NDI対応 4K60P 18倍ズームレンズ搭載カメラ CIS VCC-4KNDI, DCC-4KNDI レビュー

CIS社初のNewtek NDI® に対応した4K/60P 18倍ズームレンズを搭載したBOXカメラのレビューです。これを書いている私自身開発メンバーの一人というか開発の言い出しっぺでもあるのでカメラがどのようにして出来たかを踏まえ製品のレビューをしていきます。カメラとしては2機種あり、筐体有り版のVCC-4KNDI、組込用キットモデルであるDCC-4KNDIが存在します。

VCC/DCC-4KNDI
VCC-4KNDI(左)とDCC-4KNDI(右)

■ 放送用IP、NewtekNDI®を採用
 映像/音声を伝送する際には長らく同軸ケーブルを使ってきました。加工も簡単ですし繋げば使えるといった至極単純でわかりやすいものです。ただし最近になって4K/8Kの高解像度やハイフレームレートを扱うようになったときに同軸ケーブルが煩わしくなってきたという経緯があります。例えば4K解像度で同軸ケーブルを使うとなると3G-SDIで4本、もしくは12G-SDIでシールド膜が入ったゴツいものを使う必要があります。この12G-SDIが厄介でそんなに長く伸ばせないし曲げられないし高周波なので信号の減衰に注意などいろいろ欠点が出てきました。また最近はカメラに求められる機能も多く結果的にいろんな信号線を出す必要があり、カメラ製品自体はスッキリしてるのに出てくるケーブルがウジャウジャとなってくる場合が増えてきています。

Newtek NDI® Logo

そういった経緯もあり最近ではIPネットワークを使って映像/音声を扱うようになってきています。ストリーミング配信用ということでは以前からネットワークで映像/音声を送ることは出来ましたがここでは放送用のIP、つまり遅延が少なく品質の高いコンテンツを扱うことができる規格のことを指します。現在代表的なものにSMPTE ST 2110とNewtek NDI® が挙げられます。SMPTE(米国映画テレビ技術者協会)企画が本流だと思うものの規格に関する団体(AIMIS、AMWA、VSFなど)が非常に多くそれらに人的リソースをかけるのが難しいのと最低ネットワーク速度が10GE以上を要求するため初期費用もかかってしまいます。


そのようなこともありVCC-4KNDI、DCC-4KNDIはNewtek NDI®を採用しています。NDI®はNewtek社が提唱する放送用IPの一種で基本1GEの帯域で十分な高品質のコンテンツが送受信が出来る、SDKが無償で公開されており誰でもNDI®を使った開発が可能といった特徴があります。とっかかりとしては非常に魅力的です。(ただしSDKを使った製品を開発して販売するときには費用が発生しますがその辺は契約上のことなのでここではごにょごにょします、、)
NDI® には2種類のコーデックが存在し、一つはFull NDI®(Full bandwidth NDI® とも言います)というイントラフレーム圧縮で低遅延なものとNDI|HXというH.264/H.265 HEVC を使ったLong-GOPで多少遅延するものがあります。世に存在するほとんどのNDIカメラはNDI|HXであるのですが、VCC/DCC-4KNDIではもともとのカメラ画質性能を優先するためFull NDI® を採用しています。

■ VCC-4KNDI概要
VCC-4KNDIはSDI出力の4KカメラであるVCC-4KZMがベースとなっており、NDI以外の基本性能は同じで4K/60P(1080p/1080iにも対応)、18倍ズームレンズ、CIS社画像処理エンジンClairvu™搭載、HDR(HLG、BT.2100)対応になっています。他社のNDIカメラだとパンチルトにしているものが多いのですがBOXタイプとしてユーザーが好みのパンチルトデバイスを選択できるようにしています。 

