Tecnologia gimbal e innovazione

Come un potente strumento per la fotografia aerea e la videografia, i droni ottengono molta attenzione per le loro capacità di ripresa e di volo. Ma la verità è che il gimbal è probabilmente il fattore più critico per garantire riprese fluide e di alta qualità.

Il gimbal di DJI, la parte motorizzata in cui è montata la fotocamera, che serve ad eliminare i movimenti indesiderati per produrre filmati fluidi e di qualità professionale, ha fatto molta strada nel corso degli anni. Quello che era iniziato come una ricerca da hobbista è diventato un tipo di prodotto prospero che copre sia l’aria che il terreno. Con l’avanzare della tecnologia, i gimbal stanno diventando più piccoli e più capaci di stabilizzare fotocamere e carichi utili sempre più grandi. Di conseguenza, più persone che mai possono ora raccontare storie con video fluidi e stabili. Ma come funzionano questi dispositivi e dove sono arrivati? Abbiamo chiesto ad alcuni dei migliori ingegneri di DJI il lungo viaggio verso la perfezione della stabilizzazione.

Tra la gamma di equipaggiamenti di un set cinematografico, gli stabilizzatori di camera sono forse i più critici, poiché il filmato stabile è essenziale per la cinematografia. La maggior parte delle persone riprende video con fotocamere consumer o dispositivi mobili. Questo espone il problema del metraggio traballante causato dal camminare, dal muovere le braccia o anche dal semplice atto di respirare. I gimbal risolvono questo problema, motivo per cui li troverai utilizzati da professionisti in quasi tutti i set cinematografici di questi tempi.

La ricerca del superamento delle esigenze degli utenti

Per le produzioni di piccoli e grandi budget, i professionisti hanno adottato la serie Ronin di gimbal palmari DJI, compatibili con i sistemi di telecamere per riprese di successo. L’ultima di queste, Ronin-S, è arrivata nel 2018 come la più user-friendly, essendo realizzata appositamente per le fotocamere consumer più piccole come una DSLR. Cosa ha ispirato il dipartimento Gimbal DJI per sviluppare il Ronin-S? “Volevamo consentire a più persone di girare video dall’aspetto professionale”, ha spiegato un ingegnere.

Come spiega il team del prodotto, Ronin-S non è solo un preciso gimbal portatile, ma uno strumento versatile in grado di adattarsi a una varietà di scenari di ripresa.

Tra le considerazioni fatte per il Ronin-S, è stata quella di rendere il display integrato alla fotocamera ancora visibile all’utente. Per questo, gli ingegneri costruirono il gimbal in modo che la fotocamera fosse posta sopra un motore di movimento di roll angolato. Ciò ha creato l’ulteriore vantaggio di offrire più spazio per le configurazioni di fotocamere più grandi, ma ha anche creato una sfida non voluta da superare.

“Questo cambiamento strutturale ha sollevato il requisito del controllo del movimento”. Portare il nome Ronin significava che questa nuova aggiunta avrebbe dovuto essere all’altezza della stabilità e della precisione dei modelli precedenti. Gli ingegneri hanno superato questo problema immergendosi più a fondo negli algoritmi di controllo, risolvendo importanti problemi logistici lungo la strada.

Come il primo Ronin realizzato specificamente per il funzionamento con una sola mano, Ronin-S ha anche richiesto agli ingegneri di elaborare gli aspetti del design per adattarlo. Per la presa, il team ha modellato l’impugnatura come quella di una racchetta da tennis, incorporando una superficie in gomma spessa e un’estremità svasata per un migliore attrito. Hanno anche posizionato i pulsanti per essere facilmente raggiungibili con la stessa singola mano, dando accesso ai parametri preimpostati con il pulsante M.

Tra le aggiunte più creative, il team di ingegneri era particolarmente orgoglioso della funzione di rotazione a 360° del gimbal, che offriva nuove possibilità per le tecniche e gli effetti di ripresa. “È come un linguaggio macchina nuovo di zecca”, ha detto un ingegnere, dimostrando la funzionalità del movimento di roll.

Partendo da zero

Ronin-S rappresenta uno degli ultimi passi nell’evoluzione di DJI della tecnologia di stabilizzazione della fotocamera.

È passato quasi un decennio da quando l’idea di progettare un gimbal è emersa per la prima volta in DJI. Per un capriccio, un ingegnere DJI ha avuto l’idea di utilizzare motori brushless per alimentare direttamente il gimbal. Tuttavia, questo concetto era nuovo per l’industria, e i requisiti per la precisione del controllo erano così alti che molti pensavano che fosse impossibile da ottenere.

Quel sentimento era vero per diversi anni, ma furono fatti enormi progressi e nel 2012 DJI lanciò ufficialmente lo Zenmuse Z15. Questo è stato il primo gimbal al mondo guidato da motori brushless e stabilizzato con giroscopi e il primo gimbal ad alta precisione per l’uso da parte dei consumatori.

