2 Couplages et synchronisation de 2 caméras photo / vidéo, du fish-eye au 35mm et bonnes bases par Georges Grall 

Présentation  | Synchronisation, optique, miroir | Caractéristiques des caméras et références

Les deux châssis ont été conçus et réalisés directement par Georges Grall (Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.)sur la base de produits de diverses provenances (caméras, optique, logiciel et câbles de synchro, miroir) pour des prix abordables pour un amateur (caméra à 150 € chaque et optique à 100 € chaque, environ)

Les caractéristiques en sont particulièrement intéressantes.

Les 2 caméras (photo et vidéo) sont des « Yi 4K », du chinois Xioami, le capteur est de 12Mpx pour un ratio 4/3.
Cette caméra avait été jugée très intéressante par notre collègue Antoni Escubedo Molins qui avait présenté un couplage dans la Lettre n°1011 de Mai 2018, page16[1].

Du fish-eye au 35mm : ces caméras sont nativement équipées d’objectifs très grand angle (155°), mais elles peuvent être équipés d’objectifs de 80° (équivalent 21mm) et 53° (équivalent 35 mm) d’un fournisseur russe.

Synchronisation : elle est de l'ordre de 10 µs, et obtenue par du logiciel du constructeur et de câbles trouvés sur un autre fournisseur.

Un premier couplage physique « classique », réalisé il y a un an, tire parti de la taille réduite des caméras pour obtenir 3 écartements d’objectifs (base) : 40mm, 70mm, 110mm.
Une extension de visionnage temps réel en 3D a aussi été réalisée.

Un deuxième couplage est réalisé avec un miroir pour un écartement d'objectifs (base) de 0 à 50mm, avec plusieurs réglages d’ajustement (hauteurs relatives et rotation), mais aussi pour la convergence.

Le premier montage, « classique », avec 3 écartements d'objectifs (40mm,70mm,110mm) et un visionnage temps réel en 3D,réalisé il y a un an, a donné lieu à une petite vidéo You tube (https://youtu.be/wst6_eFGGgQ) .
Elle montre les éléments de fabrication avec leur montage, puis un exemple de prise de vue vidéo.
Pour ce film, l’optique utilisée était encore de 155°, ce qui laisse des déformations notables, et une légère désynchronisation (pas encore le câble de synchro).

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Le deuxième montage utilise un miroir,

Il a donné lieu à une autre vidéo (https://youtu.be/4zW_6vFXgBU ); elle commence par un exemple de prise de vue avec un premier plan à 25cm, et fournit une description de la fabrication.

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Une deuxième version de ce rig à miroir ajoute notamment des réglages.

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Synchronisation, optique, miroir (informations fournies par Georges Grall )

Concernant la synchronisation : 2 choses,
- un câble de liaison vendu par un fournisseur américain (Backbone ?);

- 2 logiciels spéciaux que l'on trouve sur le site Yi technology,le premier appelé "bin.first" c'est le maître, l'autre appelé "bin.others" c'est l'esclave.

A noter que tous les modes initiaux pour cette caméra ne sont pas présents, mais l'essentiel y est : vidéo en 4K à 30 ps, time lapse, photos 12 MPX.

La précision de synchronisation est de l'ordre de 10 µs mais les horloges dérivent avec le temps, au bout de 4à 5' il faut resynchroniser.

Est jointe la documentation pour la synchronisation de leurs caméras :

« Build hardware synchronized 360 VR camera with YI 4K action cameras.pdf »

« Multi-endpoint Micro USB Cable.pdf »

Optique : Concernant le champ j'utilise une optique de 80° en horizontal, En effet ce rig est surtout utile pour les objets rapprochés et donc l'idéal serait le champ naturel de vision soit 60°.

Aujourd'hui j'utilise des objectifs de pixaero, dont le site (https://youtu.be/NcpbCIbVU6E) explique comment monter ses objectifs.
L’avantage de cet objectif est sa faible distorsion -2% et la possibilité de réglage manuel de la mise au point de 5cm à l'infini.

Ils viennent de sortir un objectif de 6mm, 53°(largeur et non diagonale), équivalent 35 mm (106$); en plus de l'actuel à 3,77mm, 80°, équivalent 21mm (99$),
ces objectifs sont compatibles GoPro et Yi. (Les prix indiqués proviennent du site du fournisseur à la mi-novembre 2018)

Les corrections de déformations : elles sont faibles avec les objectifs pixaero,
je fais les ultimes corrections avec magix beaucoup plus performant que la correction interne de Yi (possibilité de régler les 4 coins des images en X et en Y, ainsi que la perspective).
A noter qu'avec les logiciels permettant la synchronisation cette fonctionnalité a disparu.

