20.2. Разрешение цифровых электронных и кинопленочных систем

Первые предложения о применении электронных систем нематографа вместо кинопленочных были сделаны еще в кош 1950-х и в 1960-е годы. Тогда работали несколько электронн! кинотеатров на системах «Эйдофор» и «Талария», основанных изменении рельефа масляной пленки под действием узкого эле* тронного пучка в вакуумной камере кинопроектора. Нескольв позднее, с 1970-х годов, начали применяться электронные сие мы с кинопроекторами, в которых вместо" кинопленки испольэ вались проекционные электронно-лучевые трубки. Однако все системы не получили широкого практического применения в нотеатрах из-за ухудшения качества изображения электроннь систем того времени по сравнению с кинопленочными. Низке разрешение таких систем было главной причиной того, что

блюдаемое зрителями электронное изображение не имело резких контуров, не содержало мелких деталей и поэтому не восприни­малось как естественное.

Разрешение кинематографической системы является важнейшим показателем качества изображения, так как определяет резкость изображения и передачу малых деталей изображения.

Разрешение современных видеокамер выражается числами све­точувствительных элементов (пикселов), расположенных по гори­зонтали и по вертикали светочувствительной панели — ПЗС-мат-рицы (прибор с зарядовой связью; CCD — charge-coupled device). Зафиксировать видеокамерой большее количество элементов сня­того изображения, чем общее число пикселей ПЗС матрицы, оче­видно, невозможно.

Видеопроектор также не может спроецировать на экран изоб­ражение с большим количеством элементов, чем общее число эле­ментов (пикселов), которые расположены на матрице модулятора света, формирующего изображение на экране.

Разрешение кинопленочных систем кинематографа и ее после­довательных звеньев (кинопленок, оптики, киноаппаратуры) коли­чественно оценивают, обычно пользуясь частотно-контрастной ха­рактеристикой — функцией передачи модуляции (MTF, Modulation Transfer Function), которая представляет собою постепенное сниже­ние относительного контраста элементов изображения (от 1 до 0) с увеличением пространственной частоты, т.е. числа элементов изоб­ражения на единицу длины (мм) по ширине и высоте кадра.

Оказывается, что если умножить значение пространственной частоты (для кинопленки или объектива), соответствующее зна­чению относительного контраста 0,45, на ширину кадра 35-мил­лиметровой кинопленки, равную 20,7 мм, то полученное число элементов изображения, например, для негативной кинопленки Kodak 320T 5277, равное 1550 пикселов, означает, что в отноше­нии резкости изображения этой кинопленке соответствует видео­камера, имеющая ПЗС матрицу, в которой действует такое же количество пикселов по ширине матрицы. Как видно из табл. 20.1, цифровые видеокамеры наиболее высокого качества, приме­няемые в профессиональном телевидении, имеют ПЗС матрицу с номинальным разрешением 1920 пикселов по ширине кадра.

Для того чтобы ПЗС матрица видеокамеры имела такое же раз­решение, как негативная кинопленка в отношении передачи малых деталей изображения (а не резкости), она должна иметь разреше­ние по ширине кадра примерно в два раза больше, т.е. для нашего примера равное 3100 пикселов. Как видно из табл. 20.1, ПЗС-мат-

498

II. Формирование материально-технической базы аудиовизуальной

20. Современные тенденции развития аудиовизуальной техники

499

рицы цифровых камер системы широкоэкранного телевиде!

имеют по ширине кадра номинальное разрешение 1920 пикселов

Следует отметить, что разрешение видеокамеры меньше, че| ее ПЗС-матрицы, из-за съемочной оптики. Разрешение оптики] свою очередь зависит от размеров ПЗС-матрицы и оказывает, тем больше, чем больше размер матрицы. Например, при общ ной диагонали матрицы 2/3 дюйма (ширина 13,5 мм) и при ее ношении сторон кадра 1,33:1 разрешение хорошей оптики, , женной в пикселах из-за резкости изображения, равняется npi мерно 840 пикселов по ширине кадра и 630 пикселов по высот

Как кинопленочная, так и электронная системы кинематог^ фа состоят из последовательных звеньев, таких как кинокамер кинопленка, кинокопировальный аппарат, кинопроектор или . мочный объектив и светочувствительная панель видеокамеры, деомагнитофон или видеодиск с компрессией видеосигналов, мс дулятор света и объектив видеопроектора.

Очевидно, что результирующее разрешение системы оказыь ется меньше, чем ее отдельных последовательных звеньев.

