Цифровой кинематограф: технологии и переход к цифровому формату.

Введение

Использование цифровых проекторов в кинотеатрах

Цифровое кино подразумевает внедрение цифровых технологий в киноиндустрию для распространения или демонстрации кинофильмов, в отличие от традиционного использования киноплёнки, такой как 35-миллиметровая плёнка. В то время как киноплёнку необходимо доставлять в кинотеатры, цифровой фильм можно распространять различными способами: через Интернет или выделенные спутниковые каналы, либо посредством жестких дисков или оптических дисков, таких как Blu-ray. Цифровые фильмы проецируются с помощью цифрового видеопроектора вместо кинопроектора, снимаются на цифровые кинокамеры и монтируются с использованием нелинейной системы монтажа (NLE). NLE часто представляет собой приложение для видеомонтажа, установленное на одном или нескольких компьютерах, которые могут быть объединены в сеть для доступа к исходным материалам с удаленного сервера, обмена или получения доступа к вычислительным ресурсам для рендеринга финального видео, а также для обеспечения совместной работы нескольких монтажеров над одной временной шкалой или проектом. В качестве альтернативы, цифровой фильм может быть создан путём оцифровки киноплёнки с помощью сканера кинофильма и последующей реставрации, либо записан с использованием плёночного рекордера на киноплёнку для демонстрации с помощью традиционного кинопроектора. Цифровое кино отличается от телевидения высокой четкости и не обязательно использует традиционные телевизионные или другие стандарты видео высокой четкости, форматы изображения или частоту кадров. В цифровом кино разрешение определяется количеством горизонтальных пикселей, обычно 2K (2048×1080 или 2,2 мегапикселя) или 4K (4096×2160 или 8,8 мегапикселя). Разрешения 2K и 4K, используемые в цифровой кинопроекции, часто обозначаются как DCI 2K и DCI 4K. DCI расшифровывается как Digital Cinema Initiatives. По мере совершенствования технологии цифрового кино в начале 2010-х годов большинство кинотеатров по всему миру перешли на цифровую видеопроекцию. Технология цифрового кино продолжает развиваться, предлагая такие форматы, как 3D, RPX, 4DX и ScreenX, обеспечивая зрителям более захватывающий опыт.

История

Переходу от киноплёнки к цифровому видео предшествовал переход кино от аналогового к цифровому звуку, с выпуском стандарта аудиокодирования Dolby Digital (AC 3) в 1991 году. В его основе лежит модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) – алгоритм сжатия аудио с потерями. Это модификация алгоритма дискретного косинусного преобразования (DCT), впервые предложенного Насиром Ахмедом в 1972 году и изначально предназначенного для сжатия изображений. Преобразование DCT было адаптировано в MDCT Дж. П. Принсеном, А. В. Джонсоном и Аланом Брэдли в Университете Суррея в 1987 году, а затем Dolby Laboratories адаптировали алгоритм MDCT, используя принципы перцептивного кодирования, для разработки аудиоформата AC 3, отвечающего потребностям киноиндустрии. Совместно с Texas Instruments фильм был публично продемонстрирован в пяти кинотеатрах США (Филадельфия, Портленд (штат Орегон), Миннеаполис, Провиденс и Орландо).

Фундации

В Соединенных Штатах 18 июня 1999 года технология кинопроекторов DLP Cinema компании Texas Instruments была публично продемонстрирована на двух экранах в Лос-Анджелесе и Нью-Йорке к выходу фильма Lucasfilm "Звездные войны. Эпизод I: Скрытая угроза". В Европе 2 февраля 2000 года Филиппом Бинантом технология кинопроекторов DLP Cinema компании Texas Instruments была публично продемонстрирована на одном экране в Париже к выходу фильма "История игрушек 2". С 1997 по 2000 год стандарт сжатия изображений JPEG 2000 был разработан комитетом Объединенной группы экспертов по фотографии (JPEG) под председательством Тураджа Эбрахими (впоследствии ставшего президентом JPEG). В отличие от оригинального стандарта JPEG 1992 года, являющегося методом сжатия с потерями на основе дискретного косинусного преобразования (DCT) для статических цифровых изображений, JPEG 2000 представляет собой стандарт сжатия на основе дискретного вейвлет-преобразования (DWT), который можно было адаптировать для сжатия движущихся изображений с использованием расширения Motion JPEG 2000. В 2004 году технология JPEG 2000 была выбрана в качестве стандарта кодирования видео для цифрового кино.

