KAP Belichtungs-Kontroll-Skript

Diese Seite beschreibt ein Skript, welches ich für meine Luftbildaufnahmen von einem Drachen aus einsetze. Es kann aber ebenso für jedes andere Aufnahmemedium, etwa einem Ballon oder einem Multikopter, benutzt werden.

Es stammt nicht aus meiner Feder, der Dank dafür gebührt vielmehr dem CHDK-Forumsmitglied waterwingz, der hauptsächlich dafür verantwortlich ist. (glaube ich  😉 ) Ich habe es lediglich übersetzt und mit Fotos versehen!

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Forumsbeitrag :    CHDK Forum Thread for KAP_UAV script

Veröffentlichungen :

  • v1.1 am 10.10.2013 – erste Veröffentlichungv1.2 am 21.11.2013 – kleinere Änderungen bezüglich des USB-Modus und an der Fokussierung im Bereich  „unendlich“
  • v1.3 am 08.12. 2013 – Regelung des Umgangs mit DD-Filter bei Kameras ohne einstellbarer Blende
  • v1.4 am 15.12.32013 – eine minimale Tv-Einstellung hinzufügt, um die langsamste Verschlusszeit, die das Skript nutzen kann, zu begrenzen. Ebenfalls eine Option hinzugefügt, die Kamera aus zu schalten, wenn die gewünschte Anzahl von Aufnahmen erreicht
  • v1.5 am 21.12.2013 – von set_backlight() nach set_lcd_display() gewechselt, um das Display ab zu schalten
  • v1.6 am 25.01.2014 – Kamera wird in den Wiedergabemodus gesetzt, wenn die USB-Kontrolle eingeschaltet wird und USB-Spannung nicht anliegt
  • v2.2 am 22.03.2014 – Möglichkeit ein Video aufzunehmen hinzugefügt, robustere und vereinfachte Einstellung für den Fokus auf unendlich, Selbsterkennung von ND-Filter und einstellbarer Blende, ND-Filter zu- und abschaltbar
  • v2.3 on 30.03.2014 – Fokusentriegelung und -verriegelung hinzugefügt, wenn in den Video-Modus und zurück geschaltet wird
  • v2.4 on 19.04.2014 – Timing geändert, um präzisere Aufnahme-Intervalle zu ermöglichen
  • v3.0 on 30.05.2014 – Neue USB-Kontroll-Modi  für Intervalometer, Einzelaufnahme mittels Impuls und PWM-Eingang-Kontroll-Modus hinzugefügt
  • v3.1 on 14.06.2014 – kleine Änderung um die Zuverlässigkeit für „Fokus auf unendlich“ zu erhöhen (nachdem der Zoom eingestellt wurde) und um einen string-Fehler im Evcomp script-Parameter zu beheben
  • v3.2 on 27.07.2014 – höhere Tv-Einstellung möglich – nützlich für Luftbildfotografen, die Probleme mit Vibrationen haben
  • v3.4 on 19.03.2015 – Fokus auf enendlich vereinfacht, kleinere Fehler und Ausführungen behoben, 10 mSec -Auflösung im Aufnahme-Zeitstempel, USB-Kontroll-Modi verbessert, Beenden nach einem spezifizierten Intervall
  • v3.4b on 02.05.2015 – Modifizierung: LCD wird abgeschaltet, wenn der Benutzer eine Startverzögerung angegeben hat, wenn Hintergrundbeleuchtung Aus-Modus aktiviert ist.
  • v3.4c on 03.05.2015 –  Das USB PWM timing, welches eine 10 mSec Präzision anstatt 1 mSec benutzt rückgängig gemacht ( benutzt aber immer noch den hochpräzisen Timer-Modus )
  • v3.4d on 20.05.2015 – Video Interleave-Modus bearbeitet, um ihn zuverlässiger auf älteren (langsameren) Kameras zu machen
  • V3.5 on 25.05.2015 – kleine UI -Änderungen ( verzögerte statt unmittelbare Display-Abschaltung), präzise  PWM-Messwerte stellen nun die Benutzeränderungen ein via Skript-Parameter, Fokus @unendlich versucht jetzt AFL, MF und dann AFt for user changes via script parameter, focus @ infinity now tries for AFL, MF and then AF (AF wird als erstes verwendet, aber das ist langsamer)
  • V3.6 on 06.09.2015 – zahlreiche Änderungen am USB PWM-Code, um zum Flight Controller synchronisiertes Auslösen, basierend auf der GPS-Position über dem Boden zu ermöglichen, kontinuierlichen Modus des Auslösens für höhere fps hinzugefügt, Belichtungsreihe hinzugefügt.
  • V3.7 on 06.02.2016 – „Linsentemperatur“ zum Logeintrag, der bei jeder Aufnahem erzeugt wird, hinzugefügt

