یکشنبه 17 آذر 1398 - 11 ربيع الثاني 1441 - 8 دسامبر 2019
صفحه اصلي/اخبار فناوري

دوربین‌هایی سوار بر آسمان

دوربين‌هايي سوار بر آسمان

در سال‌ هاي اخير تغييراتي كه در روند شكل ‌گيري و كار وسايل استوديو‌هاي فيلمبرداري وجود داشته است با ورود سيستم ‌هاي ديجيتال به كلي تغيير كرده است و بسياري از انواع قديم ديگر حتي در كتاب‌ ها هم يافت نمي ‌شوند و جايي جز موزه براي آنها متصور نيست.


دنياي فناوري اطلاعات و ارتباطات نوع حركت خاص و سريعي دارد. مي ‌توان آن را به طوفاني تشبيه كرد كه در هنگام حركت خواه ‌ناخواه محيط اطراف را تحت تاثير قرار مي ‌دهد. در برخي از مناطق صحراي آفريقا خانه ‌ها را بسيار مستحكم مي ‌سازند و در برخي مناطق قطب شمال نيز خانه‌ هايي با همان مقاومت مي‌ سازند كه اين دو شباهتي با هم دارند. يعني نه به دليل عايق كردن داخل خانه از سرما يا گرماي بيرون بلكه براي مقاومت در برابر طوفان ‌هاي خاص آن منطقه اين مستحكم‌ سازي رخ مي‌ دهد. اين شباهت براي ما كه در برابر طوفان فناوري اطلاعات سلاحي جز تسليم نداريم يك پيام دارد و آن اين ‌كه بهتر است بهترين سازگاري را با رويدادها پيدا كنيم تا حداقل از قافله عقب نمانيم.


 
در سال‌ هاي اخير تغييراتي كه در روند شكل ‌گيري و كار وسايل استوديو‌هاي فيلمبرداري وجود داشته است با ورود سيستم ‌هاي ديجيتال به كلي تغيير كرده است و بسياري از انواع قديم ديگر حتي در كتاب‌ ها هم يافت نمي ‌شوند و جايي جز موزه براي آنها متصور نيست. يكي از تغييرات عمده در حال حاضر شامل وسايل فيلمبرداري است يعني ابعاد اثر‌گذاري ديجيتال شدن از خود دوربين فراتر رفته است و مي ‌تواند محيط فيلمبرداري را نيز تحت تاثير قرار دهد.
يكي از عمده‌ ترين تاثيرات اين تغيير بر فيلمبرداري ‌هاي حركتي و غيرثابت است. فيلمبرداري ‌هاي غير ثابت هميشه با يك چالش بسيار عمده مواجه بوده اند و آن اين ‌كه دوربين بايد در يك خط افقي يا عمودي بسيار منظم حركت كند كه اين يكي از وقت‌ گيرترين كارها در سر صحنه است. از معايب وقت‌ گير بودن اين كار كه بگذريم سختي و معايب اين كار براي گرفتن يك تصوير در فضاي باز نمي ‌توانيم بگذريم چرا كه هزينه وقت هدر شده براي تراز كردن چند مرتبه از اين ريل گاه هزينه فيلم ‌ها را چند برابر مي‌ كند.
برخي از رويدادها نيز به خودي خود داراي هيجان و حركت نيستند مانند داخل يك مسجد يا كليسا، برخي مكان‌ ها نيز بيش از حد هيجان و حركت دارند و امكان قرار دادن دوربين در داخل صحنه وجود ندارد مانند زمين بازي و مسابقه يا داخل استخر.
اما راه حل اين مشكلات چيست؟ پاسخ اين مساله نيز آميخته با فناوري اطلاعات است. يعني سيستمي كه مي ‌تواند با نرم افزار و سخت افزار خاص خود ماشين افزاري را اداره كند كه براي هر موقعيتي راه حلي دارد از جمله سيستم‌ هاي تصويربرداري.

دوربين‌ هاي حركتي
دوربين‌هايي سوار بر آسمان

اولين امكان براي كم كردن خطاي دوربين‌ هاي حركتي  Steadicam ها (استيدي ‌كم) بودند. اين دوربين ‌ها كه همراه با جليقه ‌اي بر تن تصوير بردار سوار مي ‌شوند و امكان حركت را به فيلمبردار مي ‌دهند و موقعيت تصوير را ثابت نگه مي ‌دارند. با اين كار دوربين در سطح افقي معلق مي ‌ماند، اما نياز به حركت در جهات بالا و پايين و يا حركت به جلو هنوز رفع نشده بود كه نسل بعدي اين دوربين‌ ها وارد بازار شد.

