Neue Horizonte: Lerne das Virtual Reality-Objektiv von Canon und das dafür zuständige Ingenieurteam kennen

Du wünschst dir einen überaus echten Spaziergang durch die Eishöhlen von Island? Du möchtest dir ein Konzert ansehen und dich so fühlen, als wärst du tatsächlich vor Ort? Virtuelle Realität kann dieses fesselnde, dreidimensionale Erlebnis bieten. Für Content-Ersteller kann der Einstieg in die Branche der professionellen, stereoskopischen 180°-VR unglaublich einschüchternd sein, voller komplexer Kamera-Rigs und langwieriger Nachbearbeitungsprozesse. Zumindest war das bis jetzt so.

„Ich bin begeistert, wie einfach Canon die Aufnahme von 180°-VR-Inhalten gemacht hat und dass damit für die Kreativität so vieler Personen und Unternehmen die Tür geöffnet ist“, sagt Mark Fensome, Product Specialist bei Canon Europe. „Das Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye-Objektiv vereinfacht alles von Aufnahme bis Nachbearbeitung. Es nimmt die Angst und verringert die Komplexität von VR-Inhalten, wodurch mehr Menschen diese aufnehmen können.“

Im Vergleich zu vorhandenen Alternativen hat die innovative Technologie eine Vielzahl von Vorteilen im gesamten 180°-VR-Bildaufnahmeprozess, von der Benutzerfreundlichkeit bis hin zu Bildqualität und Workflow. Wir haben uns mit Mark Fensome und dem Ingenieurteam bei Canon Inc., welches das EOS VR SYSTEM entwickelt hat, unterhalten, um mehr herauszufinden.

Bevor wir in die Technologie hinter dem EOS VR SYSTEM eintauchen, haben wir das Ingenieurteam gebeten, die Motivation dahinter, die Herausforderungen und die Zukunft von VR bei Canon zu erläutern.


Canon Europe: Was hat euch beim Entwickeln des Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye Objektivs am meisten fasziniert?

Canon Inc.: „Bis jetzt war die einzige Möglichkeit, ein 180°-VR-Bild zu erstellen, eine spezielle VR-Kamera zu verwenden oder einen Rig mit mehreren Kameras zu bauen. Auf diese Weise konnten jedoch die kreativen Möglichkeiten des Canon EOS R Systems nicht eingesetzt und auch Wechselobjektive nicht verwendet werden. Für uns am aufregendsten waren also der Entwicklungsprozess an sich, ein Wechselobjektiv mit RF Bajonett zu entwerfen, sowie die sich daraus ergebenden Möglichkeiten.

„Wenn man eine spezielle VR-Kamera verwendet, ergeben sich nur kreative Optionen für VR-Aufnahmen an sich. Das Aufbauen eines speziellen Rigs ist jedoch kompliziert, wodurch diese Lösung auf ein paar professionelle Benutzer begrenzt ist.

„Wir haben also das Wissen von Ingenieuren vereint, die seit vielen Jahren im Bereich der optischen Produkte von Canon arbeiten und die vom Wert eines 180°-VR-Wechselobjektivs mit RF Bajonett überzeugt sind, um gemeinsam eine grosse Anzahl von technischen Herausforderungen zu meistern und die Vorteile des Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye Objektivs herauszuarbeiten.“

Canon Europe: Was waren die grössten Herausforderungen während der Entwicklung einen solchen bahnbrechenden Objektivs und wie habt ihr diese gemeistert?