Die unten stehende Übersetzung bezieht sich noch nicht auf die aktuellste Version. Ich bin bemüht, das schnellstens nachzuholen.

Überblick

Inhalt

Das KAP-Belichtungskontroll-Skript kontrolliert automatisch Verschlussgeschwindigkeit, Blende, ND-Filter und ISO-Einstellungen, um so die schnellste Verschlusszeit zu erreichen, die bei Drachen-Luftbildaufnahmen und bei Luftbildaufnahmen mit unbemannten Fahrzeugen benötigt wird. Bei diesen Aufnahmeverfahren befindet sich die Kamera dauernd in Bewegung und die daraus resultierende Bewegungsunschärfe ist das große Hindernis auf dem Weg zu scharfen Aufnahmen. Einfach die Verschlusszeit auf einen festen, schnellen Wert einzustellen gibt nicht genügend Flexibilität, wenn die Lichtverhältnisse sich ändern.
Diese Skript verarbeitet alle relevanten Eingaben, mit dem Ziel, die Verschlusszeit  möglichst schnell zu lassen, erlaubt es aber auch, die Geschwindigkeit herab zu setzen, wenn es notwendig ist, um eine richtige Belichtung zu bekommen.

Eigenschaften

  • benutzerdefinierte Voreinstellung für Tv, Sv, Av
  • benutzerdefinierte Spanne für Tv, Sv, Av
  • der ND Filter kann bei zu großer Helligkeit eingesetzt werden
  • anspruchsvolle Belichtungsberechnungen
  • alle Ein- und Ausgabewerte werden in „realen“ Kameraausdrücken und nicht als APEX 96-Werte angegegen
  • Intervalometer
  • Startverzögerung
  • Kamera schaltet sich nach Programmabarbeitung aus
  • Belichtungsausgleich
  • Fokus auf unendlich setzen
  • Zoom-Voreinstellung
  • Display-Abschaltung
  • Fernauslösung über USB-Signal an- und abschaltbar
  • konfigurierbar für Kameras mit einstellbarer Iris-Blende und ND Filter
  • Log-Funktion

OnScreen Display

OSD
Vorgabewerte werden beim Start angezeigt
Bildschirm während des Fotografierens
Bildschirm während des Fotografierens

Berechnungsalgorithmus

Für Kameras, die keinen ND-Filter und keine einstellbare Iris-Blende haben (nur Tv-Modus) arbeitet das Skript folgendermaßen:

  • das Skript misst die  Belichtungsbedingungen und entscheidet, ob die Aufnahme mit den von Dir eingestellten Vorgabewerten (z.B. Tv =1/1000 Sekunde, ISO-Wert zwischen  Min (100)und Max2 (800)) ausgeführt werden kann. Ist es möglich, wird das Bild mit dem entsprechenden ISO-Wert aufgenommen
  • ist die Aufnahme mit einem ISO-Wert am Max 2(800) zu dunkel, wird die Verschlusszeit abweichend vom Vorgabewert verlängert, um so eine gute Belichtung zu bekommen.
  • ist die Aufnahme mit einem ISO-Wert am Min(100) zu hell, wird die Verschlusszeit so weit verkürzt, dass eine gute Aufnahme erreicht wird, selbst wenn die Zeit oberhalb des maximalen Vorgabewertes (von 1/2000 Sekunde) liegt.

