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こんにちは！このチュートリアルでは、ソニーのPTZカメラを使用して、Aximmetry Basic Calibratorを用いた基本的なPTZカメラのキャリブレーション方法を説明します。
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Aximmetry Basic Calibratorを開きます。最初に表示されるウィンドウはStartup Configuratorです。ここで、キャリブレーション用のビデオ出力デバイスを設定します。
SDI は結果を確認するのに最も信頼性の高い方法であるため、ここでは SDI を使用しますが、他のオプションも使用できます。解像度とフレームレートを指定します。この例では、1080p50 に設定します。これを 2 番目の出力チャンネルにし、ビデオ信号を同期させます。
次に、トラッキングデータを設定します。Manage Devices をクリックし、Camera Tracking セクションまでスクロールダウンします。PTZ カメラは、機能や設定が機種によって異なる場合がありますので、お使いのカメラについてよく確認してください。私たちが使用しているソニーの PTZ カメラは、FreeD プロトコルを使用してトラッキングデータを送信するため、FreeD を選択します。データレートを指定し、新しいデバイスを追加します。ここに、UDP ポート番号と PTZ カメラのカメラ ID を入力します。OK をクリックします。設定を確認し、OKをクリックして基本キャリブレーターを起動します。
基本キャリブレーターでは、まずビデオ入力を選択します。当社の場合、Blackmagic Decklink 8K Proキャプチャカードの2番目のポートです。クリックすると、ビデオ入力が画面に表示されます。ビデオモードは設定不要です。Aximmetryが自動的に識別します。
次はトラッキングデバイスです。ここでは、スタートアップコンフィギュレータで設定したトラッキングデバイスを選択します。ズーム値とフォーカス値という数値が、ベーシックキャリブレーターにすぐに表示されます。これらは、PTZ カメラの現在の状態を数値で示したものです。ズーム値が 0 は、現在ズームが最小であることを示しています。F 値はフォーカス値を示しています。
次に、新しいカメラ定義を追加し、適切な名前を付けます。追加をクリックし、新しい定義に名前を付けます。カメラのブランドとモデル番号（Sony BRC X1000）を名前として使用します。OKをクリックします。カメラプロファイルの名前が画面右上部の小さなウィンドウに表示されます。
キャリブレーションプロセスを開始する前に、いくつかの調整が必要です。
まず、プロパティを開きます。ここでセンサー幅を指定する必要があります。センサー幅はカメラのセンサーの主要なパラメーターの1つです。この値はPTZカメラの仕様書で確認する必要がありますが、一部のメーカーはデータを公開していないか、推定値しか提供しない場合があります。このようなデータでも作業は可能ですが、より正確なデータほど良い結果が得られます。当社のカメラのセンサー幅は13.305 mmであることが確認できました。
また、PTZの回転中心から床までの高さを指定する必要があります。これには、カメラが正確に水平になっていることを確認することが重要です。その後、スタジオの床からPTZの回転中心までの距離を実際に測定する必要があります。PTZにマークがない場合は、レンズが水平位置にある際のレンズの中心高さを目安に推定します。測定値を入力しましょう。他のパラメーターも調整可能ですが、通常は不要です。OKをクリックします。最終編集時に補正されます。
スタジオの床に重ねて、仮想グリッドが画面に表示されました。これはキャリブレーションに必要です。
まず、PTZ をパンしてみましょう。カメラをパンすると、仮想グリッドがスタジオの床に対して滑っていることがわかります。これは、カメラがまだキャリブレーションされていないためです。また、急激な動きをすると、トラッキングデータとビデオ信号が同期していないことがわかります。まず、この問題を解決しましょう。メニューをスクロールして、Video delay、Tracking delay、Zoom delay パラメータが表示されるまで移動します。これらはすべてフレーム単位であり、遅延値が 1 フレームに必ず等しいとは限らないため、小数でも指定できます。Video delay パラメータは調整しないでください。突然のパン動作で同期をテストしながら、Tracking Delay の値を徐々に増やしてみましょう。完了したら、キャリブレーションを継続できます。
メイン部分に入る前に解決する必要がある最後の問題はオートフォーカスです。最適な場合、レンズのズームとフォーカスの2つの機能をキャリブレーションする必要があります。これらはどちらもレンズ要素の相対位置を変更するため、視野角と歪み値に影響を与えるからです。オートフォーカスがキャリブレーションに不要な影響を与えないように、オートフォーカスをオフにします。私たちの場合、オートフォーカスをオフにしました。この時点で、ズームのみのキャリブレーションを行う場合（私たちのように）、フォーカス値を手動で最終調整できます。