Canon Inc.: „Insgesamt war die grösste Herausforderung die Entwicklung eines Fischaugenobjektivs mit einer optischen Leistung, die den Anforderungen eines Objektivs der L-Serie entsprach, während eine Grundlinienlänge von nur 60 mm eingehalten werden musste. Diese Herausforderung konnten wir lösen, indem wir verschiedene Komponenten verwendet haben. Darunter ein prismenbeugendes optisches System, mit dem der für 3D-VR-Aufnahmen mit 180° notwendige Augenabstand von 60 mm gewährleistet werden konnte, eine elektrische Irisblende „EMD“, einen Mechanismus zur optischen Anpassung mit einem RF Bajonett mit grossem Durchmesser und eine staub- und spritzwassergeschützte Struktur. Diese Elemente wurden wie Puzzleteile im Rahmen der Grössenbeschränkungen für RF Objektive miteinander kombiniert, und haben in der Entwicklung eines leistungsstarken Objektivs der L-Serie resultiert, wie es professionelle Canon Benutzer gewöhnt sind.

„Die nächste Herausforderung war die Bewertungsmethode für das stereoskopische Objektiv, um ein korrektes, stereoskopisches Bild sicherzustellen. Noch schwieriger zu bewältigen wurde alles dadurch, dass die Kombination von (Wechsel-)Objektiv und Kamera Fehler bei verschiedenen Kameras hervorrief. Wir haben einen neuen Algorithmus entwickelt, der die aufgenommenen Bilder analysiert und Fehler reduziert. Diesen Algorithmus haben wir in die Canon EOS VR Utility Software und das EOS VR Plug-in für Adobe Premiere Pro¹ eingepflegt und waren somit in der Lage, zuverlässig akkurate VR-Bilder zu erstellen, selbst wenn ein Wechselobjektiv auf verschiedenen Kameras verwendet wurde.“

Canon Europe: Warum hat sich Canon dazu entschieden, dieses Objektiv jetzt zu veröffentlichen? War die Entwicklung früher nicht möglich oder gibt es aktuell Trends auf dem Markt in diese Richtung?

Canon Inc.: „Technisch gesehen wäre dieses Objektiv nach den EF Designregeln nicht umsetzbar gewesen, da die unterschiedlichen Designparameter einen Einfluss auf alle Aspekte von Optik und Grösse haben. Die technischen Eigenschaften des RF Bajonetts, das allgemein ein kleineres Auflagemass hat, ermöglichen eine geringere Grösse des Objektivs. Das ist etwas, was mit dem EF Bajonett nicht möglich gewesen wäre.

„Zudem ermöglichen die Eigenschaften der EOS R5, wie ein einzelner 8K-Vollformatsensor, der sowohl Videos als auch Fotos aufnehmen kann, eine hochwertige und praktische Lösung zwischen Kamera und Objektiv.

„Dies geschieht zu einer Zeit, in welcher der Markt für VR wächst und höherwertige Head Mount Displays zugänglicher werden. Trotzdem gibt es noch bestimmte Hürden in Bezug auf Erfassung und Workflow, was bedeutet, dass Inhalte mit „traditionelleren“ Lösungen wie mehreren Kameras/Sensoren nur schwer zu erstellen sind. Das Canon EOS VR SYSTEM soll dies mit einem einfacheren und effizienteren Workflow revolutionieren, welcher den Vorteil eines Einzeldateisystems mit einem einzelnen Sensor verwendet, sodass auf einfache Weise mehr VR-Inhalte erstellt werden können.

„Die Entwicklung von Objektiven wie dem Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye ist sehr spannend, da wir auf die sich stetig wandelnden technischen Anforderungen der Bildverarbeitungsbranche reagieren müssen, darunter die Vielfalt an Objektiven, die Entwicklung der Bildverarbeitung und Veränderungen in den Methoden für die Bildansicht. Die Verbreitung von Head Mount Displays hat die Möglichkeiten der Bildverarbeitung erweitert, und wenn es weitere Entwicklungen in der Branche gibt, möchten wir ein optisches System entwickeln, das diese ebenfalls unterstützt.