دوربين ‌هاي آسماني

دوربين‌هايي سوار بر آسمان
اسكاي‌ كم (Skycam) يك دوربين فيلمبرداري است كه به وسيله كنترل رايانه ‌اي، متعادل و معلق مي ‌شود. اين سامانه مشابه استيدي‌ كم بوده با اين تفاوت كه امكان مانور سه بعدي را در يك فضاي باز مانند استاديوم را داراست. اسكاي‌ كم توسط سامانه كشش كابلي هدايت مي ‌شود. سامانه مذكور تصاوير مورد نياز را از زواياي مختلف براي تماشاگران تأمين مي‌ كند.
اين دوربين‌ ها در حقيقت سيستمي هستند كه نه بخاطر دوربين بودنش بلكه بخاطر نوع سيستم مديريتش مي ‌تواند به فناوري اطلاعات مربوط شود. اين سيستم دوربين را قادر مي‌ سازد در بيش از يك منطقه از پيش تعيين شده در جهات عمودي و افقي حركت كند، استفاده معمول اين سيستم در حالت سه بعدي در زمين بازي و يك رويداد ورزشي مانند فوتبال يا يك زمين تنيس است.
نام دوربين عنكبوتي كه ترجمه Spidercam است در حقيقت يك نام تجاري بوده و هم ‌اكنون به عنوان نام تجاري ثبت است.
نوع حركت اين دوربين ‌ها درست مانند عروسك‌ هاي خيمه شب بازي است كه عروسك‌ گردان با استفاده از تجربه و طبق نمايشنامه با شل و سفت كردن طناب‌ ها عروسك را در صحنه مي ‌گرداند. دوربين‌ هاي عنكبوتي با 4 كابل از جنس كامپوزيت و فولادهاي مخصوص كابل ‌هاي كششي در يك نقطه ثابت مي ‌شوند. هر كابل در يك گيره به يك موتور مجزا متصل است كه آن گيره نيز از رايانه كنترل‌ كننده مركزي فرمان مي ‌گيرد.

فيبر نوري

دوربين‌هايي سوار بر آسمان
اين دوربين ‌ها به جهت فاصله زياد نوع حركت شان از سيستم‌ هاي بي‌ سيم كمتر استفاده مي ‌كنند و از طرفي حجم اطلاعات ارسالي آنها بسيار بالاست و سيستم ‌هاي بي‌سيم معمولا كيفيت لازم را در اين مواقع ندارد و از جهتي كابل‌ هاي انتقال تصوير نمي‌ تواند در اين محيط ‌ها جوابگوي انعطاف لازم باشند و خود اين كابل ‌ها معمولا براي ارسال سيگنال تصويري بسيار سنگين وزن هستند كه نمونه آنها كابل ‌هاي HDMI  است. اين سيستم ‌ها از طريق فيبر نوري به رايانه مركزي متصل مي‌ شوند و سيستم پردازنده مركزي نيز براي تبادل دوگانه با اين رابط بهسازي مي‌ شود.  خلباني از راه دور  دوربين ‌هاي عنكبوتي مانند هليكوپتر حركت مي كنند و براي همين اپراتور آن بايد مانند خلبان باشد و در لحظه بتواند تصميم بگيرد. معمولا اپراتور اين دوربين ‌ها دوره‌ هاي تصويربرداري، كارگرداني و حتي دوره ‌هاي هنري را نيز طي مي ‌كنند.