Quando abbiamo introdotto il Ronin nel 2014, questo ha segnato la prima volta che DJI ha applicato la tecnologia del gimbal da un prodotto aereo a un prodotto a terra. Per stabilizzare le grandi telecamere del cinema, il nostro team aveva bisogno di sviluppare motori più grandi che mai per raggiungere il livello di stabilizzazione professionale necessario per i film.

Oltre allo sviluppo della nostra linea di gimbal, gli ingegneri hanno continuato a esplorare le possibilità di stabilizzazione della telecamera montata su un drone. Mentre il Phantom originale e il successivo Phantom 2 hanno rivoluzionato il settore dei droni consumer come i primi droni avanzati pronti al volo sul mercato, mancava un componente critico: una fotocamera. Tutto è cambiato con il Phantom 2 Vision.

Rilasciato nell’autunno del 2013, il Phantom 2 Vision è stato il primo drone di fotografia aerea integrata al mondo. Ha rotto un collo di bottiglia tecnologico, aprendo una nuova era della tecnologia del gimbal per un uso estensivo nella fotografia aerea. Ha anche avuto l’effetto di rendere i droni uno strumento rivoluzionario per l’industria, quasi da un giorno all’altro.

Più sono piccoli più sono migliori

Spingendo ulteriormente l’innovazione, gli ingegneri hanno impiegato meno di un anno per sviluppare il loro primo gimbal a 3 assi, il Phantom 2 Vision Plus. È iniziata la tradizione di rendere la tecnologia di stabilizzazione più intelligente e più compatta, sia per l’uso aereo che per quello portatile.

Sfruttando la portabilità e il design leggero delle fotocamere integrate al gimbal, DJI ha lanciato la serie Osmo nel 2015. Come primo gimbal integrato, l’originale Osmo ha gettato le basi per praticamente tutti i gimbal portatili sul mercato in termini di struttura di base e principi operativi . Non è un caso che quasi ogni camera con gimbal palmare assomigli all’Osmo.

A quel punto, due linee di prodotti gimbal sono stati sviluppati per indirizzare due distinti gruppi di utenti: la serie Ronin per i fotografi professionisti e la serie Osmo per i consumatori occasionali. Mentre i video brevi e i vlog sono saliti alle stelle in popolarità, DJI ha lanciato Osmo Mobile nel settembre 2016, il primo stabilizzatore portatile per smartphone.

Quello stesso anno, DJI stabilì un nuovo punto di riferimento per le fotocamere con gimbal di bordo lanciando il Mavic Pro. Questo sarebbe il gimbal motorizzato a 3 assi più piccolo al mondo a poter essere prodotto in serie. Come il team ha scoperto, ridurre le dimensioni di un gimbal non era un compito facile.

“I piccoli gimbal sono difficili da progettare per molte ragioni”, ha spiegato l’ingegnere. “Con un fattore di forma così compatto, devono consentire una rapida dissipazione del calore. Sono anche difficili da assemblare e significativamente più sensibili agli attriti e ai movimenti drammatici.”

Dopo diversi cicli di prove ed errori, il Mavic Pro è arrivato sul mercato con non solo il più piccolo gimbal a 3 assi, ma con il primo corpo pieghevole e il radiocomando, che consente agli utenti di portare il proprio drone e catturare foto e video incredibili in qualsiasi parte il mondo.

Nell’aprile 2017, DJI ha aggiornato la serie di stabilizzatori per fotocamere professionali includendo Ronin 2. Prendendo spunto dal settore del cinema, DJI ha equipaggiato Ronin 2 con una capacità di carico superiore, aggiungendo potenza e stabilità per soddisfare le esigenze dei cineasti professionisti.

Quando DJI ha introdotto Ronin-S nel 2018, ha anche offerto Osmo Mobile 2, che sostituisce la costruzione in lega di magnesio dell’originale Osmo Mobile a un composito ad alta resistenza per ridurre peso e costi.

Man mano che i gimbal e i prodotti si riducono, gli ingegneri prestano comunque attenzione alle prestazioni. Con Mavic Air, gli ingegneri sono stati in grado di ottenere una precisione di movimento del gimbal fino a 0,005°, che corrisponde alla dimensione di mezzo pixel di metraggio. Perché la necessità di questo livello di prestazioni?

“In realtà, questa piccola gamma di gradi è significativa per il filmato catturato. Qualsiasi cosa che va oltre 0,005° permette allo spettatore di iniziare a notare un senso di jitter nel video. “

Il 2018 si è concluso con il più piccolo gimbal palmare a 3 assi di DJI, Osmo Pocket, il culmine di tutto il lavoro che il nostro team di ingegneri ha intrapreso per rendere le nostre tecnologie più piccole e migliori in modo che le possibilità di creare momenti incredibili non trovassero limiti.

La tecnologia gimbal ha subito rapidi progressi sia nelle apparecchiature portatili che aeree. Ma è importante ricordare che questi risultati non arrivano dall’oggi al domani. Non esiste un proiettile d’argento, solo la costante marcia di duro lavoro e innovazione, passo dopo passo.