Für eine Kamera mit einem ND-Filter, aber ohne einstellbare Iris-Blende:

  • das Skript führt die oben beschriebene TV-Modus-Berechnung aus
  • wenn die errechnete Verschlusszeit oberhalb des maximalen Vorgabewertes  (1/2000) liegt, wird der ND-Filter eingeschwenkt, die Belichtung um 3 Blendensprünge verringert und dann die Berechnung erneut durchgeführt

Für eine Kamera mit einer einstellbaren Iris-Blende, aber ohne ND-Filter, arbeitet das Skript folgendermaßen:

  • das Skript misst die Szene und entscheidet, ob das Bild mit den eingestellten Vorgabewerten (Tv =1/1000 Sekunde) und Av =f/4.0, mit einer  ISO irgendwo zwischen Min (100) und Max1 (400)) gut aufgenommen werden kann. Ist das möglich, wird das Bild mit dem entsprechenden ISO-Wert aufgenommen
  • wenn das Bild mit dem ISO-Wert am Max1 (400) zu dunkel wird, wird die Blende bis zu einem Wert geöffnet, der an der Min-Einstellung (2,8) liegt
  • wird noch mehr Licht benötigt, dann setzt das Skript die Belichtungszeit über den Zielwert hinaus herunter, um eine gute Aufnahme zu bekommen
  • ist das Bild mit dem ISO-Wert am Min (100) zu hell, wird die Verschlusszeit bis zur Max-Einstellung (1/2000) verkürzt
  • ist die Belichtung dann immer noch zu hell, wird die Blende bis zum Max-Wert (f/8,0)
  • ist die Belichtung auch dann noch zu hell, wird die Blende über die Max-Einstellung hinaus weiter geschlossen, um eine gute Aufnahme zu bekommen

Für eine Kamera, die sowohl eine einstellbare Iris-Blende als auch einen ND-Filter besitzt, arbeitet das Skript wie folgt:

  • Das Skript zieht den ND-Filter zurück und führt dann die nur-Iris-Blendenmessung aus, so wie sie oben beschrieben ist.
  • wenn die resultierende Verschlusszeit oberhalb des eingestellten Max-Wertes (1/2000) liegt, wird der ND-Filter wieder eingeschwenkt, die Belichtung um 3 Blendenstufen gesenkt und anschließend die nur-Iris-Blendenmessung erneut ausgeführt

Bedenke, dass bei einer Aufnahme mit sehr großer Helligkeit der Algorithmus zu einer Verschlusszeit führt, die höher liegt als der eingestellte Max-Wert, ja sogar höher als der höchst mögliche Wert, den die Kamera schafft. Unter CHDK können solch schnelle Verschlusszeiten durchaus funktionieren, werden in den EXIF-Werten für das Foto jedoch nicht berücksichtigt. Wenn das auftritt, werden die Log-Daten die aktuellen Werte wiedergeben mit denen das Foto aufgenommen wurde

Denke auch daran, dass für Kameras mit Iris-Blende für den Fall, dass Du die Zoom-Einstellungen benutzt, um in eine Szene hinein zu zoomen, die Minimalblendeneinstellung der Kamera heraufgesetzt wird. Das Skript stellt automatisch Dein Minimum und Deinen Zielwert für Av ein, falls es notwendig ist. Das kann die Erklärung dafür sein, dass Deine EXIF-Blendendaten einen höheren Blendenwert zeigen als Deine Einstellungen fordern und Du den Zoom benutzt.

Fokus auf „unendlich“ setzen

Das Skript bietet verschiedene Methoden automatisch auf „unendlich“ zu fokussieren:

Nicht alle Methoden laufen auf jeder Kamera, deshalb sind einige Versuche notwendig, um die eine Methode zu finden, die für Dich funktioniert. Ausgabe 2 dieses Skripts
wählt automatisch die beste Fokusmethode für die CHDK-Versionen 1.2.0 oder 1.3.0.

Weiter unten folgt eine Beschreibung der verschiedenen eingesetzten Methode. Aber selbst mit dieser muss Du eventuell das Skript anpassen, damit es mit Deiner Kamera
läuft.

Keine: sagt dem Skript, dass es nicht versuchen soll, den Fokus auf „unendlich“ einzustellen

@shot: sagt dem Skript, dass es vor jedem Bild neu auf „unendlich“ fokussieren soll. Einige Kameras erfordern nicht den Gebrauch des AFL- oder des MF-Modus.