カメラの大きさは72mm(W) 84mm(H) 125mm(D) で重量は802gです。筐体の底面には三脚留めネジが切ってあります。前面にはタリーランプがあり、TriCasterなどNewtekNDI®でコントロールできる機種であれば動作するようになっています。レンズ先端にはフィルターがつけられるようネジが切ってあります。(49mm)
 後面には放送用IPカメラとして1GEthernetのインターフェースがあります。PoE(Power on Ethernet)に対応していますので対応スイッチであればLANケーブルから給電が可能です。もちろんそういった設備が無いところでもDC電源の入力は用意しています。NDI®の出力とは別にビューファインダー用のデジタル出力があります。ATOMOS SHINOBIやBlackMagicDesignのVideoAssistなどHDMI入力を備えたモニターに繋いでモニタリングすることも可能です。(なぜHDMI出力と言わないのかはお察しください、、)このほかに3.5mmステレオミニジャックでのオーディオ入力や、旧来からのRS232Cシリアルコントロールを備えています。

 カメラの設定/コントロールはWebブラウザから行うことが可能です。VCC-4KNDIのカメラ設定で解像度フォーマット、AE項目、ホワイトバランス、ノイズリダクション、ガンマ/ダイナミックレンジ設定、6軸カラー調整、レンズコントロールなど多くの項目を網羅しています。ネットワーク設定は自身のIP設定のほかNDI識別名、グループ名、TCP/UDP/マルチキャスト設定などがあります。システム設定ではログイン認証(Basic、Digest)やファームウェアアップデート、ファクトリーリセットなどが行えます。全てのブラウザで試したわけではありませんが大体は使えると思われます。

Clairvu Logo

VCC/DCC-4KNDIにはCISの別モデルカメラと同じくオリジナル画像処理エンジン Clairvu™ を搭載して正確な色表現、高画質を実現しています。色調整の項目が多く、狙った通りの色に合わせることが出来ます。2D/3Dノイズリダクションも強力でゲインを上げることに躊躇することもなくなります。また標準のBT.709の他にBT.2100(HLG)のガンマカーブが選択できHDRにも対応しています。残念ながらNewtek社のスイッチャーTrCasterは現在のところHDRに対応しておりませんがHDRは受け側にその処理ができていればいいので途中で何もしなければNDI®でHDRを伝送するといったことは可能です。

RestAPI Logo

カメラに対しWebブラウザ、Newtek NDI®、RS232でコントロールすることが可能ですがそれに加えRestAPIに対応しました。これによりネットワークを使ってリアルタイムに高度な制御を行うことが出来ます。URLとHTTPメソッドを使ってデバイス間の情報をやり取りするというIT業界では一般的な方法のためサーバーからのコントロールやアプリ開発が格段としやすくなります。本機では設定のほかズーム位置やフォーカス位置などの情報も取得することが出来ます。(JSONで返ってきます)

CIS VCC-4KNDI、DCC-4KNDIは従来からのCIS社テクノロジーを受け継ぎつつ放送用IPであるNewtek NDI®に対応したカメラです。単純に同軸ケーブルがLANケーブルに変わったということではなく、RestAPIに対応することでカメラをよりアクティブにコントロール、ネットワークで使用ということに関してより簡単なアプローチをユーザーに提供するカメラと考えています。

※NDI® is a registered trademark of Vizrt Group

■ 関連項目

 InerBEE 2021 (国際放送機器展)
この展示会で初めてVCC-4KNDI / DCC-4KNDIを展示いたしました。

 Newtek NDI®とUnreal EngineでAR/VR を作ってみた
InterBEE 2021でVCC-4KNDIの展示で行ったUnreal EngineをつかってのARデモを解説

18倍ズームレンズ搭載4Kカメラ CIS DCC-4KZM レビュー Part3

CIS社小型4K/60Pカメラ DCC-4KZMのレビュー3回目です。実際に屋外/屋内で撮影をしてみました。収録した映像はYouTubeにアップしたのでそれを元に説明していきます。(本レビューは開発中の機能が含まれています。)

 CIS DCC-4KZM HDR Test Shooting
 https://youtu.be/qXu8txoHvdA

映像はいつも通り編集段階でカラーグレーディングとかは一切行っていません。撮影時そのままの色になっています。視聴にはHDR対応モニタを使うと本来の色に近くなります。SONY BVM-X310 とかのマスモニだとはっきり分かります。(失敗したやつとか、、、)