В табл. 20.1 приведены ориентировочные значения разрешу ния лучших кинопленочных и электронных систем, применяем! в 2001—2002 гг. Данные заметно отличаются для разных фира производителей. Кроме того, технический прогресс в области нопленочных и в особенности цифровых электронных систем щ исходит настолько быстро, что даже на протяжении года пока:.. тели качества изображения, в том числе разрешение, часто суще ственно изменяются.

В настоящее время для цифрового электронного кинематогра фа еще не приняты стандарты разрешения. В телевидении де ствуют международные стандарты дискретизации изображения.

Разрешения для трех таких, стандартов, наиболее близкие требованиям изготовления кинокартин, определяемым этими ста дартами, следующие:

Стандарт 480Р — 720 х 483 элементов дискретизации (но» нальное число пикселов по ширине и высоте кадра).

Стандарт 720Р — 1280 х 720 элементов дискретизации (нод нальное число пикселов по ширине и высоте кадра).

Стандарт 1080Р — 1920 х 1080 элементов дискретизации (не минальное число пикселов по ширине и высоте кадра).

Если кинокартина будет демонстрироваться только по телев! дению в обычном стандарте, то ее следует снимать в станда! 480Р или стандарте 720Р. В последнем случае качество изображе ния будет лучше, но стоимость изготовления кинокартины oi жется более высокой.

Таблица 20.1. Разрешение кинематографических систем и их основных звеньев, пиксел, горизонталь/вертикаль

Система	Основные звенья кинопленочных систем
	Нега-	Позитив-	Кинока-	Кинопро-	Система
кинематографа	тивная	ная	мера	ектор	в целом
	кино­пленка	кино­пленка
1	2	3	4	5	6
35-мм киноплен­ка, отношение	Эквивалентное разрешение из условия резкости изображения по ширине/по высоте:
сторон кадра 1,37:1	1550/1130 3670/2690 1280/943 1010/741 Разрешение по передаче малых деталей				520/380 изобра-
	жения:
	3100/2260	7340/5380	2560/1880	2020/1480	1040/760
35-мм киноплен­ка, отношение	Эквивалентное разрешение из условия резкости изображения по ширине/по высоте:
сторон кадра 1,85:1	1550/838 3670/1980 1280/692 1010/546 Разрешение по передаче малых деталей				520/280 изобра-
	жения:
-	3100/1670	7340/3960	2560/1380	2020/1090	1040/560

Система кинематографа	Основные звенья электронных цифровых и гибридных систем
	Видеока­мера, ПЗС-матрица	Видеопро­ектор, матрица модуля­тора	Преобра­зователь, видеосиг­нал/кино-пленка	Объективы камеры про­ектора по резкости	Система в целом по рез­кости
				по малым деталям	по малым деталям
1	7	8	9	10	11
Электронная 1440/1080 1365/1025 цифровая систе­ма, отношение сторон кадра 1,33:1				837/631	578/434
				2270/1275
Электронная 1920/1080 1365/767 цифровая систе­ма, отношение сторон кадра 1,78:1				918/516	607/341
				1840/1370

500

VII. Формирование материально-технической базы аудиовизуальной

1

7 1 1

5 | 9 10

Окончание табл. 20.( ТГ

Гибридная систе- 1440/1080

ма электронная/

кинопленочная,

отношение сторон

кадра 1,37:1

772/564 908/663

419/306 890/65С

433/23^ 874/5721

772/417 924/500

Гибридная систе- 1920/1080

ма электронная/

кинопленочная,

отношение сторон

кадра 1,85:1

Система кинематографа	Основные звенья смешанных систем
	Негатив­ная киноплен­ка	Кинока­мера	Телекино-датчик	Видеопро­ектор. Матрица модулято­ра. Опти­ка	Система в целом ;1 1
1	12	13	14	15	16 ... 513/288: 1190/668
Гибридная систе- 1550/871 1280/719 1920x1080 ма кинопленоч- 3100/1640 2560/1440 ная/электронная, отношение сторон кадра 1,78:1				1365/767
				1135/637

Если кинокартина предназначена для демонстрации в эле*.. ронных кинотеатрах, где качество изображения и звука будет npi мерно таким же, как в обычных кинотеатрах, то для ее произво| ства следует выбирать технические средства, соответствующие i дарту 1920Р.

Указанный стандарт 1920Р может быть применен при съем! кинокартины цифровым электронным способом с последую! изготовлением копий кинокартины на 35-мм кинопленке для отношения сторон изображения 1,85:1, 1,37:1.

Можно ожидать в сравнительно короткие сроки принятия ме дународного стандарта для электронного кинематографа. Так. работа проводится группой специалистов Американского общ« ства инженеров кино и телевидения. Принятие согласование