Pourquoi les caméras GoPro ne peuvent pas être parfaitement synchronisées lors de la capture d'un bullet-time en mode vidéo ?
Même si vous :
Démarrer toutes les caméras en même temps
Utiliser des déclencheurs à distance
Synchronisation ultérieure avec les pics audio
Déclencher un flash comme référence
Ils ne seront toujours pas synchronisés. Pourquoi ? Pas de genlock.
Sans genlock, chaque caméra fonctionne selon son propre timing interne. Cela signifie que
Les volets roulants ne sont pas balayés au même moment
Les images ne commencent ni ne finissent en même temps
Les formes d'onde audio ne s'alignent pas, même sur la même crête
Vous en voulez la preuve ? Placez vos clips multi-caméras dans un éditeur vidéo et regardez la forme d'onde. Pour un son unique et net (comme un battement de mains), chaque caméra affichera le pic dans une image différente. Le décalage n'est pas de l'ordre de la seconde, mais de l'ordre de la milliseconde. Suffisamment pour ruiner un alignement précis.
Il ne s'agit pas seulement des GoPros. Les smartphones, les caméras Pi, les caméras d'action ont tous le même problème. Pas de genlock, pas de précision.
Un flash ne sert à rien non plus. Les flashs durent environ 1 à 2 ms. Mais les obturateurs roulants balayent ligne par ligne. Le flash n'apparaît que sur une partie du cadre, et chaque appareil photo le capte différemment.
Même à 120 images par seconde, votre précision temporelle dans le meilleur des cas est de 1/120s (8,3 ms). C'est encore trop large pour capturer un moment unique et unifié sur toutes les caméras, surtout en mouvement rapide.
Existe-t-il un moyen de réinitialiser le balayage des capteurs afin de les synchroniser ?
Techniquement, le seul moyen d'aligner véritablement le temps de l'obturateur roulant sur plusieurs caméras est le genlock. C'est là tout l'intérêt de cette méthode : elle ne se contente pas de synchroniser le signal de démarrage. Il synchronise le moment où le capteur commence à balayer, à la microseconde près.
Pourquoi la réinitialisation n'est pas possible avec les GoPros et autres caméras similaires :
Pas d'accès à la synchronisation de bas niveau du capteur :
Les GoPros et la plupart des caméras d'action n'exposent pas d'API ou de contrôle matériel permettant de réinitialiser ou d'aligner le début du cycle de l'obturateur roulant.Pas d'entrée de synchronisation externe :
Les caméras compatibles Genlock disposent d'une entrée dédiée (généralement BNC) pour recevoir un signal de synchronisation partagé. Les GoPros n'en ont pas. Ainsi, même si vous disposiez d'une horloge parfaite, il n'y a aucun moyen de l'introduire dans la caméra.Même un déclenchement précis ne permet pas d'aligner les rolling shutters :
Même si vous utilisez un déclenchement avancé (comme le GPIO ou les bidouillages de timecode), vous ne faites que dire à l'appareil photo quand il doit démarrer. Vous ne contrôlez pas la façon dont le capteur scanne, et c'est là que la précision de la synchronisation s'effondre.
Qu'en est-il de la prise de vue au ralenti pour améliorer la synchronisation ?
Cela semble logique : filmer à 120 images par seconde pour gagner en précision. Mais en pratique, c'est l'inverse qui se produit en matière de synchronisation audio.
Lorsque vous filmez à 120 images par seconde et que vous interprétez les séquences à 24 images par seconde, tout ralentit, y compris la forme d'onde audio. Les pics sont étirés et lissés, ce qui entraîne la perte des transitoires nettes nécessaires à un alignement précis. Même Premiere Pro a du mal à s'auto-synchroniser dans ce contexte, car il s'appuie sur des pics audio nets et bien définis. Résultat : la synchronisation manuelle devient un travail de conjecture, et les moindres décalages deviennent perceptibles.
Cela nécessite des tests supplémentaires, mais d'après mon expérience, 60 images par seconde est la fréquence d'images la plus élevée qui conserve suffisamment de définition audio pour permettre une synchronisation fiable en post-production. Au-delà, vous gagnez en fluidité visuelle mais vous perdez en fidélité de synchronisation.
Quand cela fonctionne-t-il ?
Malgré toutes ces limitations, les configurations multi-GoPro peuvent encore donner des résultats utilisables, à condition que votre sujet ne se déplace pas trop vite et que vous utilisiez des prises de vue au grand angle, où les légers décalages de synchronisation sont moins perceptibles. Pour les environnements occasionnels ou dynamiques, c'est souvent "suffisant".
Mais si vous souhaitez un alignement précis du cadre, voici ce qui fonctionne :
Pour les bullet-time basés sur des photos, utilisez des appareils photo ordinaires tels que Canon, Sony, Nikon, déclenchés en mode photo. Avec un câblage approprié, vous pouvez atteindre une précision de déclenchement de ~1ms.
Pour figer un mouvement ultra-rapide (comme des éclaboussures ou des explosions), il est préférable d'utiliser des flashes. Une rafale de flash dure moins d'une seconde, ce qui permet de figer l'instant exact sur tous les appareils photo, à condition qu'ils soient synchronisés.
Pour le bullet-time vidéo, utilisez des caméras avec genlock. Ce système synchronise le balayage du capteur, et pas seulement le déclenchement. Mais attention : tous les systèmes de verrouillage ne se valent pas. Certaines caméras bon marché dérivent encore avec le temps, il faut donc toujours faire des tests approfondis.
Conclusion :
Utilisez le bon outil pour le bon travail. Les GoPros sont parfaites pour l'action, la portabilité et la facilité d'utilisation. Mais pour une véritable synchronisation en temps réel, la précision nécessite un contrôle, ce qui implique l'utilisation d'un équipement conçu pour la synchronisation.