実際に撮影するにあたり基盤剥き出しのままでは危ないので外装を装備しました。レンズ前面にはフィルターが付けられるように49mmのネジが切ってあり、後方には電源やRS232コントロール、外部同期、LTCなどの信号をまとめたコネクタが付いています。下部には三脚に取り付けられるよう1/4”、3/8”ネジが切ってあります。
筐体の大きさはWide 70mm、Height 70mm、Depth 110mm くらいです。(突起部含まず)

 

収録にはATOMOS SHOGUN INFERNOを使用。DCC-4KZMとは3G-SDI x 4で接続。ATOMOS HDRでHLG 2100、Rec.2020カラーでモニタリング。カメラのHLGはSDR比で600%、1200%が選択でき、いつも通り1200%を使っています。
レンズコントローラーは三脚ヘッドの下あたりの脚に装着させています。一般的なコントローラーだとパン棒につける場合が多いのですがデバイスが小さくなるためフォーカスノブとかが小さすぎなのと割とパン棒の向きを変えて撮影するので操作しづらく、この位置に固定した方が安定しますね。今回はフォーカス、ズーム、アイリスは全てマニュアルで撮影しています。
コンテンツには音声が含まれていませんがマイクとしてAZDEN SGM-250CXを使いました。

 

実際に撮影をしてみます。コンテンツには早朝、室内、夕方、夜間のシチュエーションを含んでいます。
DCC-4KZMにはCIS社のレンズ交換式4K/60PカメラであるVCC-4K2と同じ独自の画像処理エンジン Clairvu™ が搭載されていて画面全体のカラーバランスがうまく保たれています。全体が直しようのない色バランスになったり、こっちの赤色はいいけどそっちの色は合ってないとかそのようなことは出てきません。実際にほとんどデフォルト値で撮っています。この辺りはVCC-4K2と同じです。もうちょい色を変えたいという時だけパラメータを設定するだけなのでセットアップ時間が短くて済みます。画質的にはVCC-4K2+高画質単焦点レンズよりは若干落ちるもののズームレンズがあることでENGカメラっぽく撮影できることが最大の利点です。

 

夜間の撮影にはGain +12db上げています。昔だったら+6db上げるのにひどく迷うのが普通でしたがDCC-4KZMでは全く気になりません。本編は従来からある2Dノイズリダクション機能を薄く使いましたが本機はさらに強力な3Dノイズリダクション機能があります。映像の最後にオマケとして入れておきました。使ったことのないGain +48dbにShutter 1/180、F5.6でノイズだらけの画像に3DNRをかけた実験映像です。ほとんどノイズが目立たなくなるのがわかると思います。ただしフレーム間処理なのでカメラが全体的に動くような映像だとブレというかダブりのような画像になります。この辺はカメラを固定するとか使い方によると思います。

  

総評としては18倍光学ズームレンズ内蔵ということで決める画角の自由度が高くPOVだけでなくENGカメラとしても使えそうなユーティリティ性があり、高速シリアル通信によるレスポンスの速いコントロール(特にレンズコントロールで有意)、従来から引き継いだClairvu™による高画質などが挙げられます。コンテンツ制作はもちろんのこと医療や3DNR使用による監視やライトが使えないところでの撮影と用途は多いのではないかと思います。性能は違いますがVCC-4K2+単焦点レンズの価格で何台かDCC-4KZMが買えてしまうコストパフォーマンスの良さもあります。4Kハンディカムで画質に不満があるのならDCC-4KZMを試す価値は十分にあると思います。

  

18倍ズームレンズ搭載4Kカメラ CIS DCC-4KZM レビュー Part2

MD-LC100

CIS社の4Kカメラ DCC-4KZM レビューPart2です。カメラレビューと言いながら今回はコントロール系の話になります。前回タブレットで操作できるレンズコントローラーソフトウェアを作ってはみたものの、やっぱりレンズは回してナンボということもありハードウェアを作ってみることにしました。
※本レビューは開発途中の機能を含んでいます。


DCC-4KZMのカメラコントロールはシリアル通信で行います。(今回はRS-232を使用)コマンドセットはCIS社独自のプロトコルになります。命令にはSENDとGETがありGETでカメラの各ステータスを読み取ることもできます。フォーカス、アイリス、ズーム制御はそれぞれ複数のやり方があるので制御側のハードウェアの種類によって選ぶことができます。

