanta una lunga esperienza in questi settori a livello di progetto, sviluppo e supporto nei sistemi di tracking in area VR basati su una profonda conoscenza delle esigenze così particolari della produzione tv. Precisione e affidabilità si devono accompagnare a facilità d'uso in un ambiente broadcast. Questo "set" TP-200/300VR risponde a tali esigenze con leggerezza complessiva e un package che non necessita di complessi setup o l'intervento di uno specialista. Da parte dell'utente sono richiesti interventi minimi, così il tracking nello studio virtuale diventa efficacemente invisibile e l'operatore si può concentrare senza distrazioni sulle riprese e null'altro.

Ross Video

Anche Ross Video, importata e distribuita dalla Aret, ha a catalogo molte soluzioni a 360 gradi per tutte le applicazioni che stiamo esaminando qui. Tra le più interessanti segnaliamo "Furio", un sistema robotico per la movimentazione di telecamere che consente riprese spettacolari e originali per rendere accattivanti i contenuti video.

Affidabile, conveniente e senza rischi, questa soluzione è utile in ogni programma televisivo, commerciale, film ed evento live, nelle news, con virtual set e con realtà aumentata.

Furio è disponibile in 2 varianti - Furio Robo (sistema robotico completo) e Furio RC (con comando a distanza). Il posizionamento assoluto di Furio è basato su binari e un sistema di tracking proprietario che lo rende ideale per set virtuali e "augmented reality".

Furio Robo è stato progettato per l'uso in tempo reale in uno studio di produzione televisiva in cui -in genere- un solo operatore controlla più telecamere con alcuni pre-set di inquadrature e di percorso di movimento.

Il sistema è scalabile e costituito in partenza da una "semplice" testa robotica con Pan-Tilt-Zoom (PTZ), su un treppiedi fisso, a salire fino a un sistema multi camere basato su Dolly, movimentazioni, rotaie, etc.

Furio RC (Remote Control) è stato progettato per applicazioni in cui un solo operatore controlla la telecamera da remoto, utilizzando in locale un joystick o una testa fluida e pedali che replicano a distanza i movimenti. Altamente reattivo, Furio RC è ideale per produzioni dal vivo. Questo sistema permette all'operatore di muovere la macchina rapidamente da una parte all'altra del palco e ottenere riprese altrimenti impossibili con una persona in scena.

JVC

Anche JVC Professional Europe propone modelli di telecamere movimentabili a distanza della serie PTZ Super LoLux HD e lo fa con due nuovi modelli a cupola che integrano il nuovo meccanismo Direct Drive.

Due modelli, una per impieghi all'interno VN-H657U (indoor) e una per impieghi in esterno VN-H657WPU (outdoor) vengon proposte per varie situazioni di ripresa soprattutto dove le condizioni di illuminazione sono scarse, dove è necessario operare in multi-stream, o dove sia necessario contenere al massimo l'assistenza e la manutenzione.Entrambe montano i nuovi sensori CMOS da 1080p, prevedono possibilità di effettuare stream doppio e triplo, supportano il multi-codec con formati MJPEG, H.264 Base e H.264 High Profile.

Anche in situazioni di illuminazione decisamente non perfetta le due nuove PTZ di JVC assicurano prestazioni di riguardo per risoluzione in alta definizione e resa cromatica, grazie alla tecnologia JVC Super LoLux HD. Permettono inoltre di immagazzinare le riprese su schede di memoria SD e contemplano un circuito di riduzione dinamica del rumore 3D, oltre a prevedere lo standard ONVIF per le telecamere di rete e la funzionalità High POE. Si chiama Direct Drive la meccanica di seconda generazione che JVC applica a queste nuove telecamere PTZ 1080P che garantisce affidabilità e solidità a lunga durata.

Studio robotizzato e studio virtuale, due concetti ben differenti, a volte co-presenti- ma da non confondere.

Il pavimento dello studio e il discorso del suo livellamento giocano un ruolo determinante, infatti tanto migliore e uniforme sarà questa superficie, tanto migliore sarà il movimento dei robot -i "rover"- che possono muoversi lungo gli assi XY, per garantire l'accuratezza del posizionamento.

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