„Unsere Mission als optische Designer von Canon ist es, uns nicht nur auf die Entwicklung des EOS R Systems zu konzentrieren, sondern auch optische Geräte zu entwickeln, die eine Antwort auf die breite Nachfrage der Gesellschaft darstellen.“

Fotografen, die eine kompatible Kamera wie die Canon EOS R5² verwenden, können einfach das kompakte Objektiv zu ihrer Ausrüstung hinzufügen, es so wie alle anderen Objektive auch austauschen und im Handumdrehen von Porträtaufnahmen zu VR wechseln, ohne eine bestimmte VR-Kamera zu benötigen. Dadurch können sie ihren Kunden auch 180°-VR-Inhalte im gleichen Shooting wie für ihre Standardbilder bieten.

Die vielseitigere Option von Canon ist auch viel einfacher dank des RF-Bajonettsystems. „Zur Verwendung muss das RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye-Objektiv einfach an die Kamera montiert und Aufnahmeparameter müssen festgelegt werden, ganz ohne Spezialisten-Rig, Synchronisierung von Einstellungen/Bildparametern oder Ausrichtung“, sagt Fensome. Ohne diese sonst so zeitintensiven täglichen Realitäten haben VR-Creators mehr Zeit für das, was sie machen möchten: Content erstellen.

Der effektive Blickwinkel des dualen Fisheye-Objektivs ist ca. 190°, sodass der Kamerabediener hinter der Kamera stehen und die Szene sehen kann und gleichzeitig während der Aufnahme nicht im Bild ist. Das gleiche gilt auch für die weitere Set-Ausrüstung hinter der Kamera, beispielsweise Beleuchtung. Das Zusammensetzen, Belichten und Erstellen der Aufnahme ist grundsätzlich einfacher und viel flexibler als bei 360°-VR, wo alles im Blickwinkel auch in der Aufnahme ist.

Zwar hat 360°-VR weiterhin seinen Platz, dennoch ist es mit 180°-VR einfacher, Zuschauer in den Bann der Handlung zu ziehen. Anders als bei 360°-VR, wo sie etwas verpassen können, wenn sie sich umdrehen, können sie bei 180°-VR mit einem kompatiblen Headset oder Betrachtungsgerät nach oben und unten sowie nach links und nach rechts blicken.

So wie alle Objektive mit RF-Bajonett der L-Serie von Canon bietet auch das RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye-Objektiv scharfe Details mit ausgezeichneter Qualität bis in die Bildränder. Dies ist bei einem Fischaugenobjektiv, wo das kreisförmige Bild in eine äquirektanguläre Projektion konvertiert wird, noch viel schwieriger.

„Um bei der Konvertierung in eine äquirektanguläre Projektion eine hohe Qualität zu erzielen, muss eine sehr hohe Leistung bis in die Bildränder gewährleistet sein, da das Bild einer hohen Vergrösserung unterliegt, wenn es auf einem Head Mount Display im Gegensatz zu konventionellen Monitoren angesehen wird“, erklären Produktingenieure von Canon Inc.

„Durch eine Objektiv-Konfiguration, die für das kurze Auflagemass optimal ist, und indem effektiv zwei UD-Linsen in der finalen Objektivgruppe angeordnet werden, werden eine hohe Bildqualität auf dem gesamten Bildschirm und gleichzeitig ein Bildwinkel von 190° erzielt.

„Zudem wurden die Objektivvergütungen optimiert, um das Streulicht auf dem Bild zu verringern. Dafür wurden SWC-Vergütungen auf der R2-Oberfläche des ersten Objektivs verwenden, die einen höheren Antireflex-Effekt als die konventionelle Dünnschicht-Aufbringung haben.“

Jedes Bild des linken und rechten Auges wird dadurch umgekehrt auf den Sensor projiziert und muss bei der Nachbearbeitung zurückgetauscht werden. Dieser Prozess wird mit der EOS VR Utility Software und dem EOS VR Plugin für Adobe Premiere Pro¹ von Canon automatisiert.

