Кіріспе

Бұл мақалада қазіргі заманғы техникалық және шығармашылық тұрғысынан қозғалатын бейнелерді түсіру, тарату және көрсету талқыланады; кадр жиілігіне ерекше назар беріледі.

Негізгі параметрлер

Кез келген қозғалысты кескін тізбегінің визуалды ұсынылымы ретіндегі маңызды параметрлері: түстің болуы немесе болмауы, көперіс қатынасы, ажыратымдылығы және бейне өзгерісінің жылдамдығы.

Суретті өзгерту жылдамдығы

Қазіргі кезде бірнеше стандартты бейне ауысу жиілігі (немесе кадр жиілігі) қолданылады: 24 Гц, 25 Гц, 30 Гц, 50 Гц және 60 Гц. NTSC сигналына түстің кері үйлесімді қосылуына байланысты техникалық ерекшеліктер басқа варианттардың пайда болуына әкелді: 24000/1001 Гц, 30000/1001 Гц және 60000/1001 Гц. Бейне ауысу жиілігі экрандағы қозғалыстың қаншалықты "біртекті" көрінетініне негізгі әсер етеді. Осыған сәйкес, жылжымалы бейне материалдары кейде екі топқа бөлінеді: фильмге негізделген материал, онда сахнаның бейнесі камерамен секундына 24 рет (24 Гц) түсіріледі, және бейнеге негізделген материал, онда сурет секундына шамамен 50 немесе 60 рет түсіріледі. 50 және 60 Гц жиілігіндегі материал қозғалысты өте жақсы түсіреді және экранда өте біртектес көрінеді. Принцип бойынша, 24 Гц жиілігіндегі материал қозғалысты жеткілікті түрде жеткізеді, бірақ кинотеатрларда және ЭЭТ (Электронды сәулелі түтік) теледидарларында (жыпылықтауды болдырмау үшін) түсіру жиілігі кем дегенде екі есе жоғары болғандықтан, ол "біртектес" қозғалысты беруге қабілетті деп саналмайды. Дегенмен, оның ерекше көркемдік әсері, осы баяу бейне ауысу жиілігінен туындайтындықтан, ол әлі де фильм түсіру үшін қолданылады. 25 Гц жиілігіндегі материал, практикалық тұрғыдан алғанда, 24 Гц жиілігіндегі материалмен бірдей көрінеді және сезіледі. 30 Гц жиілігіндегі материал, түсіретін қозғалыстың "біртектестігі" тұрғысынан, 24 және 50 Гц жиілігіндегі материалдың арасында орналасады; бірақ теледидар жүйелерінде ол 24 Гц жиілігіндегі материал сияқты өңделеді (яғни, түсіру жиілігі кем дегенде екі есе жоғары).

Ұстау

Сурет түсіру процесі кескіндер тізбегінің "табиғи" кадр жылдамдығын анықтайды. Қозғалыс бейнелер тізбегі презентация жылдамдығынан өзгеше жылдамдықпен түсірілуі мүмкін, бірақ мұндай жағдай көбінесе көркемдік эффект үшін немесе жоғары немесе төмен жылдамдық процестерді зерттеу үшін қолданылады. Адамдардың, жануарлардың немесе табиғи процестердің таныс қозғалыстарын және оларға сүйіспенді дыбыстарды дәл қайта шығару үшін, түсіру жылдамдығы презентация жылдамдығына тең немесе кем дегенде оған өте жақын болуы тиіс. Барлық заманауи қозғалыс бейнелерін түсіру жүйелері механикалық немесе электрондық жапқышты пайдаланады. Жапқыш бір кадр үшін кескінді кескінді өзгерту периодынан қысқа уақыт ішінде жинақтауға мүмкіндік береді. Растрлік жүйелерде жапқыштың тағы бір маңызды функциясы – кадрдың бірінші сканерленген бөлігі (мысалы, ең жоғарғы бөлігі) кадрдың соңғы сканерленген бөлігімен бірдей уақыт аралығында сахнаның бейнесін қамтитынына көз жеткізу. Алғашқы телекамералар, мысалы, видеокамера түтігі, жапқышсыз болған. Растрлық жүйелерде жапқыштарды қолданбау экрандағы қозғалыс нысандарының пішінін өзгертуі мүмкін. Алайда, мұндай камерадан алынған бейне CRT дисплейде түпнұсқа форматында көрсетілгенде, керемет "жанды" көрінеді.