AFL: versetzt die Kamera in den Canon AFL-Modus (automatische Fokusfeststellung) und setzt den Fokus auf unendlich

MF: versetzt die Kamera in den Canon MF-Modus (manueller Fokus) und setzt den Fokus auf unendlich

Bemerkung: wenn dieser Parameter ausgewählt wird, zeigt das Skript auf dem Display eine Warnmeldung in rot und weiß an, wenn der Fokus nicht auf unendlich eingestellt
wird
Note : if this parameter is selected, the script onscreen log will display an warning message in red & white if the focus does not lock at infinity.

Anwendungshinweise

Es ist ein Ladeprogramm für Kameras mit kleinem Speicher lieferbar. Das Ladeskript lädt das kap_uav.lua-Skript in annähernd die Hälfte des Speichers als wenn es das
Skript direkt einladen würde.
Das Skript nimmt an, dass der ND-Filter der Kamera gleichbedeutend mit 3 Blendensprüngen ist. Ändere den Wert der Variablen nd96offset in Zeile 93 wenn das nicht der Fall sein soll.
Wenn das Skript läuft, kannst Du es „sauber“ stoppen, indem Du den MENUE-Knopf drückst. Drückt man irgendeinen anderen Knopf, führt das dazu, dass das
Display/Backlight für ca. 30 Sekunden aktiviert wird, um so den Status des laufenden Skriptes zu überprüfen. Wird irgendein andere Knopf als der MENUE-Knopf erneut
gedrückt, erhöht sich die Zeit, in der das Display/Backlight aktiviert bleibt.
Diese Skript erfordert CHDK 1.2 (oder höher) und build 3149 (oder höher).
Wie immer ist CHDK ein Experiment und obwohl es schon ziemlich stabil läuft, sicherlich nicht immer perfekt. Benutze es stets auf eigene Gefahr.

Parameter-Einstellungen

Aufnahme -Intervall (Shot Interval)
Bestimmt die Zeit zwischen den Aufnahmen in Sekunden

Werte: 2 – 120 Sekunden
Standard: 15 Sekunden

Gesamtzahl der Aufnahmen (Total Shots)
Bestimmt wieviele Aufnahmen das Skript machen soll, bevor die Kamera in den Wiedergabemodus zurückkehrt

Werte: 1 – 10 000 ( 0 = unendlich )
Standard: 0 (unendlich)

Ausschallten wenn fertig? (Power off when done?)
Veranlasst die Kamera beim Erreichen der gewählten Gesamtanzahl abzuschalten. Ist diieser Menüpunkt nicht gewählt schaltet die Kamera nach Erreichen der gewählten Gesamtanzahl in den Wiedergabemodus um.

Standard: Aus

Belichtungskorrektur (Exposure Compensation)
Arbeitet wie die eingebaute Belichtungskorrektur und erlaubt es die Belichtungsmessung bis zu 2 Stufen herauf zu setzen.

Werte: -2 bis +2 Belichtungssprünge ( in 1/3 Blendenstufen)
Standard: 0.0

Startverzögerung (Start Delay Time)
Erlaubt eine Verzögerung des Aufnahmestarts nach dem Skriptstart, um den Drachen oder das UAV auf die gewünschte Höhe zu bringen

Werte: 0 – 10000 seconds
Standard: 0

Verschlusszeit Min (Tv Min)
Definiert die längste Verschlusszeit, die benutzt werden soll. Bedenke, dass der Algorithmus versuchen wird, nicht unter diesen Wert zu gehen, um eine gute Aufnahme zu erreichen. Was möglicherweise dazu führt, dass Du unterbelichtete Aufnahmen erhälst, die nachbearbeitet werden müssen.

Wird benutzt, um Bewegungsunschärfe zu verhindern, wenn die Beleuchtung schlecht ist.

Werte: keine, 1/60 bis 1/640 Sekunden
Standard: keine

Soll-Verschlusszeit (Target Tv)
Definiert die gewünschte Verschlusszeit-normalerweise wird hier eine „scheller“ Wert von z.B. 1/1000 Sekunde eingestellt

Werte: 1/100 Sek bis 1/2000 Sek
Standard 1/1000 Sek

Verschlusszeit Max (Tv Max)
Definiert die kürzeste Verschlusszeit, die benutzt wir, bevor der ND-Filter (falls vorhanden) eingesetzt wird. Bedenke, dass der Algorithmus als vielleicht letztes Mittel über diesen Wert hinaus gehen könnte, um eine gute Belichtung zu erreichen. Das hängt aber von den CHDK-Fähigkeiten bezüglich der Verschlusszeiten ab.