零号機

とりあえず勢いで作った零号機です。大きさはiPhone8くらい。秋葉原で適当なパーツを買って組み立てました。
コントロールに必要なのはフォーカス(大きいツマミ)、アイリス(ボタン2つ)、ズーム(小さめのツマミ)なのでそれに絞って部品を配置。ユニバーサル基板なので位置決めに制限が出てしまい、ズームがダイヤル、アイリスが+/-制御のボタンになってしまいました。使えないことはないんですけど、ズームはやはりレバー方式にしたいしアイリスも細かく制御したいところです。この辺りは一般のパーツ屋さんで用意できる範疇を超えてしまいます、、、

市販のコントローラーにはズームレバー?が付いてたりしますが小さくて操作しにくかったり手に入れられるかわからなかったので代理店に無理を言ってフジノンの放送用レンズで使っているパーツそのものを入手してみました。コレだよコレ!とフニフニ触って満足してしまいましたがどう制御するかはこちらで考えなくてはなりません。そもそもこのパーツ結構大きいのでケースに収めるには基板に穴を開けねばならず、基板そのものをオリジナルで設計することになりました。基板の設計にはそれ用のCADを使い、回路図や部品配置、穴開けなどの情報が詰まったGarbarデータなるものを作成します。作ったデータはクラウドに上げてしばし待つと出来上がったものが送られてきます。いい世の中になったものです。(4層基板、RoHS対応、ムダに青色)

各パーツをハンダ付けしてケースに取り付けてプログラムコードを流し込んだら完成です。ケースはメーカーに加工してもらいました。穴開け位置を指定したCAD図面と天面のデザインデータ(イラレデータ)を渡すとやってくれます。(1つしか作らなかったので結構な値段、、、)

レンズコントローラー MD-LC100 仕様
フォーカス:分解能10bit、横のボタンでマニュアル/オート切替。
      長押しでOne Push Focus
アイリス :分解能10bit、横のボタンでマニュアル/オート切替。
ズーム  :レバーの傾きにより64段階のアクセラレーション。

DCC-4KZMからシリアル通信が9600、38400、115200bpsから選べるようになりました。115200bpsではマニュアルレンズを直に操作するのと変わらない反応をしてくれます。スピードは正義です。(9600bpsだとワンテンポ遅れる感じ)


DCC-4KZMのフォーカス分解能 3584段階に対してコントローラーは1024段階ですが実用には問題ありません。もう少し大きいイメージセンサーとズーム比なら12bitにしてもいいかなという感じです。(プログラム次第で変更できそう)アイリスはこの手のカメラだと絞りが1段づつしかできないものがあったりしますがこれは完全にアナログ無段階のように設定できます。ズームのアクセラレーションはカメラの仕様通り64段スピードで動かせます。そんな細かい調整できないと思うかもしれませんが意外と慣れると出来るものです。

 

DCC-4KZM Controller

レンズ以外のコントローラーは?って話ですが、それ用のタブレットコントローラーを作りました。レンズ以外のコントロールをこちらで行います。よく使われる機能をUI配置してそれ以外はリモコンRU-100の機能を搭載させてOSD(On Screen Display)を使って設定という感じです。カメラとはMD-LC100と差し替えて繋ぐこともできますし、MD-LC100をブリッジ役として数珠つなぎすることもできます。シリアル通信スピードの変更も可能です。(RU-100は9600bps 固定)カメラを設定してしまえば後はレンズ操作がほぼになるので外しても構いませんというスタンスです。

 

USB-RS232 変換ケーブル

タブレットとカメラ/コントローラーに繋ぐにはUSB-シリアル変換器なるものが必要です。市販品を組み合わせて使うとなると途中がD-Sub 9pinであることが多くて重くかさばってしまいます。タブレット側のUSB端子に変なテンションがかかってしまうので変換ケーブル自体も作ってみました。これなら数グラムで済みます。USB-シリアル変換にはFTDIチップを採用しています。(タブレットソフトはProlificチップにも対応)


ようやくこれで実機テストの準備が出来ました。基本ワンオペ、ENGタイプでテストしようとしているのでメーカーの想定外になるかもしれませんが十分参考になると思います。