Беріліс

Аналогтық тарату жүйелері – PAL/SECAM және NTSC – тарихи тұрғыдан қозғалыс бейне форматтарын тарату және көрсету мүмкіндігімен шектелген. PAL/SECAM 25 Гц және 50 Гц материалдарды, ал NTSC тек 30 Гц және 60 Гц материалдарды (кейіннен 30/1.001 және 60/1.001 Гц-қа алмастырылған) тарата алатын. Екі жүйе де 4:3 көперіс қатынасымен және белгілі бір ажыратымдылықпен (бар қолжетімді өткізу қабілетімен шектелген) шектелген. Егер кең көперіс қатынастарын 4:3 кадрға бейімдеу салыстырмалы түрде оңай болса да (мысалы, қара жолақтар қосу арқылы), кадр жылдамдығын түрлендіру оңай емес, және көп жағдайда қозғалыстың "біртектілігін" немесе жеке кадрлардың сапасын нашарлатады (әсіресе кадр жылдамдығын түрлендіруде бастапқы материал немесе нәтиже өріліп немесе кадрлар арасында араласу болған жағдайларда).

50 Гц теледидар жүйелері

Жергілікті телеарналарға арналған материалдар әдетте 25 Гц немесе 50 Гц жиілікте түсіріледі. Көптеген телеарналарда жаңалықтар жинау немесе теледидар өндірісімен байланысты 24 кадр/с (фильмнің жылдамдығы) мазмұны бар киноархивтер сақталған. Тікелей эфирлер (жаңалықтар, спорт, маңызды оқиғалар) көбінесе 50 Гц жиілікте түсіріледі. Тікелей эфирде 25 Гц жиілігін қолдану оларды архивтен алынғандай етіп көрсетеді, сондықтан мұндай тәжірибеге көбінесе жүгінбейді, егер тарату тізбегінде қозғалыс процессорлары болмаса. Әдетте, фильмнен алынған 24 Гц материал, егер ол көркем фильм болса, 4%-ға жылдамдатылады. 4%-дық жылдамдық артуының нәтижесінде дыбыс та сәл көтеріледі, бірақ көбінесе дыбыс биіктігін түзету схемалары қолданылады. Ескі технологиялар әрбір 12-ші кадрды екі емес, үш видеожолға ұзартуға мүмкіндік береді, бұл мәселенің көп бөлігін шешеді. Ал қазіргі заманғы фильмді ойнату технологиясы әрбір 25-ші кадрды интерполяциялауға мүмкіндік береді, бұл кемшіліктерді азайтады және дыбыс биіктігін өзгерту қажеттілігін жояды. Бұл фильмге бағытталған мазмұнды тарату әдістерінің әрқайсысының өз кемшіліктері бар. Дегенмен, қазіргі заманғы қозғалыс компенсациясы процессорлары ең жақсы нәтиже береді деп есептеледі. 60 Гц жүйелерден импортталған, шамамен 30 немесе 60 Гц материал көбінесе 50 Гц жиілігінде көрсету үшін дубликат кадрларды қосу немесе артық кадрларды жою арқылы бейімделеді, кейде жақын кадрларды араластыру да қолданылады. Бүгінгі таңда цифрлық қозғалыс талдауы, күрделі және қымбат болғанымен, жоғары сапалы түрлендіруді қамтамасыз етеді (бірақ ол толыққанды жетілдірілмеген).