バーチャルグリッドの角度をスタジオの床の角度に合わせることをおすすめします。これには、メニューのPan Virtual値を調整します。ここでは非常に正確である必要はありません。これはキャリブレーター内の補助ツールであり、キャリブレーションの結果に影響しません。
キャリブレーション用の参照ポイントも必要です。椅子、小さなテーブル、または類似の物体を使用できます。ここでは椅子を使用します。PTZカメラを基準点に向けて、ズームを最小値に設定します。椅子 は現実世界の基準点ですが、仮想の基準点としてマーカーも必要です。画面を下にスクロールしてShow Marker 1を表示します。この機能をオンにします。すぐに表示されない場合は、マーカーが仮想グリッドの中心、カメラの真下に位置しているためです。マーカーを椅子の脚の隣に配置します。ここでは正確な位置は必要ありません。マーカーのパラメーター（PositionとHeight）はすべてメートル単位で表されており、椅子の位置とスケールに比例した値に設定する必要があります。マーカー1のPosパラメーターを調整する際は、3つのボックスのうち2番目のy軸の値を変更しないように注意してください。
キャリブレーションポイントウィンドウの右下隅で「追加…」をクリックします。これで最初のキャリブレーションポイントを追加しましたが、まだキャリブレーションが必要です。まず、焦点距離または水平視野角の値を調整します。これらはリンクしているため、どちらかを調整すればもう一方も変更されます。メーカーが提供する焦点距離の値は、さまざまな理由でここでの設定値と異なる場合があります。ただし、これらの値は良い出発点となる場合があります。トラッキングの遅延を調整したときと同様に、テストをしながら焦点距離を調整しましょう。カメラを一定の速度で左右にパンし、スタジオの床に対する仮想グリッドの滑走効果を確認します。レンズの歪みがキャリブレーションに悪影響を与える可能性があるため、画像の端を基準ゾーンとして使用しないでください。
より高い精度を得るためには、マーカーの動きを確認し、椅子の近くでどのように漂っているか観察してください。同時に焦点距離を調整し続けます。仮想グリッドとマーカーがスタジオの床よりも速く回転している場合、焦点距離が短すぎますので、値を増加させる必要があります。逆に、スタジオの床よりも遅く回転している場合、焦点距離が長すぎますので、値を減少させる必要があります。仮想グリッド、マーカー、スタジオの床が同期して回転している状態が正しい設定です。
現在、この状態は良好です。
最初のポイントのキャリブレーションが完了したら、ズームキャリブレーションを開始できます。これには、マーカーを椅子の脚に正確に配置します。再び、マーカーのY軸の値は調整しないでください。さらに、椅子のもう一方の脚にも2つ目のマーカーを配置します。
2つのマーカーを使用した最初のキャリブレーションポイントの結果を確認できます。
次に、次のステップに進みます。
基本的なズームキャリブレーションには、少なくとも5つのキャリブレーションポイントが必要です。これらは通常、最小、最初の四分の一、中間、最後の四分の一、および最大ズーム値に配置されます。最小ズーム値のキャリブレーション後、通常は最大ズーム値のキャリブレーションを続けます。2つ目のキャリブレーションポイントを追加する前に、カメラの最大ズーム値を確認するため、ズームを最大まで広げます。当社の場合、最大ズーム値は4です。2つ目のCalibration Pointを追加し、再びFocal lengthまたはHorizontal Field Of Viewを設定し、同じ方法でテストします。マーカーが実際の参照点と正確に一致しない場合でも心配不要です。後で調整します。正しい値は、仮想グリッドとスタジオの床が同期して回転するときです。
適切な焦点距離値を見つけた後も、マーカーが実際の参照点を正確にカバーしていない場合があります。これは2つの理由のいずれかによるものです。まず、マーカーの位置を最小ズーム値で設定した際に、十分な精度で設定しなかった可能性があります。現在、最大ズーム値でマーカーの位置を確認することで、マーカーの位置を最終調整する良い機会です。調整が完了したら、ズームを最小値に戻し、最初のキャリブレーションポイントでのマーカーの位置を確認してください。もし問題が最初の設定が不正確だった場合、マーカーは最小ズーム値と最大ズーム値の両方で、それぞれ対応する参照点の上に正確に位置しているはずです。しかし、私たちの例では明らかにそうではありません。最小ズーム値でマーカーの位置を再調整し、ズームを最大値に戻します。
焦点距離は校正されていますが、当社のケースではマーカーが左側にずれたままです。この2つ目の可能性は、レンズの光学中心がセンサーの中心と異なるためです。Aximmetryではこれを「センターシフト」と呼びます。センターシフトパラメーターを調整することで修正できます。このパラメーターには2つの数値があり、それぞれx軸とy軸を表します。必要に応じてこれらの値を慎重に調整し、マーカーが実際の参照ポイントの上に重なるまで繰り返します。