تاريخچه

در سال 2000 كار توسعه ايده اوليه تغيير موقعيت دوربين با شروع ديجيتالي شدن دوربين‌ هاي فيلمبرداري آغاز شد. در آن زمان جنز سي پيترز، بنيانگذار شركت اتريشي CCSytems، توسعه سيستم دوربين‌ هاي Spidercam را آغاز كرد. اين سيستم ‌ها عموما يك هدف داشتند و آن اين ‌كه سيستمي بسازند تا با آن بتوان دوربين را در جهات مختلف با امنيت بالا به كار گرفت. آزمايش موفق اوليه سيستم در سال 2003 در محل سالن بزرگ در كرنتيا (Carinthia) اتريش رويداد و تا 4 سال بعد نمونه‌ هاي آن تكميل تر شد و در سال 2004 اين سيستم براي اولين بار در تلويزيون اتريش استفاده شد و در همان سال، پيتر با شركت آلماني (PMT (Professional Motion Technology در پروژه خانه‌ اي اجاره ‌اي همكاري كرد. پس از تغييراتي در دوربين‌ ها او با الهام از تجربيات PMT دوربين‌ هايي را وارد بازار كرد تا در رويدادهاي زنده تلويزيوني مورد استفاده قرار بگيرد. استفاده ‌هاي اوليه اين وسيله در جاهايي مانند موارد زير بود:
*كنسرت ( كايلي مينوگ ) در استراليا،( رابي ويليامز) در بريتانيا و (پليس) در آرژانتين.
*برنامه ‌هاي تلويزيوني مانند مسابقه آواز ( يوروويژن) در يونان و فنلاند.
دوربين‌هايي سوار بر آسمان
رويدادهاي ورزشي بزرگ مانند جام جهاني شنا در مجارستان، گاوبازي در مكزيك و اسپانيا موسسه‌ هاي توسعه ‌دهنده دوربين ‌هاي عنكبوتي در سال 2007 به شريك هاي جديد پيوستند. شركت PMT و Herbert Neff  و شركت پيتر در يك همكاري توانستند به ابعاد تجاري جديد دست يابند. اما تجاري شدن از كيفيت كار آنها نكاست و اين كيفيت روز به روز رشد كرد تا جايي كه اين شركت‌ ها نسل بعدي اين دوربين‌ ها را با نام spidercam MkII در دست ساخت دارند.

آينده انتقال برق به اين دستگاه ‌ها

جاستين راتنر مدير ارشد فناوري‌ هاي شركت اينتل در نشست سالانه توليد‌كنندگان اين شركت در سانفرانسيسكو يك اتصال تشديد‌كننده انرژي بي ‌سيم (Wireless Energy Resonant Link) را به نمايش درآورد. در حقيقت اينتل اولين سيستم انتقال برق بي ‌سيم را به نمايش گذاشت. مهم‌ تر اين‌ كه برق بدون اين‌ كه اثرگذاشتن بر چيز يا كسي كه ميان واحدهاي فرستنده و گيرنده قرار گرفته باشد، انتقال پيدا مي‌ كرد.
وي گفته است: ثابت شده است كه بدن انسان تحت تاثير ميدان‌ هاي مغناطيسي قرار نمي‌ گيرد، اما ميدان ‌هاي الكتريكي بر آن تاثير مي ‌گذارند. بنابراين ما برق را با استفاده از ميدان‌ مغناطيسي انتقال مي‌ دهيم و نه ميدان الكتريكي.
با اين ‌كه سيستم فعلي داراي رده انتقال انرژي پايين است اما اين ارتقا يافتن آن مي ‌تواند سيستم انتقال به اين دوربين ‌ها را نيز تغيير دهد و البته در بسياري سيستم‌ هاي ديگر نيز تغييرات زيادي حاصل خواهد شد.

قاعده ثبات

نگهدارندگي اين دوربين‌ ها بر اساس قاعده ژيرو ـ استاتيكي بنا شده است و اين كابل ‌ها به يك ژيرو استابيلازر (تثبيت كننده) مجهزند كه در هر لحظه موقعيت دوربين را محاسبه و فرامين لازم براي حركت دوربين در جهت دلخواه را به موتورها مي ‌دهد، اين فرامين و تصويري كه دوربين دريافت مي‌ كند به طور همزمان از طريق فيبر نوري كه در داخل كابل‌هاي كولار تعبيه شده است، انتقال مي‌ يابد.

ژيروسكوپ چيست؟

دوربين‌هايي سوار بر آسمان
ژيروسكوپ وسيله‌ اي براي اندازه ‌گيري يا حفظ جهت مي‌ باشد كه از اصل بقاي تكانه زاويه‌ اي استفاده مي ‌كند. يك ژيروسكوپ مكانيكي هميشه يك چرخ يا ديسك چرخنده با محور آزاد دارد كه مي ‌تواند در هر جهتي بايستد. اين جهت گيري بسيار كمتر بر اثر گشتاور خارجي تغيير مي‌ كند كه اين به دليل زاويه‌ اي بزرگ خود به همراه نرخ زياد چرخش آن است. چون گشتاور خارجي توسط نگاه داشتن وسيله در يك حلقه كمينه مي ‌شود جهت آن تقريبا ثابت مي ‌ماند، صرفنظر از اين‌كه سطحي كه وسيله روي آن قرار گرفته چقدر حركت مي‌ كند. ژيروسكوپ‌ هاي با تكنولوژي حالت جامد هم وجود دارند مانند ژيروسكوپ‌ هاي حلقه ليزري.
كاربردهاي ژيروسكوپ شامل هدايت وقتي كه قطب‌ هاي مغناطيسي كار نمي‌ كنند (مانند تسكوپ‌ هاي فضايي) يا به اندازه كافي دقيق نيستند (مثل ICBM) يا براي پايدارسازي ماشين‌ هاي پرنده مثل هليكوپترهاي هدايت شونده توسط راديو يا UAVها مي ‌باشد. به دليل دقت بالاتر، ژيروسكوپ ‌ها همچنين در حفظ جهت در معدن كاري تونل ‌ها هم به كار مي ‌روند.
بسياري از وسايل چرخنده ديگر مانند چرخ و فلك flywheel هم رفتار ژيروسكوپي دارند اگر چه خاصيت ژيروسكوپ آنها مورد استفاده قرار نمي‌ گيرد.

