הגדרות גימבל לצילום אווירי מדויק ויצירתי

שימו לב: הדף ארוך ביחס לדפי אינטרנט אחרים ומותאם במיוחד למסך מחשב. הצפייה בפלאפון אינה אידיאלית, עמכם הסליחה.

 

מה זה גימבל ואיך הוא קשור לרחפנים

גימבל הוא רכיב מכני המאפשר סיבוב של אובייקט ביחס לצירו. ברחפנים, הגימבל הוא מנוע חשמלי בעל שליטה אלקטרונית, בדומה למנועה שמסובב את הפרופלורים, אך בשונה מהם הוא מוגבל בתנועתו לטווח מוגדר. שילוב של 3 גימבלים, כשכל אחד מאפשר סיבוב בציר נפרד (כך שהם מאוכנים אחד לשני), מאפשר לקבל ייצוב מרחבי תלת-מימדי. הרוב הגדול של מצלמות הרחפנים כיום יושבות על מערך גימבל כזה בעל ייצוב ב-3 צירים. יוצאי דופן הן מצלמות של רחפני FPV להן אין ייצוב מכני כלל (רק ייצוב תמונה דיגיטלי) או ייצוב בציר העלרוד (למטה-למעלה) בלבד.
הגימבל מאפשר ייצוב בעזרת נתונים שהוא מקבל מרכיב ה- IMU (Inertial Measurement Unit) שמודד את נטיית (תאוצת) הרחפן ב-3 צירים בקצב דגימה של עשרות עד מאות פעמים בשנייה וכן מפקודות המטיס בשלט. על ידי עיבוד נתונים אלו יכול הגימבל לתקן בזמן אמת, בדיוק רב ובמהירות את המצלמה. כך מתאפשר לנו לקבל תמונת מיוצבת ווידאו חלק מרעידות גם כאשר הרחפן נוטה תוך כדי תנועה ו\או מושפע מכוחות חיצוניים כגון רוח.
הגימבל הוא גם הרכיב שמאפשר לנו שליטה על המצלמת הרחפן. הזזת הגימבל נעשיה באמצעות פקדים בשלט, לרוב גלגלת ייעודית, ששולטת על ציר העלרוד של הגימבל.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

למה חשוב להכיר את יכולות הגימבל ולשלוט בו היטב?

לרבים מאיתנו ההנאה בהטסת הרחפן קשורה ישירות ביכולות הצילום ובמיוחד למי שמקצועו הוא צלם אווירי. היכירות ושליטה טובה בגימבל חשובה בכדי למצות את יכולות הרחפן, להינות מההטסה ולהשיג צילומים יצירתיים ומדויקים כאחד. צילום וידאו עם שוטים מורכבים מחייבת שליטה מדוייקת בגימבל\מצלמה, ממש כמו שליטה ברחפן עצמו, כך שנדרש אימון בהפעלתו על מנת שנוכל לשלוט בו במדוייק. השליטה בתנועת הרחפן במקביל לתנועת המצלמה כשכל מופעל בנפרד מהאחרים היא, בין השאר, מה שמבדיל בין מטיס מתחיל לחובב רציני ומטיס מקצועי. בנוסף, שמירה על תקינות הגימבל לאורך זמן מחייבת טיפול קבוע בו וחשוב גם לדעת את הדגשים לטיפול זה אליהם התייחסנו בסוף המאמר.

​

כאמור, הגימבל מסוגל לנוע ב-3 צירים שונים ואלו שמותיהם: גלגול (roll), סבסוב (yaw או panning בהקשר של תנועת מצלמה) ועלרוד (tilt). נסביר איך כל אחד בא לידי ביטוי בהפעלת הרחפן ובאיזה אופן שולט בתנועת המצלמה. בצהוב מודגש פירטנו על הגדרות הגימבל שאנו יכולים לשלוט עליהן כולל המלצות לקבלת שליטה טובה בגימבל שיאפשרו מיצוי יכולותיו לצילום אווירי ברמה הכי גבוהה.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​
 

 

 

גלגול – roll –-  שולט על תנועת הרחפן ימינה-שמאלה:

נדמיין רחפן באוויר מרחף במקום ורוח פוגעת בצידו השמאלי. על מנת להישאר יציב ללא תזוזה תגובת הרחפן תהייה לגלגל (לנטות) שמאלה לכיוון הרוח וזאת על ידי הגברת מהירות המנועים בצד ימין. הרחפן אמנם יישאר במקום, אך הוא יהיה בנטייה לכיוון הרוח. פה נכנס לפעולה ייצוב הגילגול של הגימבל אשר מתקן את נטיית הרחפן בכיוון הנגדי- ימינה. אין לנו שליטה ישירה על רכיב הגלגול של ייצוב המצלמה, אבל בהמשך נסביר מה כן ניתן לעשות כדי לקבל אופי צילום שונה ומיוחד בעזרתו.