Dadurch, dass die Bilder des linken und rechten Auges jetzt gleichzeitig auf derselben Bilddatei aufgenommen werden, entstehen viele Vorteile für den VR-Produktions-Workflow. Die beiden Bilder sind von Beginn an zeitlich perfekt ausgerichtet, sodass keine arbeitsintensive Bildausrichtung oder Zeitsynchronisierung der Aufnahmen erforderlich ist, wie es bei Multisensor-Alternativen der Fall gewesen wäre.

„Redakteure stereoskopischer VR werden begeistert sein, die Originalkameradateien in nur einem Schritt effektiv in eine äquirektanguläre Projektion konvertieren zu können. Ausrichtung, Synchronisierung oder Zusammenführung sind nicht mehr erforderlich, sodass bei der Nachbearbeitung viel Zeit und Arbeit gespart werden“, sagt Fensome.

Auch menschliche Fehler sind ausgeschlossen, beispielsweise dass die Belichtungseinstellung bei einem Setup mit mehreren Kameras nicht übereinstimmt. Durch die Arbeit mit mehreren Kameras kann es auch zu anderen Problemen kommen. „In einem System, in dem die linken und rechten Bilder mit unterschiedlichen Sensoren aufgenommen werden, kann es zu Farb- und Helligkeitsunterschieden zwischen den linken und rechten Bildern kommt. Das liegt an den individuellen Unterschieden bei den Sensorcharakteristiken, die bei der Nachbearbeitung korrigiert werden müssen“, erklären die Produktingenieure von Canon Inc. „Durch die Verwendung eines Einzelsensors spielen individuelle Unterschiede zwischen den Sensoren keine Rolle mehr.“

Das EOS VR SYSTEM, bestehend aus einer kompatiblen Kamera, dem Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye-Objektiv, EOS VR Utility und dem EOS VR Plugin for Adobe Premiere Pro, vereinfachen im Grunde den gesamten 180°-VR-Bilderstellungsprozess.

„Im Jahr 2018 haben wir kommuniziert, dass uns die Einführung des RF Bajonetts ermöglichen würde, neue Objektivtypen zu entwickeln – qualitativ hochwertiger, kleiner und funktionaler. Das RF 5.2mm F2.8 L Dual Fisheye Objektiv ist eines davon.

„Das Objektiv bietet einen guten Wert, wenn du das System berücksichtigst und dir überlegst, was es kann und an wen es sich richtet, nämlich professionelle VR-Ersteller – ganz gleich, ob es sich um bildende, geschäftliche oder Live-Ereignis-Aufnahmen handelt“, sagt Fensome. „Ich hoffe, dass es ihnen das Leben erheblich erleichtert, sodass sie sich über das Erstellen von Inhalten freuen können, anstatt sich um das Wie zu sorgen.“

Die Kombination aus einem qualitativ so hochwertigen dreidimensionalen 180°-VR-Bild, einem attraktiven Preis und benutzerfreundlicher Bedienung in einem Paket eröffnet eine scheinbar technisch schwierige Branche für ein viel breiteres Publikum von Content-Erstellern. Wir haben gesehen, wie sich mehr und mehr Content-Ersteller den Drohnenmarkt erschlossen haben. Könnte dieses neue Objektiv die gleiche Auswirkung auf die wachsende VR-Branche haben?

Erhalte weitere Eindrücke von hinter der Kamera in dieser Episode des Canon Podcasts „Shutter Stories“:

¹Für die Konvertierung von aufgezeichneten 180°-VR-Bildern einer kompatiblen Canon-Kamera in äquirektanguläre Bilder sind EOS VR Utility und das EOS VR Plug-in für Adobe Premiere Pro erforderlich. Zum Konvertieren von Videos mit einer Länge von mehr als zwei Minuten ist möglicherweise ein zahlungspflichtiger Abonnement-Dienst erforderlich.

²Firmware-Update erforderlich, damit die Canon EOS R5 das Canon RF 5.2mm F2.8L Dual Fisheye-Objektiv unterstützt.

Adobe und Premiere sind entweder Marken oder eingetragene Marken von Adobe in den USA und/oder anderen Ländern.