60 Гц теледидар жүйелері

АҚШ-та теледидар өндірісінің жоғары бюджеті және фильмге тән көріністің басымдығы болғандықтан, көптеген алдын ала жазылған телешоулар іс жүзінде 24 Гц жиілікте фильмге түсірілді. 24 Гц жиілігінде түсірілген бастапқы материал 3:2 тарқату әдісі арқылы шамамен 60 Гц жиілікке түрлендіріледі, бұл қажет болған жағдайда 1,001 еселенген қосымша баяулаумен, өзгермелі сандағы дубликат кадрларды қосуды қамтиды. Кейде, иілгішті тегістеу үшін кадр аралық араластыру қолданылады. Тікелей эфирлер шамамен 60 Гц жиілікте түсіріледі. Соңғы 15 жылда, егер "фильмге тән" көрініс қажет болса, 30 Гц жиілігі де қолжетімді болды, бірақ бұл үшін қалыпты бейнекамералар пайдаланылды. 24 Гц жиілігінде фильмдік жылдамдықпен бейнеге түсіру – одан да жақындағы жаңалық және көбінесе HDTV өндірісімен байланысты. 30 Гц жиілігінде түсіруден айырмашылығы, 24 Гц жиілігінде түсіруді постөңдеуде имитациялау мүмкін емес. Камера түсіру кезінде 24 Гц жиілігінде түсіруге қабілетті болуы керек. ~30 Гц материал 24 Гц материалға қарағанда "бірқалыптырақ" болғандықтан, ~30 және ~60 жиіліктері арасындағы таңдау 25 Гц және 50 Гц арасындағыдай айқын емес. 60 Гц бейнені фильмге көшірген кезде, оны кері 3:2 тарқату әдісін қолдана отырып 24 Гц жиілікке түрлендіру қажет болды. Аяқталған өнімнің көрінісі фильмге ұқсауы мүмкін, бірақ ол толыққанды тегіс болмайды (әсіресе нәтиже бейнеге қайтарылса), ал нашар жасалған деинтерляция кескінді тік бағытта айқын сілкіндіріп, егжей-тегжейін жоғалтуына себеп болады. Осы контексте "60 Гц" және "30 Гц" терминдері – қысқартылған жазбалар және әрдайым 59,94 Гц немесе 60 x 1000/1001 жиіліктерін білдіреді. Шынайы 60,000 Гц жиілігінде тек қара-ақ бейнелер мен кейбір HDTV прототиптері жұмыс істеді. АҚШ HDTV стандарты 60 Гц және 59,94 Гц жиіліктерін қолдайды; соңғысы NTSC форматымен жақсы үйлесімділік үшін көбінесе қолданылады. 50 Гц жүйелерден импортталған 25 немесе 50 Гц материалды 60 Гц жиілікке ұқсас әдіспен, кадрларды жою немесе қосу және жақын кадрларды араластыру арқылы бейімдеуге болады. 50 Гц материал үшін ең жақсы сапа цифрлық қозғалыс талдауы арқылы қамтамасыз етіледі.

Қазіргі заманғы цифрлық жүйелер

Цифрлық бейне аналогтық беру форматтары мен көрсету механизмдерінің (мысалы, ЭЭТ дисплейі) көптеген шектеулерінен босатылған, себебі ол түсіру процесінің жұмысын көрсету процесінен бөліп тұрады. Осының нәтижесінде, цифрлық бейне режиссерлердің ниетіне сәйкес, жылжымалы бейнелерді бастапқы форматта түсіруге, жеткізуге және көрсетуге мүмкіндік береді, видео стандарттарының өзгеруіне қарамастан (пуристер туралы мақаланы қараңыз). MPEG немесе басқа да қысылу форматтарын қолданатын кадрларды ұстау құрылғылары жылжымалы бейнелер тізбектерін бастапқы көперіс қатынасы, ажыратымдылығы және кадрларды ұстау жылдамдығы (24/1.001, 24, 25, 30/1.001, 30, 50, 60/1.001, 60 Гц) бойынша кодтай алады. MPEG және қозғалысты талдауды қолданатын басқа да қысылған бейне форматтары әлемде қолданылатын әртүрлі бейне форматтары арасындағы үйлесімсіздікті азайтуға көмектеседі. Алушы жағында цифрлық дисплей бейне тізбегін түсіру жылдамдығының еселігімен тәуелсіз түрде көрсетуге мүмкіндік алады, осылайша көзге көрінетін жыпылықтану азаяды. Көптеген қазіргі заманғы дисплейлер «көпсинхронды» болып табылады, яғни олар көрсетіліп жатқан бейне тізбегі үшін ең қолайлы жылдамдықпен бейне жаңартуын жасай алады. Мысалы, көпсинхронды дисплей 50-ден 72 Гц-қа дейін немесе 96-дан 120 Гц-қа дейін вертикальді жаңарту жиіліктерінің диапазонын қолдай алады, осылайша толық сандық жылдамдық түрлендіру арқылы барлық стандартты түсіру жылдамдықтарын көрсетуге болады.