Part3へ続く

18倍ズームレンズ搭載4Kカメラ CIS DCC-4KZM レビュー Part1

CIS DCC-4KZM

2019年の国際画像機器展で発表されたCIS社の18倍ズームレンズ付き4Kカメラブロック、CIS DCC-4KZMを数回に分けてレビューします。同社4KカメラVCC/DCC-4KZMと同じく画像アルゴリズムであるClairvuを搭載、HDR(HLG75)対応で画質そのものは同等。ズームレンズが付いたことにより今まで以上に多様なアプリケーションで使えるようになると思います。(撮れるものが違ってくる)
※本レビューは開発途中の機能を含んでいます。

CIS DCC-4KZM 主な仕様
イメージセンサー SONY STARVIS IMX334 1/1.8″CMOS ローリングシャッター
画素サイズ    2.0μm(H) ×2.0μm(V)
有効画素数    3840 x 2160
出力解像度    2160p, 1080p, 1080i
出力信号     3G-SDI x 4ch, 3G-SDI x 1ch, HD-SDI x 1ch : Y/Pb/Pr(10bit)
同期方式     内部同期 / 外部同期
内蔵レンズ    光学18倍オートフォーカス ズームレンズ
         焦点距離 6.6mm〜120mm / F値 1.61(wide) 〜 4.13(tele)
消費電力     typ. 11W / max 13W (条件:DC+12V 入力時)
外形寸法     H:65mm W:66mm D:98mm
重量       316g

イメージセンサーのSONY STARVIS IMX334は最近の4Kカメラでよく使われています。裏面照射型で画素が小さくなっても明るく写ります。もっともセンサー性能を引き出す画像処理でかなり画質が違ってきます。DCC-4KZMにはCIS画像処理エンジンのClairvuが搭載されています。出力信号はSDIです。4K出力には3G-SDI x 4本で出力します。Squere Division(田の字)、2 Sample-Interleave どちらにも対応しています。フレームレートは60pのほか50p, 24pなど全て揃っているので一般放送用、映画用の仕込みカメラとしても使えるでしょう。


カラー調整も充実しており、あまり困ることは無いと思います。ホワイトバランスはオートでもかなりカラーバランス保ったまま追従できますしプリセットも豊富に用意されています。もちろんマニュアルでの調整(R Gain, B Gain)も可能ですし色温度(K ケルビン)を数値で指定することも可能です。RGBカラー調整や色補正、色飽和抑制の機能も有しています。ガンマ/画質系はBT.709系とHLG75のカーブ切り替え、ダイナミックレンジ設定(最大でBT.709は400%、HLG75で1200%)、Knee(BT.709のみ)、輪郭補正などが備わっています。

DCC-4KZM Mount

とりあえずマウントしてみます。むき出しのまんまなのでマウントというよりただ載せて縛っただけです、、 カメラの下は組込部品のベース/放熱板になっています。そこそこ熱くなりますがファンを付けるほどでは無いのでケース製作も無理なくできると思います。このまんま数日動かし続けているので最近の小型4Kカメラのようにオーバーヒートして止まったり故障したりすることは無いようです。上部に載せているのはテスト用の電源+リモート端子基盤です。DCC-4KZMはRS-232C/RS-422でコントロールできます。(排他使用)

 

Tablet Controller DCC-4KZM

カメラのコントロールにはCIS社のリモコン RU-100、もしくはCIS Webサイトからダウンロードできるテスト用アプリが利用できます。とはいえOSD(オンスクリーンメニュー)だけで操作とか外へPCを持っていくわけにはいかないのでAndroid タブレットで操作できるソフトウェアを作ってみました。とりあえずカメラのコマンドがたくさんあるのでテスト用ということでレンズ操作を優先にしています。これでようやく実機レビューとなりそうですが、実際に外で撮影はしてみたもののやっぱりタブレット操作でのレンズ操作は難しい、、、
POVカメラとして使うのならまだしもENGっぽく使おうとすると合わせるのに時間がかかってしまい撮りたいものが撮れなくなってしまいます。
ということでレンズコントローラーを急遽作ることになってしまいました、、、

Part 2へ続きます