Concernant le miroir : j'ai trouvé un excellent miroir sans coloration vendu par "optical mirror" à l'origine ce miroir faisait 6"x6". Dimension : 152mmx 75 mm

Réglage pour le montage avec miroir :

6 vis d'ajustement sont indispensables pour compenser les dispersions de fabrication des caméras et du montage.
 - Les 2 vis supérieures règlent la convergence.
  - En face avant les 4 vis permettent les réglages en hauteur des images (alignement des axes optiques) ainsi que l'écart de basculement des 2 images (rotation autour de l'axe optique)

Par ailleurs j'ai remplacé le levier de déclenchement par une simple tige permettant d'atteindre les déclencheurs.

Concernant le logiciel j'utilise celui de chez magix" vidéo plus prémium"

En conclusion la vidéo 3D/4K vue sur une tv 3D/4K apporte une immersion impressionnante, surtout que l'on peut la regarder à 1.5m de l'écran (55").
Précédemment j'utilisais la JVC GS TD1 et je peux mesurer le gain de réalisme.

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Caractéristiques des caméras et références

Caractéristiques des caméras (sources : constructeur et revue, voir liens sur les sources en fin)

Les caméras utilisées par Georges Gall sont des Xiaomi Yi 4K. Actuellement, mi-novembre 2018, il y a un nouveau modèle Yi 4K+ qui se distingue notamment par une plus grand vitesse vidéo et sa connectique.

Le modèle Yi 4K est affiché à 145€ avec son étui sur Amazon, la 4K+ à 261€ avec batterie supplémentaire et étui (mi-novembre 2018)

Même capteur 12 mégapixels (4000x 3000) et même optique, 155 mm.

En vidéo 4K (3840x2160p) à 30 images/seconde, stabilisation électronique ; le « + » monte à 60 i/s en définition maximale et jusqu’à 120 i/s pour le full HD (1920x1080).

Enregistrement classique :  .mp4, codec H.264 (pas de H.265 actuellement).

Pour le mode photo, « lesnumeriques.com » indique, dans son étude :

« Nous trouvons aussi d'autres réglages, comme ce qui ressemble à un correcteur de déformation, qui permet de réajuster l'image générée par le très grand-angle de l'objectif. Cela semble efficace au centre de l'image, mais presque exagéré sur les bords…. La caméra recadre dans le capteur en mode Full HD, éliminant au passage un peu la déformation et diminuant également la qualité de l'image, effectivement moins détaillée. » Cela justifie le changement d’objectif

Time Lapse Photo à C : continu, 0.5, 1, 2, 5, 10, 30, 60s, 2mn, 5mn, 30mn, 60mn

Sur la connectique pour la synchro attention au changement de connecteur entre la 4K et la 4K+ avec le passage à un connecteur micro-USB Type-C.

Pour le contrôle il n’y a qu’un bouton mais un écran LCD tactile Intégré.

Taille et poids 6,5 x 2,1 x 4, 2 cm ; 95 g Batterie : 27,1 g.

Avec 2 caméras côtes à côte, en mode portrait, l’écart minimum est de 4,2 cm; en mode paysage du fait de la connectique le connecteur ne permet pas de 6,5, sauf à faire du tête-bêche.

Mais, le tête-bêche ne nécessite pas de post-traitement vidéo, ainsi Georges Grall indique dans sa vidéo : « grâce à la rotation automatique des images avec Yi 4k les images sont toujours à l’endroit pour une vision stéréoscopique en temps réel. »

Le système et la notice sont en anglais au départ, mais en français avec le firmware v1.3.11 pour la Yi 4K+, et aussi pour la Yi 4K depuis la version v1.8.9

Sources :

Producteur de la caméra : https://www.yitechnology.com/yi-4k-plus-action-camera-specs

Etude par le site « lesnumeriques.com » :

Yi 4k : https://www.lesnumeriques.com/action-cam/yi-technology-yi-4k-p37025/test.html

Yi 4k+ :https://www.lesnumeriques.com/action-cam/xiaomi-yi-4k-p32881/test.html

Site du fournisseur d’objectifs : https://en.pixaero.pro/

Site du fournisseur du miroir : https://opticalmirror.com/beamsplitter/
« Beamsplitter mirrors », traduction Google : Les miroirs à séparateur de faisceaux, également appelés miroirs transparents, ont un revêtement diélectrique de qualité optique sur la face du miroir qui reflète 40% de la lumière. Le revêtement est appliqué sur du verre à faible teneur en fer pour minimiser la teinte, et le revêtement antireflet à l'arrière élimine une double réflexion.
Optical Mirror LLC : Toledo, Ohio, USA.
Il y a un calculateur de prix : 40$ pour 152mmx 75 mm et 3mm d’épaisseur (1/8‘’)

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[1] https://www.image-en-relief.org/lettre_scf/dernieres/index.php?fichier=SCF_Lettre_1011-201805.pdf#page=14