"גימבל עקום" ואיך לתקן זאת: לעיתים הגימבל לא מדייק לגמרי בציר הגלגול, כך שהמצלמה לא מיושרת בדיוק עם האופק למרות שלא התכוונו לכך. התוצאה היא תמונה ווידאו עקומים מעט ביחס לאופק- דבר די מרגיז לחדי אבחנה. ניתן לתקן זאת על ידי ביצוע כיול המצלמה כאשר הרחפן מונח על משטח ישר ויציב. שימו לב שפונקציה זו נמצאת לרוב בתפריט הגימבל באפליקציה (ולא בתפריט הגדרות המצלמה). אם הדבר לא מצליח ו\או שהנטייה גדולה מומלץ להכניס את הרחפן לבדיקה במעבדה.
ביטול של הייצוב בציר זה* ייתן לנו תמונה בה האופק לא מיושר (משמע עקום) ובחלק מהרחפנים ניתן לשלוט על פונקציה זו בכדי לקבל סוגי צילום הנראים כמו צולמו מקוקפיט של מטוס (או בדומה לרחפן FPS).
תמיד נמליץ להדליק את הרחפן על משטח ישר ומפולס עד כמה שניתן כך שכל הבדיקות והכיול העצמי שמבצע הרחפן עם הדלקת הסוללה יעשו בתנאים אידיאליים ויצמצמו אפשרות לגימבל עקום.

אופציות לשליטת המטיס (רק בחלק מהרחפנים): ניתן לבטל את הייצוב בציר זה* לקבלת "אפקט טיסה במטוס" – מצב FPV.
 
* ביטול הייצוב בציר הגלגול (אפשרי רק בחלק מדגמי הרחפנים) משפיע רק על תיקון תנועות הרחפן שהמטיס מבצע. רעידות וקפיצות שחווה הרחפן תוך כדי טיסה עדין יעברו ייצוב כך שהתמונה שתתקבל תהייה נעימה לעין.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

סבסוב – panning\yaw – שולט על הפניית המצלמה לצדדים:

תנועת הפניית המצלמה ימינה-שמאלה מתבצעת על ידי סיבוב של הרחפן במקום סביב צירו*, ללא תזוזה לצדדים (הזזת סטיק שמאלי בשלט ימינה-שמאלה). העין שלנו רגישה מאוד לתזוזות בציר זה ולכן השתדלו לא לסבסב את הרחפן תוך כדי ביצוע צילום ווידאו, מאחר והדבר יהיה מאוד מורגש ולמעשה די יהרוס את הצילום מרגע הסבסוב. ניתן לשלב סיבסוב תוך כדי טיסה כשהוא נעשה בצורה איטית ורציפה לאורך זמן, ללא קיטועים. לדוגמה- עליה\ירידה בגובה תוך כדי סבסוב איטי יתנו תנועה דמוית בורג. תנועה זו נותנת צילום מוצלח במיוחד כשהמצלמה מכוונת ישירות לקרקע ב-90 מעלות והרחפן נמצע מעל אובייקט מעניין.

 

*ברחפנים מקצועיים ברמות הגבוהות לצילום אווירי (דוגמת סדרת אינספייר) מתאפשרת שליטה על סבסוב המצלמה בנפרד מהרחפן. הדבר מחייב שהמצלמה תהיה תלויה נמוך מתחת לרחפן, אחרת סיבוב המצלמה לצדדים יתקע ו\או יצלם את הרגלי הנחיתה וזרועות המנועים. כדי להשיג זאת לרוב רחפנים אלו כוללים מנגנון לקיפול הרגליים.

אופציות לשליטת המטיס: בחלק מהרחפנים ניתן להפעיל\לכבות פונקציה בשם  "gimbal pan synchronous follow".
בהפעלת פונקציה זו הגימבל יסבסב את המצלמה באופן מסונכרן יחד עם סיבסוב הרחפן על ידי המטיס. הדבר מתבטא בתנועה עדינה יותר של סבסוב המצלמה לאותו כיוון שביצע המטיס ומאפשר תנועת מצלמה יותר רציפה ונעימה לעין וכך לקבל צילומים אוויריים מרשימים. מומלץ להפעיל פונקציה זו.

