अल्ट्रा-हाई-फ्रेम-रेट कैमरे इतनी तेजी से कैसे लिखते हैं?

Question

Prores 422 कोडेक में 1 सेकंड के लिए 1080p और 100,000 FPS पर रिकॉर्डिंग 73.2 गीगाबाइट स्टोरेज का उपयोग करती है। (स्रोत)

अल्ट्रा हाई-स्पीड कैमरे एसडी कार्ड पर इतनी तेज गति से कैसे लिखते हैं, जैसे 580.56 गीगाबिट प्रति सेकंड? लिखने से पहले, फुटेज को एन्कोडेड / प्रोसेस करना भी आवश्यक है! अल्ट्रा-हाई-फ्रेम-रेट कैमरों के पीछे क्या तकनीक है जो बड़ी मात्रा में छवि डेटा का प्रबंधन करने में सक्षम है? क्या उनके पास विशाल मेमोरी बफ़र्स हैं?

Comments

रेंज के शीर्ष पीसी 19.2 जीबी / एस पर रैम को लिख सकते हैं , और यह ऑफ-द-शेल्फ सामान्य प्रयोजन हार्डवेयर है। इसलिए इसे रैम को अनप्रोसेस्ड कर दें और फिर अपना समय बचाकर रखें।

— रोमनस्ट जूल 15'18

क्या इसे photo.SE में स्थानांतरित किया जाना चाहिए?

— डालूरे

@ बाल: यदि कुछ भी, इलेक्ट्रॉनिक्स। कैश इतना तेज़ कैसे हो सकता है? (मल्टी-कोर आइवीग्रिज पर मेमोरी / कैश बैंडविड्थ बेंचमार्क परिणामों के बारे में) वहां अच्छी तरह से प्राप्त हुआ था।

— पीटर कॉर्ड्स

@ रोमानस्ट: यह एक स्टिक (यानी एक चैनल / एक मेमोरी कंट्रोलर) के लिए है। विशिष्ट डेस्कटॉप / लैपटॉप सिस्टम दोहरे चैनल हैं, उच्च अंत डेस्कटॉप ट्रिपलर या क्वाड-चैनल हो सकते हैं। ओवरक्लॉकिंग के बिना, DDR4-2400 के साथ एक इंटेल सीपीयू की सैद्धांतिक अधिकतम मेमोरी बैंडविड्थ (जैसे एक कॉफी झील i3-8100 ) 37.5 GB / s है। प्रैक्टिकल थ्रूपुट कुछ कम है, और यह DRAM बैंडविड्थ को संतृप्त करने के लिए कई कोर लेता है ।

— पीटर कॉर्ड्स

GPU मेमोरी बैंडविड्थ शायद एक बेहतर उदाहरण है कि एक बोर्ड पर DRAM के साथ क्या किया जा सकता है, कई चैनलों के साथ, अनुक्रमिक एक्सेस पैटर्न के लिए थ्रूपुट के लिए अनुकूलित। जैसा साथ GDDR5X की 8GB से बैंडविड्थ की 320GB / एस एक GTX1080 एक बजट GTX1050 के लिए, या 112GB / एस। और इन दिनों HBM ( en.wikipedia.org/wiki/High_Bandwidth_Memory ) की तरह 3 डी-स्टैक्ड डीआरएएम है, जो प्रति पैकेज 256 जीबी / एस तक है।

— पीटर कॉर्ड्स

Answer 1

हाई-फ्रेम-रेट कैमरों के पीछे की तकनीक क्या है जो बड़ी मात्रा में छवि डेटा का प्रबंधन करने में सक्षम है?

1080p और 100,000 एफपीएस पर रिकॉर्डिंग

एक ही समय पर नहीं:

यदि आप 1,000,000 एफपीएस की शूटिंग कर रहे हैं, तो आप 128 x 32 रिज़ॉल्यूशन में मोनोक्रोम में शूटिंग कर रहे हैं। 1280 x 800 के पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन के लिए, यह 25,600 एफपीएस पर शूट कर सकता है।

ये कैमरे निम्नलिखित के संयोजन का उपयोग करते हैं:

• बड़ी मात्रा में रैम

  "आप 288 जीबी रैम विकल्प के साथ पूर्ण संकल्प पर 7.6 सेकंड के लिए शूट कर सकते हैं

• विशेष SSD कार्ड

  "एक सिनेमैग सीधे 1Gpixel / सेकंड के बारे में रिकॉर्ड कर सकता है"

यह कैसे किया जाता है इसका सिर्फ एक उदाहरण है:

आइए सार में बोलने के बजाय एक वास्तविक हाई-स्पीड कैमरा देखें। यह फैंटम v2512 है, जो 1280 x 800 तक के रिज़ॉल्यूशन पर शूट कर सकता है और एक विशेष विकल्प के साथ 1,000,000 एफपीएस तक की फ्रेम दर है। हालांकि, एक ही समय में दोनों नहीं। यदि आप 1,000,000 एफपीएस की शूटिंग कर रहे हैं, तो आप 128 x 32 रिज़ॉल्यूशन में मोनोक्रोम में शूटिंग कर रहे हैं। 1280 x 800 के पूर्ण-रिज़ॉल्यूशन के लिए, यह 25,600 एफपीएस पर शूट कर सकता है। उनका दावा है कि यह बाजार में सबसे तेज 1Mpixel वीडियो कैमरा है।

तो यह 25 Gpixels प्रति सेकंड पर शूट कर सकता है। हालांकि, यह एक एसएसडी को नहीं भेजा जाता है, जो रैम में जाता है। आप कैमरे को 72GB, 144GB या 288GB रैम के साथ ऑर्डर कर सकते हैं। डायनेमिक रैम, ज़ाहिर है, किसी भी एसएसडी की तुलना में कहीं अधिक तेज। आप 288GB रैम विकल्प के साथ पूर्ण रिज़ॉल्यूशन पर 7.6 सेकंड के लिए शूट कर सकते हैं।

लंबे समय तक, धीमी शूटिंग के लिए, वे उच्च गति वीडियो, सिनेमैग IV के लिए एसएसडी कस्टम-डिज़ाइन की पेशकश करते हैं। एक CineMag सीधे 1Gpixel / सेकंड के बारे में रिकॉर्ड कर सकता है, इसलिए यह 1500MB / s है। बेशक, यह देखते हुए कि वे एक कस्टम एसएसडी का उपयोग कर रहे हैं और एक ऑफ-द-शेल्फ इकाई नहीं हैं, पीसीएस के लिए मानक ऑफ-द-शेल्फ एसएसडी में उपयोग किए जाने वाले लोगों की गति तक सीमित होने की अपेक्षा करने का कोई कारण नहीं है।

स्रोत उच्च गति वाले कैमरे इतनी कम गति में डेटा के गीगाबाइट की प्रक्रिया कैसे करते हैं? - Quora

---

आगे की पढाई

• फैंटम CineMag और CineStation विज़न रिसर्च के डिजिटल हाई-स्पीड कैमरा के लिए

Comments

वे वास्तविक समय में वीडियो संपीड़न और एन्कोडिंग करने के लिए बीस्पोक, अल्ट्रा हाई-स्पीड एएसआईसी भी शामिल हैं। स्टेरॉयड पर हार्डवेयर-त्वरित हार्डवेयर-त्वरित वीडियो एन्कोडिंग नहीं, बल्कि शुद्ध शाब्दिक हार्डवेयर वीडियो एन्कोडिंग देखें। वीडियो "प्रोसेसर" शायद अकेले कैमरे की लागत के 20,000 डॉलर से अधिक का है।

— qasdfdsaq

एक वास्तविक दुनिया सेटअप और उन SSDs के उपयोग का एक उदाहरण, आप लाइनस टेक टिप्स के सेटअप को देख सकते हैं। यह (शायद) सबसे अच्छा सेटअप नहीं है, लेकिन एक उदाहरण है।

— इस्माइल मिगुएल

बस यकीन नहीं है कि क्या दुनिया में 1500mb / s एक उच्च अंत ssd के लिए तेजी से लिखने की गति है। PM1725a, सैमसंग, इससे अधिक भुगतान करता है और यह एक "मानक" डेटासेंटर एसएसडी है - मेरे सर्वर में उनमें से कुछ हैं।

— टॉम टॉम

उद्धरण 10,000 एफपीएस कहता है, लेकिन मूल 100,000 एफपीएस (एक संपादन के लिए बहुत छोटा) कहता है।

— ज़ैकरी

Answer 2

ऐसा बिलकुल नहीं है।

जैसा कि वीडियो में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है, 120k एफपीएस पर रिकॉर्डिंग 512 * 320 रिज़ॉल्यूशन के साथ की जाती है, जो 1080p के लिए बैंडविड्थ के 8% से कम है। 170k एफपीएस पर, रिज़ॉल्यूशन केवल 256 * 256 है , और 340k रिकॉर्डिंग फिर से आधे से उस रिज़ॉल्यूशन पर की जाती है, जो कि आप जिस बैंडविड्थ की बात कर रहे हैं उसका केवल 3% है।
Youtube पर अंतिम वीडियो 1080p है, निश्चित है, लेकिन स्रोत वीडियो (कम से कम उच्च गति वाले) नहीं हैं, वे इस तथ्य के बाद बढ़ गए हैं।