Презентация

Қазіргі таңда нарықта екі түрлі дисплейлер бар: біріншіден, кескінді жаңарту периодының қысқа бөлігінде "жыпылықтайтын" (CRT, кинопроектор) және екіншісі, жаңарту сәттері арасында негізінен статикалық кескінді көрсететін (LCD, DLP). "Жыпылықтайтын" дисплейлер кем дегенде 48 Гц жиілікте жұмыс істеуі керек, бірақ бүгінде 85 Гц-тен төменгі жиілік эргономикалық деп есептелмейді. Осы дисплейлер үшін 24–30 Гц материал әдетте 2x, 3x немесе 4x көшіру жиілігінде көрсетіледі. 50 және ~60 Гц материал көбінесе өзінің табиғи жиілігінде көрсетіледі, бұл жағдайда ол ешқандай бұрмаланусыз өте нақты қозғалыс береді. Оны көшіру жиілігінен екі есе жоғары жиілікте де көрсетуге болады, бірақ қозғалатын нысандар нашарлап немесе созылып көрінуі мүмкін, егер аралық кадрлар қозғалыс талдауы арқылы есептелмесе, жай ғана қайталанса. "Үзіліссіз" дисплей көшіру жиілігінің кез келген толық еселігінде жұмыс істей алады, бұл көрерменге ешқандай маңыздылығы жоқ, және оны визуалды түрде ажырату мүмкін емес. Дегенмен, жалпы алғанда, "үзіліссіз" дисплейлер 50 және ~60 Гц бейнематериалда тез қозғалатын нысандарда көзге көрінетін бұрмалануды көрсетеді (олардың жауап беру уақыты бірден болса да). Алайда, LCD дисплейдегі бейнематериалдың бұрмалануымен күресудің екі жаңа тәсілі бар: оны артқы жарығын тиісті түрде модуляциялау арқылы "жыпылықтайтын" дисплейге тиімді түрлендіруге болады; және/немесе қозғалыс талдауын пайдалана отырып аралық кадрларды есептеу кезінде оны көшіру жиілігін екі есеге арттыруға болады (LCD теледидарды қараңыз). Әрине, бейнелеу жиілігі көшіру жиілігінің толық есесі болмаған жағдайда, экрандағы қозғалыстың "біртектілігі" белгілі бір деңгейде зардап шегеді (видео үшін өте жаман, фильмге негізделген материал үшін жағымсыз). Бұл көбінесе компьютерлік DVD ойнатқыштарда және PAL PC теледидарларында кездеседі, онда пайдаланушы білмеушіліктен немесе техникалық шектеулерге байланысты жаңарту жиілігін өзгерте алмайды; кейде бұл өндірушілердің пайдаланушының білмеушілігіне сене отырып жасаған жасанды шектеулер болады. Мысалы, кейбір ноутбук LCD панельдерін 60 Гц жаңарту жиілігінен басқа жағдайға (оңай) ауыстыруға болмайды, ал DVI кірісі бар кейбір LCD дисплейлері 58 және 62 Гц арасындағы тік жаңарту жиілігіне сәйкес келмейтін жағдайда цифрлық кіріс сигналын қабылдаудан бас тартады. Көптеген бағдарламалық DVD ойнатқыштар дисплей режимдерін ауыстыруға көмектеспейді, тіпті қолмен ауыстырылса да, кадрларды жаңартуды дисплейдің тік қайтару периодымен синхрондамайды. (Аппараттық екі буферлі қолдану арқылы жұмсақ синхрондау ғана бар, бірақ ол аппараттық ойнатқыштардың ойнату тұрақтылығымен салыстыруға жеткіліксіз.)

50 және 60 Гц

60 Гц материал 50 Гц материалға қарағанда қозғалысты біршама "жұмсақ" көрсетеді. Кемшілігі – егер бейненің қалған барлық параметрлері (резолюция, көперіс қатынасы) бірдей болса, оны тарату үшін шамамен 1/5 көбірек өткізу қабілеті қажет болады. "Шамамен", себебі MPEG сияқты кадр аралық сығымдау техникалары жоғары кадр жылдамдықтарымен біршама тиімдірек жұмыс істейді, өйткені кезекті кадрлар да өзара ұқсас болады. Дегенмен, бірыңғай дүниежүзілік бейне форматын қабылдауға техникалық және саяси кедергілер бар. Ең маңызды техникалық мәселе – көбінесе сахнаның жарықтандыруы жергілікті желінің жиілігіне байланысты жыпылықтайтын шамдармен жасалады. Мысалы, стадиондарда қолданылатын сынапты жарық (желілік жиіліктің екі еселенгені). Мұндай жағдайларда бейне түсіру сәйкес келетін жылдамдықпен жүргізілуі керек, әйтпесе экранда түстер қатты жыпылықтайды. Тіпті, айнымалы токпен жұмыс істейтін шам да, егер қуаты жеткіліксіз болса немесе қызмет ету мерзімінің соңына жақын болса, камера үшін қиындық тудыруы мүмкін. Жалпыға ортақ бір бейне форматын таңдау қажеттілігі (жаһандық материал алмасу үшін) цифрлық дәуірде маңызсыз болуы керек. Видео өндірісінің режиссері жұмысына ең қолайлы форматты таңдауға мүмкіндік алады, ал бейнекамералар дүниежүзілік құралға айналады (қазіргі уақытта нарық өте фрагменттелген).