 

עלרוד – tilt – כיוון המצלמה למעלה-למטה:

בציר זה מתאפשרת השליטה הכי משמעותית של המטיס במצלמת הרחפן, ללא קשר לתנועה שמבצע הרחפן, בזכות גלגלת ייעודית בשלט. הגלגלת רגישה למידת ההזזה שלה ממש כמו הסטיקים בשלט (ציר העלרוד בהטסת הרחפן שולט על תנועתו קדימה-אחורה) וככל שלוקחים אותה יותר לקצה כך תנועת הגימבל בציר העלרות נעשית מהירה יותר.
כמו עם הסבסוב, גם בעלרוד המצלמה עדיף שלא לגעת בזמן צילום ווידאו, מאחר וכל תזוזה קטנה מורגשת. מטיס עם שליטה טובה יכול לבצע תנועה חלקה של העלרוד תוך כדי צילום מיוחד יותר. דוגמה בסרטון הבא:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

אופציות לשליטת המטיס:
Gimbal tilt (speed) – מהירות נטיית הגימבל: שולט על כמה מהר יזוז הגימבל בציר העלרוד עם הזזת הגלגלת בשלט. עבור צילום אווירי ברמה גבוהה אנו ממליצים על ערך יחסית נמוך, שיאפשר שליטה מדויקת ויאפשר להימנע מתזוזות פתאומיות אם מבצעים הזזת המצלמה תוך כדי צילום. לכל רחפן יש תגובה שונה לפונקציה זו ולכן בדקו בעצמכם, אפשר גם כשהרחפן עם מנועים כבויים על הקרקע.

​

 Gimbal tilt limit - טווח הגימבל: פונקציה זו מאפשרת להגדיל את טווח הגיבל כך שיהיה אפשר לכוון אותו למעלה מעל לקו האופק. ככה אפשר להרוויח עוד קצת מהשמיים או לכוון לאובייקט שנמצאים מתחתיו. החיסרון בפונקציה זו הוא שבמצבים מסוימים המצלמה תצלם את הפרופלורים ו\או את זרועות הרחפן. הדבר משמעותי במיוחד כאשר טסים קדימה במהירות גבוהה, אז הרחפן נוטה קדימה והזרועות והפרופלורים יראו באופן ברור בתמונה.
אם ניתן להפעיל פונקציה זו ברחפן שלכן נמליץ על כך, אך שימו לב טוב שאתם לא מצלמים את חלקי הרחפן הקדמיים בלי להתכוון לכך (בשטח באור יום קל לא לשים שהם נכנסים לפריים במסך המכשיר החכם).

Gimbal tilt SmoothTrack: פונקציה זו מאפשרת לשלוט על מהירות התנועה הראשונית של הגימבל ומהירות סיום התנועה. ככל שהערך יותר גבוה כך תחילת התנועה תהיה יותר איטית והדרגתית, ללא קשר לערך Gimbal tilt speed שהזכרנו מקודם, ומשך עצירת התנועה מרגע שחרור הגלגלת יהיה גדול. ערך נמוך או אפס יתחיל מיידית ויעצור מיידית את תזוזת הגימבל.
אנו עובדים עם ערך יחסית נמוך ושולטים בעצמנו על המהירות אך בהחלט ניתן לקבוע ערך גבוה ולתת לגימבל לעשות את העבודה כדי לקבל תחילת\סיום תנועה הדרגתי ונעים לעין.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

איך לשמור על הגימבל - השפעות חיצוניות על הגימבל

כפי שרשמנו בהתחלה, גימבל המצלמה מבוסס על מנוע חשמלי המקבל הוראות תיקון על פי חיישני הרחפן השונים (הזכרנו בעיקר את ה-IMU). יכולת הייצוב של הגימבל מוגבלת והוא עלול שלא לתפקד כראוי אם פועלים עליו כוחות גדולים מדי. בחלק מהבעיות ניתן לטפל לבד בקלות בעיקר על ידי טיפול מונע אחר כל יום הטסה, אך במקרים אחרי יש להיזהר שלא לפגוע בגימבל תוך כדי ניסיון טיפול- מנועי הגימבל רגישים ויכול לצאת מכיול ולא לחזור לתפקד ללא איפוס וכיול במעבדה (לעיתים רק במעבדת DJI בסין). נציין מספר גורמים שיכולים להשפיע על פעולת הייצוב הגימבל ואף לפגוע בו:

​

רוח: כשטסים ברוח חזקה, במיוחד בעוצמה שהיא קרוב ומעל למוגדר כמותר לרחפן, אנו בחלט יכולים להגיע למצבים בהם אנו נחווה רעידות בתמונה. ברוח חזקה יש גם סבירות יותר גבוהה שהגימבל לא יהיה מיושר עם האופק.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