तो, जबकि यह अभी भी काफी कुछ है , यह लगभग नहीं है कि आप क्या सोचते हैं।

इन कैमरों के सबसे छोटे मॉडल में 72GB RAM है, और ये 288GB RAM तक जाते हैं। वीडियो में उपयोग किए गए रिज़ॉल्यूशन और कैमरे के सबसे बड़े मॉडल को सबसे कम मानकर, कैमरा लगभग 2 मिलियन फुल-क्रोमा फ्रेम या लगभग 5.8 सेकंड के वीडियो को रैम में स्टोर करने में सक्षम होगा, जैसे कि, नहीं कभी कुछ लिखने की जरूरत है।
लेकिन यह ऐसा नहीं करता है, यह फ्रेम को स्टोर करता है जो लगभग 1/10 आकार का है। तो वास्तव में, यह लगभग एक मिनट रिकॉर्ड कर सकता है बिना कुछ लिखे। इसमें जोड़ें कि एक तेज़ भंडारण माध्यम (जिसमें से सस्ता भी आजकल 100 + एमबी / एस लेने में सक्षम है, और शीर्ष पायदान 1 जीबी / एस की तरह अधिक है), और थोड़ा आश्चर्य है कि यह कैसे काम कर सकता है।
ध्यान दें कि समानांतर लिखने के लिए धन्यवाद, यहां तक ​​कि एक धीमे-से-मध्यम माध्यम के साथ, जो अनिश्चित काल तक लेखन को बनाए रखने के साथ नहीं रख सकता है, आप कुल रिकॉर्डिंग क्षमता को बढ़ा सकते हैं, इसलिए यह लगभग असीमित है (आप 2-घंटे उच्च नहीं करते हैं- स्पीड रिकॉर्डिंग वैसे भी)।

प्रसंस्करण / संपीड़न के लिए, Prores 422 विशिष्ट वीडियो संपीड़न के लिए तुलनीय नहीं है। यह एक मृत सरल क्रोमा सबसम्पलिंग है, जिसके बाद एक एकल फ्रेम को सख्ती से विवश किया जाता है। कोई आंदोलन का अनुमान, भविष्यवाणी, अंतर-निर्भरता, उस तरह का कोई भी नहीं। तो मूल रूप से यह एक प्रकार का सब-सैंपल सिंगल-फ्रेम जेपीईजी कम्प्रेशन है, जो 25+ वर्षों के लिए अच्छी तरह से शोध किया जाता है, एक शर्मनाक समानांतर समस्या है, और जिसके लिए समर्पित, सस्ते हार्डवेयर जिसमें पूरे ट्रांसफॉर्म हार्ड-वायर्ड उपलब्ध है, आसानी से उपलब्ध है। इस उपवास को करना कोई तकनीकी चुनौती नहीं है। संपीड़ित डेटा संग्रहीत करना असम्पीडित डेटा को संग्रहीत करने के समान ही तेज़ है।

Answer 3

जैसा कि बताया गया है, हाई स्पीड रैम। यदि वह सरसों नहीं काटता है, तो आप कर सकते हैं:

• interleave उच्च गति RAMS। उदाहरण के लिए, आप सेंसर आउटपुट के समानांतर आठ या सोलह रैम चिप्स संलग्न करते हैं, और उन्हें एक के बाद एक स्टोर करने के लिए कहते हैं, फिर पहले रॉबिन फैशन। RAM को केवल एक आठ या एक सोलहवें के रूप में तेज़ होना चाहिए। यदि वे अपने आदानों के सामने तेजी से बदलते हुए डेटा को संभाल नहीं सकते हैं, तो एक मध्यस्थ के रूप में एक अतिरिक्त फास्ट रजिस्टर जोड़ें।

  एक वैकल्पिक तरीका यह है कि सभी आठ या सोलह या फिर कई रैमों को एक ही समय में स्ट्रोब किया जाए - लेकिन उन तारों / निशानों की लंबाई को बढ़ाता है, जिससे अलग-अलग समय पर मौजूद डेटा प्रत्येक रैम के इनपुट में दिखाई देता है।

• ऐसी मेमोरी का उपयोग करें जो पता योग्य न हो लेकिन इसके बजाय एक FIFO / कतार फैशन में काम करता है - इसके लिए पते को संभालने की आवश्यकता नहीं है, आप इन डिवाइसों में डेटा को केवल उतनी ही तेजी से देख सकते हैं, जब तक कि यह दूसरे छोर से बाहर आ जाए। आपको अधिक स्थान की आवश्यकता है जो आप इन डिवाइसों को उस दूसरे छोर पर संलग्न करते हैं। एक बार इसे पढ़ने का समय आ गया है, तो आप अपनी पसंदीदा गति से ऐसा कर सकते हैं।

Comments

फीफो को बड़ी शिफ्ट रजिस्टर या एक इन्क्रीमेंट एड्रेस रजिस्टर के माध्यम से लागू किया जाता है। एड्रेस डिकोडर की तुलना में शिफ्ट रजिस्टर पावर और सिलिकॉन स्पेस (सापेक्ष शब्दों में) में बहुत महंगे हैं।

— शाफ़्ट सनकी