معادله اساسي كه رفتار يك ژيروسكوپ را توصيف مي ‌كند به صورت زير است:

كه در آن ?،L به ترتيب ممنتوم زاويه ‌اي و گشتاور ژيروسكوپ،I  ممان اينرسي، بردار؟ سرعت زاويه ‌اي و؟ شتاب زاويه ‌اي آن است. از اين رابطه نتيجه مي ‌شود كه گشتاور؟ كه عمود بر محور چرخش و بنابراين عمود بر L وارو شود منجر به چرخشي در راستاي محوري عمود بر ؟ و Lمي شود. اين حركت precession  نام دارد. سرعت زاويه ‌ايP  ؟ هم توسط ضرب خارجي زير داده مي ‌شود.

دوربين ‌هاي دو بعدي

دوربين‌ هاي عنكبوتي لزوما سه بعدي حركت نمي ‌كنند و مي‌ توانند تنها براي حركت در دو بعد نيز به‌ كار روند. براي اين كار تنها به دو كابل متصل خواهند بود و در ارتفاع و عرض حركت مي‌ كنند. دوربين ‌هاي مراقبتي يا داخل استوديو يا آتليه ‌هاي عكاسي مي‌ توانند از اين سيستم بهره ببرند. نمونه ‌هاي استفاده ‌شده از اين دوربين ‌ها در مكان ‌ها و كاربردهاي مختلف:

 
سال 2007

بوندسليگا ـ ليگ فوتبال آلمان ـ مونيخ و برلين
مسابقات سري آ ـ ليگ فوتبال ايتاليا ـ ميلان
ليگ قهرمانان انگلستان
ليگ بوكس آلمان
فينال مسابقات قهرماني آتن ـ يونان
مسابقات پرش اسب ـ آلمان
جشنواره موسيقي فولك ـ چين

 
سال 2008

جشن سال نو ـ ورشو
EURO 2008  زوريخ ـ اتريش
*جشن سبحا ـ ليبي
برنامه تلويزيوني «آكادمي ستارگان» فرانسه
جشنواره موسيقي هلند ـ هلند
جشنواره موسيقي فولك ـ چين
ليگ قهرمانان ـ مسكو ـ روسيه
مسابقات سري آ ـ ليگ فوتبال ايتاليا ـ ميلان
مسابقات گاو بازي مكزيك
مسابقات قهرماني ـ انگليس
برنامه تلويزيوني استعداد‌ها ـ آلمان
مسابقات شترسواري ـ دوحه قطر
 

سال 2009

كريسمس در اروپا ـ ايتاليا
كنسرت گروه U2 ـ آمريكا
مسابقات اتومبيلراني ـ پكن ـ چين
EXPO 2009 چين ـ چين
ليگ فوتبال UAE ـ ابوظبي ـ دبي
جشنواره بهاره چين ـ پكن
مسابقات سري آ ـ ليگ فوتبال ايتاليا ـ ميلان
نوزدهمين مسابقات جام خليج ـ مسقط ـ قطر
مسابقات تنيس ـ دوحه ـ قطر

سال 2010

جام جهاني فوتبال ـ آفريقاي جنوبي
المپيك زمستاني ـ ونكوور ـ كانادا
مسابقات صحرانوردي ـ دوحه ـ قطر
راگبي 6 جانبه انگلستان
 
جداي از آمار بالا در 123 كنسرت، فيلم و برنامه‌ سازي ديگر از اين سيستم‌ ها استفاده شده است. جالب توجه آن‌ كه اين سيستم‌ ها براي هاليوود و استوديوهاي فيلم سازي جداگانه ساخته و نصب شده ‌اند كه در آمارها نمي ‌آيند.
 
بخش دانش و زندگي تبيان

منبع:
روزنامه جام جم



 
تعداد بازديد:1875 آخرين تغييرات:90/02/19
نظرات

نظر شما:
نام و نام خانوادگي
پست الكترونيك
نظر