אבק: עם הזמן מצטברים על צירי הגימבל (ושאר חלקי הרחפן) חלקיקי אבק (ואם מטיסים מעל הים גם חלקיקי מלח). לאורך זמן לכלוך זה יכול להשפיע לרעה על ביצועי הגימבל כך שחווה רעידות גם בעוצמת רוח\מהירות הטסה יחסית נמוכים. הסיבה היא שהגימבל צריך להתגבר גם על ההתנגדות שנוצרת מהלכלוך בנוסף לרוח. נמליץ לנקות את גימבל (ומנועי הרחפן) לאחר הטסה באבק\באזור הים בעזרת "בלון ניקוי" שמיועד לרוב לניקוי עדשות מצלמה. אם מנקים בלחץ אוויר דחוס צריך לשים לב טוב להחזיק את הגימבל היטב כדי שהוא לא ייזרק מצד לצד בעוצמה וכן לוודא שהחומר יוצא הוא אוויר יבש בלבד בטמפרטורת החדר.
גימבל שהוזנח ולא נוקה זמן רב יראה מעין טבעות חומות\שחורות בסמוך לציר המנוע שהן למעשה בוץ. אם הגעתם למצב זה נמליץ להגיע למעבדה על מנת שתטפל כראוי בגימבל.
חשוב- כל טיפול בגימבל המצלמה חייב להיעשות כאשר הרחפן כבוי וכשהגימבל רפוי (ללא מתח חשמלי) אך יחד עם זאת מוחזק כך שהוא לא יזוז באופן בלתי מכוון במהלך הניקוי.

​

חלודה: רחפן שטס בסביבה עם לחות גבוהה לדוגמה בערפל ועננים ו\או בסביבת מקור מים עלול לפתח חלודה עם הזמן בחלקי המתכת השונים בו ובמיוחד בגימבל המצלמה ומנועי הרחפן. מעבר לגברת ההתנגדות על מנועי הגימבל, עבודה עם גימבל חלוד יכול לגרום לשחיקה פיזית של חלקי המתכת השונים. אם גילתם חלודה, נמליץ לטפל בה במעבדה.

עצם זר: חתיכת אבן, קש או ענף שנתקעו סביב המצלמה ומונעים את תנועת הגימבל יביאו אותו לעומס יתר. הדבר יתבטא בתזוזה מהירה מאוד "משתוללת" של הגימבל או ניתוק המתח אליו כך שהוא יהיה רפוי לגמרי (כמנגנון הגנה). הדבר יכול לקרות גם אם שוכחים להוריד את מגן הגימבל וטסים איתו (אפשרי בדגמי רחפן מסוימים).

פילטר: שימוש בפילטר לא מתאים המורכב על המצלמה יכול להוביל לירידה ביכולת הייצוב. משקל הפילטר בקצה עדשת המצלמה מקשה על מנועי הגימבל ובשילוב תנועה מהירה ו\או רוח חזקה יכול להוביל לרעידות.
הקפידו לקנות פילטרים תואמים מיצרן מוכר וודאו שאתם מתקינים את הפילטר נכון. בדקו את תנועת המצלמה כשהרחפן עוד על הקרקע לפני הממראה ושימו לב אם היא מתנהגת שלא כרגיל.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

​

​

מעוניינים בעוד מאמרים?

הירשמו ותהיו הראשונים לדעת על פרסומים חדשים!

 

לסיכום, גימבל המצלמה הוא רכיב חיוני לקבלת צילומים נטולי רעידות וחווית הטסה טובה. שמירה עליו תאפשר לכם להינות מהרחפן במשך שנים רבות בעוד הזנחה יכולה לגרור לבעיות שתיקונן עלול להיות יקר מאוד.
הגדרות נכונות, כאלו שמתאימה לאופי וסגנון ההטבה והצילום שלכם, יאפשרו לכם למצות טוב יותר את יכולות הרחפן ולהוציא איתו צילומים אוויריים מרשימים שידהימו את כולם בכל מקום שתטיסו.
מי שמעוניין לקבל רעיונות לתרגילם עם הגימבל (והרחפן בכלליות) אשר ישפרו את השליטה שלכם בו מוזמן לבדוק את המאמר שלנו לצלם עם הרחפן כמו מקצוען (מופיע בסוף).

​

​

אולי יעניין אותך גם:

- איך לצלם עם רחפן כמו מקצוען

- צילום אווירי המידע החשוב

- סרטוני תדמית עם רחפן

- איך (לא) לרסק את הרחפן