2つのキャリブレーションポイントの間をズームイン/ズームアウトして、現在の結果を確認しましょう。2つのキャリブレーションポイントでは、マーカーと仮想グリッドが正しく表示されていますが、2つのポイントの間ではキャリブレーションが大きな誤差を含んでいます。2つのキャリブレーションポイント間の値は、Aximmetryが補間計算で算出します。補間モードは2種類から選択可能です。プロパティを開き、ズーム補間モードに移動し、モード1からモード2に切り替えます。2つのキャリブレーションポイント間でズームすると、このカメラの場合、モード2がより良い結果を生むことがすぐにわかりますが、さらに調整が必要です。
3つ目の校正ポイントは、1つ目と2つ目の校正ポイントの中間点に設定することが推奨されます。当社の場合、2つ目の校正ポイントのズーム値は4であるため、3つ目の校正ポイントのズーム値は2になります。ズーム値を設定し、[校正ポイントを追加]をクリックします。校正プロセスは、1つ目と2つ目の校正ポイントの場合と全く同じです。焦点距離を設定した後、センターシフトを再調整する必要があるかどうかを確認します。ここでは、X軸とY軸の両方で調整が必要です。結果を確認しましょう。すでに良い進捗が見られます。
5つの基本キャリブレーションポイントが揃うまでキャリブレーションプロセスを継続します。その後、必要に応じて追加のキャリブレーションポイントを追加できます。
最終的なキャリブレーションを確認しましょう。このカメラでは、合計10つのキャリブレーションポイントを使用しました。そのうち大部分はズーム値が高い位置で、ズームによりセンターシフトが強調されるためです。ズーム補間モード1に戻して効果を確認すると、キャリブレーションポイント間でマーカーが振動する現象が明確に確認できます。モード2では結果が大幅に改善されています。 重要な注意点として、PTZカメラの高さを頻繁に変更する場合、プロパティでPTZ回転の高さの値を0に設定し、後でAximmetry Composerで調整できます。キャリブレーションに満足した場合、画面右下の「閉じる」をクリックします。保存は不要です。Aximmetryが自動的に保存します。
Aximmetry Composerを開いてキャリブレーションをテストしましょう。
スタートアップコンフィグレーターで、必要に応じてビデオ出力を設定します。このステップの詳細を知りたい場合は、当社のウェブサイトにあるAximmetryの基本チュートリアルをご参照ください。
トラッキングシステムは「デバイスの管理」メニューで既に設定済みなので、今回はその作業は必要ありません。ただし、このチュートリアルビデオでは確認のために再度設定します。問題なさそうです。OK をクリックして Composer を起動します。
トラッキングされたカメラを含むバーチャルスタジオを開きます。当社のウェブサイトにある「Studio: Demo Sets」コンテンツパッケージのスタジオシーンを使用します。ファイルブラウザで、「Studio」→「News Room」と移動し、「News Room - TrackedCam_3-Cam」コンパウンドをダブルクリックして開きます。説明のために、このプレビューウィンドウを拡大して、スタジオで何が起こっているかを確認します。入力コントロールボードに移動し、入力 1 をクリックして、カメラデバイス（この例では Blackmagic カードの 2 番目のポート）を指定し、次にトレーシングデバイス（この例では FreeD: 40000、カメラ 1）を指定します。最後に、トラッキングモード（カメラキャリブレーターで作成したカメラプロファイル Sony BRC X1000）を指定します。PTZ カメラとそのトラッキングシステムが Aximmetry でほぼ完全に機能していることがわかります。問題は、やはり遅延です。このカメラはゲンロックされているため、カメラとゲンロックデバイスがオンになっている間は、遅延時間は同じ値のままです。ピン値で「トラッキング遅延」を探し、遅延がなくなるまで値を調整します。これで問題はないようです。カメラをパン、チルト、ズームして、設定を確認することができます。
まれに、PTZ カメラのトラッキングデータとズーム、フォーカスデータの遅延値が異なる場合があります。これは、2 種類のデータが Aximmetry に同時に到着していないことを意味します。このような違いは、トラッキング遅延とズーム遅延のパラメータを個別に調整することで補正できます。単一のトラッキングデバイスのトラッキングとズームの遅延を個別に調整するには、トラッキングデバイスをズームデバイスとしても追加する必要があります。メニューバーで「編集」に移動し、「デバイスの管理...」をクリックして開きます。「デバイスの管理」ウィンドウの左側をスクロールして、「ズームエンコーダ」セクションを表示します。ここで「FreeD」を選択し、すでに使用している同じデバイスを追加します。完了したら、「OK」をクリックしてウィンドウを閉じます。INPUT 1 パネルの Pin Values に戻り、Zoom Device を指定します。その後、Zoom Delay パラメータまでスクロールダウンして、Zoom Delay 値を調整します。これで、Zoom データも仮想シーンと同期していることが確認できます。
これで、チュートリアルは終了です。
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