Werte: 1/1000 Sek bis 1/10000 Sek
Standard: 1/2000 Sek

Niedrigster Blendenwert (Lowest Av)
Definiert den niedrigsten Blendenwert

Werte: f1.8 bis f8.0
Standard: f2.8
wird nur benutzt bei Kameras mit einstellbarer Blende

Soll-Blendenwert (Target Av)
Definiert den Soll-Blendenwert (Sweet Spot- jene Blende, bei der ein Objektiv seine beste Schärfe und besten Kontrast erreicht)

Werte: f1.8 to f8.0
Standard: f4.0
wird nur benutzt bei Kameras mit einstellbarer Blende

Höchster Blenderwert (Highest Av)
Definiert den maximal möglichen Blendenwert

Werte: f1.8 bis f8.0
Standard: f8.0
wird nur benutzt bei Kameras mit einstellbarer Blende

Minimaler ISO-Wert (ISO Min)
Definiert den niedrigsten ISO-Wert, der benutzt wird

Werte: 80 100 200 400 800 1250 1600
Standard: 100

Maximal ISO-Wert 1 (ISO Max1)
Definiert den maximalen ISO-Wert, der benutzt wird während des „normalen“ Fotografierens

Werte: 100 200 400 800 1250 1600
Standard: 400

Maximaler ISO-Wert 2 (ISO Max2)
Definiert den ISO-Wert, der benutzt wird, wenn der Max ISO-Wert 1 nicht genommen werden kann, um richtig belichtete Bilder zu erzielen.

Werte: 100 200 400 800 1250 1600
Standard: 800

Gebrauch des ND-Filters erlauben? (Allow use of ND filter?)
Erlaubt/verbietet dem Skript den Gebrauch des ND-Filters (falls vorhanden)

Werte: Nein Ja
Standard: Ja

Zoom Position (Zoom position)
Bestimmt den Zoom-Faktor, der zu Beginn der Aufnahmen eingestellt wird

Spanne: Aus, 0-100% in 10% Stufen
Standard: Aus

Fokus verriegeln (Focus Lock)
Verschiedene Modi den Fokus auf unendlich festzusetzen. Einige von diesen arbeiten nicht auf allen Kameras, verschiedene Versuche sind eventuell notwendig

Werte: Aus @Aufnahme AFL MF
Standard: Aus
Siehe Fokus-Einstellungen weiter oben

Zwischenzeitliche Video-Aufnahmen (Video Interleave)
Wenn erlaubt, schaltet das Skript jedesmal nach einer festgelegten Anzahl von Bildaufnahmen in den Video-Modus um und nimmt ein Video auf

Werte: Aus 1 5 10 25 50 100 Aufnahmen
Standard: Aus

Video-Dauer (Video Duration)
Legt die Länge des Videos in Sekunden fest, wenn der obige Punkt gewählt wurde

Werte 5 – 300 Sekunden
Standard: 10

USB Aufnahmekontrolle (USB Shot Control)
Erlaubt es, den USB-Anschluss der Kamera als Auslöser zu benutzen. Liegt ein 5 Volt-Signal am USB–Anschluss an, werden die normalen Skript-Befehle ausgeführt. Bei 0 Volt pausiert das Skript

Werte: Aus/An
Standard: Aus

Hintergrundbeleuchtung Aus (Backlight Off)
Schaltet nach 20 Sekunden Inaktivität die LCD-Hintergrundbeleuchtung aus

Werte: Aus/An
Standard: An

Aufzeichnungen (Logging)
Gibt an, wohin die Logdaten geschrieben werden sollen

Werte: Aus Display SD-Karte beides
Standard: beides

Links

link > kap_uav v2.2 loader for cameras with low memory
link > KAP & UAV Exposure Control Script V1

Eventuell folgen noch ein paar Bilder

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