视频慢动作的原始版本是采用30fps拍摄,以一个更低速度回放。尽管它不断革新,但这些慢动作回放与源远流长的电影慢镜头技术相比还是逊色不少,后者亦称“增格拍摄”(Overcranking),即以每秒超过24格的速度拍下来的镜头,再以标准速度放映,会产生如梦幻或舞蹈般的缓慢动作,而视频慢动作回放是慢帧、有闪烁的回放。
在新一代真正慢动作(TSM)摄像机出现前,至少这是差距。

ARRI的HI-Motion高速、高清摄像机被用于北京奥运会转播
做好万全准备
首批TSM摄像机被用于工业性作业、记录事件,如碰撞试验。视频质量的优先级相对于帧速摆在第二位,分辨率低,颜色糟糕(如果有点颜色的话),而且在视频能回放前有处理延迟。
在这些早期的TSM视频回放确实进入体育转播时,解说员往往会特别提到观众看到的东西非常令人惊叹,即使图像难看也可以接受。
视频慢动作现在取得了很大进展。首先,TSM回放的视频质量与构成电视转播的主要部分的实况动作镜头难分伯仲,而且慢动作视频可立即用于回放。
TSM摄像机制造商分成两类。若干传统的广播摄像机制造商开发能适度增加帧频的高清TSM摄像机,而这种机型也能为实况动作拍摄提供一个正常的30fps输出。另一些制造商把高质量HD视频和即时回放能力引入高帧频摄像机。
池上、Sony和汤姆逊草谷属于第一集团,向慢动作回放视频服务器提供2倍和3倍正常速度的图像,但同时也输出切换到实况比赛动作报道的30fps视频。
Sony电子公司广播和制作系统部内容创作分部主任Rob Willox表示,3倍速超级慢动作满足高质量动作分析的要求并大大增加了HD观看体验。Sony的便携式HDC3300可在1倍速、2倍速和3倍速采集切换。
汤姆逊草谷摄像机市场经理Bart van Dijk指出使用同一摄像机(以及机位和摄像师)对于慢动作和实况报道的便利性和成本效益。他说:“用户能把摄像机用于慢动作且能切换正常输出到实况动作报道非常重要。”汤姆逊草谷的LDK 8300也是便携式设计及在1倍速、2倍速和3倍速之间切换。
虽然汤姆逊草谷和Sony的TSM产品采用CCD成像器件,但池上的TSM摄像机选用了CMOS。池上工程副总裁Alan Keil表示,一般地说CMOS成像器件的灵活性更高。池上提供HDK-79EC/HD便携式设计和HDL-50EC/HD箱式设计TSM摄像机,能以1倍速和2倍速拍摄。
由于这些摄像机画面处于较高的帧频,光因素要从两方面考虑。首先,以较高帧频拍摄,每帧实际的拍摄时间较短,即光较少。因此在3倍拍摄速度,只有1/3的曝光时间。这意味着在正常速度视频拍摄光处于临界水平的现场,高速拍摄可能有问题。

汤姆逊草谷的LDK 8300可在1、2、3倍速拍摄
Sony的Willox称:“为解决此问题,我们提高了CCD的灵敏度,因此它实际上不会降低1/3。”
第二个因素是赛场灯光的交流周期。在1倍速(30fps)和2倍速(60fps)拍摄通常包括灯光系统的交流周期的波峰的场合,3倍速(90fps)拍摄期间的1/3帧将拍摄交流周期内的一个波谷,这可能导致回放期间闪烁。
汤姆逊草谷的van Dijk表示:“为补偿此闪烁,我们采用了我们的防闪烁功能,它是一种补偿每帧光量差异的处理算法。”
Willox说,Sony用自动检测或区域检测电路解决此问题,此电路有助于补偿此闪烁。
Sony和汤姆逊草谷用其它处理电路解决了另一个问题。在一台摄像机以3倍帧频拍摄的同时仅仅为实况动作转播采集每一第三帧会导致不能与用于实况广播的常规摄像机交切的讨厌的高快门速度效应。Sony和汤姆逊草谷的产品都采用专有处理技术把这3帧合为一帧。
其它方案
如Vision Research(VR)等的公司的TSM摄像机则另辟蹊径—天然高帧频摄像机。它们的帧频如此之高,因此对原始的图像拍摄,并不能选择用电缆连接到服务器。
VR市场总监Rick Robinson表示,以很高的速度拍摄,需要一个极快的存储设备。因此他们在摄像机本机中采用极快的RAM(用于原始拍摄)。VR的Phantom V12.1便携式摄像机能在6242fps以全高清分辨率拍摄视频。单成像器件V12.1便携式摄像机采用尼康F接环镜头,或通过一个光学适配器可使用2/3英寸摄像机常见的PL接环镜头。
拍摄一完成,图像就可由此摄像机立即以要求的任何帧频回放。Robinson称触发视频拍摄本身通常由摄像师完成,而回放由转播车内的慢动作操作员完成。
在V12能达到的极高帧频拍摄,可获得的光量非常重要。RobinsonA说:“如果在阳光照耀下的户外,没有问题。但若在体育馆内,它可能限制你能拍摄的帧频。”
VR通过专有的CMOS成像器件技术提高了摄像机的灵敏度,此技术允许他们控制成像器件本身上的每个像素。至于人造灯光的交流周期,大型场馆往往在一个周期上有部分灯光,在另一周期有一部分的灯光,可以缓解问题。
ARRI Media的Hi-Motion摄像机在上述两条途径上求折衷。它可用于实况动作比赛转播,或用于高达600fps的高速拍摄及24倍速慢动作回放。它是一种便携式设计,有3个2/3英寸成像器件,采用与普通转播车摄像机相同的镜头。
ARRI数字高速经理Andy Hayford说,Hi-Motion一开始就是设计为电视摄像机。对于像板球和棒球这样的比赛,它因其稳定速度拍摄功能而获得较多的使用。而在如橄榄球和足球等的运动快的比赛中,它往往只作为回放摄像机使用。
对于场馆所需的光量,Hayford表示在照明良好的场馆中,Hi-Motion可在全24倍速使用,而在照明差强人意的场所,可能得减速。