Инициативы

19 января 2000 года Общество инженеров кино и телевидения в Соединенных Штатах инициировало первую рабочую группу по разработке стандартов цифрового кино. К декабрю 2000 года в США и Канаде насчитывалось 15 цифровых кинозалов, в Западной Европе – 11, в Азии – 4 и в Южной Америке – 1. В марте 2002 года была создана Digital Cinema Initiatives (DCI) как совместный проект многих киностудий (Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures, Universal и Warner Bros.) для разработки спецификации системы цифрового кино. В апреле 2004 года, в сотрудничестве с Американским обществом кинематографистов, DCI разработала стандартный оценочный материал (ASC/DCI StEM) для тестирования технологий воспроизведения и сжатия 2K и 4K. В том же году DCI выбрала JPEG 2000 в качестве основы для сжатия в системе. Первоначальные тесты с JPEG 2000 показали скорость передачи данных около 75125 Мбит/с для разрешения 2K и 100200 Мбит/с для разрешения 4K. В 2005 году в Великобритании Arts Alliance Media запустила сеть цифровых экранов UK Film Council Digital Screen Network, создав сеть из 250 цифровых кинозалов 2K. Внедрение было завершено в 2006 году. Это был первый масштабный запуск в Европе. AccessIT/Christie Digital также начала развертывание в Соединенных Штатах и Канаде. К середине 2006 года около 400 кинотеатров были оснащены цифровыми проекторами 2K, и их число росло каждый месяц. В августе 2006 года малаяламский цифровой фильм Moonnamathoral, продюсированный Бензи Мартином, был распространен по спутнику в кинотеатрах, став первым индийским цифровым фильмом. Это было сделано компанией Emil and Eric Digital Films, базирующейся в Триссуре, с использованием сквозной системы цифрового кино, разработанной сингапурской компанией DG2L Technologies. В январе 2007 года фильм "Гуру" стал первым индийским фильмом, мастерированным в формате JPEG 2000 Interop, соответствующем требованиям DCI, а также первым индийским фильмом, показанным в цифровом формате на международном уровне в Elgin Winter Garden в Торонто. Мастеринг фильма был выполнен в Real Image Media Technologies в Индии. В 2007 году в Великобритании появились первые в Европе полностью цифровые мультиплексы, соответствующие требованиям DCI: Odeon Hatfield и Odeon Surrey Quays (в Лондоне), с общим количеством 18 цифровых экранов, были открыты 9 февраля 2007 года. К марту 2007 года, с выходом фильма "Встреча с Робинсонами" от Disney, около 600 экранов были оснащены цифровыми проекторами. В июне 2007 года Arts Alliance Media объявила о заключении первых в Европе коммерческих соглашений о виртуальной печатной плате (VPF) для цифрового кино (с 20th Century Fox и Universal Pictures). В марте 2009 года AMC Theatres объявила о заключении соглашения с Sony на сумму 315 миллионов долларов на замену всех своих кинопроекторов на цифровые проекторы 4K, начиная со второго квартала 2009 года; ожидалось, что замена будет завершена к 2012 году. В январе 2011 года общее количество цифровых экранов во всем мире составило 36 242, по сравнению с 16 339 в конце 2009 года, что соответствует росту на 121,8% за год. В Европе в целом было 10 083 экрана (28,2% от мирового показателя), 16 522 в Соединенных Штатах и Канаде (46,2% от мирового показателя) и 7 703 в Азии (21,6% от мирового показателя). Прогресс в других регионах мира был медленнее, особенно в Латинской Америке и Африке. По состоянию на 31 марта 2015 года 38 719 экранов (из общего числа 39 789) в Соединенных Штатах были переведены на цифровой формат, 3007 экранов в Канаде были переведены, а 93 147 экранов по всему миру были переведены. К концу 2017 года практически все кинотеатры мира были оснащены цифровыми системами (98%). Несмотря на то, что сегодня практически все кинотеатры мира перешли на цифровой формат, некоторые крупные кинофильмы даже по состоянию на 2019 год снимаются на пленку. Например, Квентин Тарантино выпустил свой последний фильм "Однажды в… Голливуде" в форматах 70 мм и 35 мм в избранных кинотеатрах Соединенных Штатов и Канады.

On January 19, 2000, the Society of Motion Picture and Television Engineers, in the United States, initiated the first standards group dedicated towards developing digital cinema. By December 2000, there were 15 digital cinema screens in the United States and Canada, 11 in Western Europe, 4 in Asia, and 1 in South America. Digital Cinema Initiatives (DCI) was formed in March 2002 as a joint project of many motion picture studios (Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures, Universal and Warner Bros.) to develop a system specification for digital cinema. In April 2004, in cooperation with the American Society of Cinematographers, DCI created standard evaluation material (the ASC/DCI StEM material) for testing of 2K and 4K playback and compression technologies. DCI selected JPEG 2000 as the basis for the compression in the system the same year. Initial tests with JPEG 2000 produced bit rates of around 75125 Mbit/s for 2K resolution and 100200 Mbit/s for 4K resolution. In 2005 the UK Film Council Digital Screen Network launched in the UK by Arts Alliance Media creating a chain of 250 2K digital cinema systems. The roll out was completed in 2006. This was the first mass roll out in Europe. AccessIT/Christie Digital also started a roll out in the United States and Canada. By mid 2006, about 400 theaters were equipped with 2K digital projectors with the number increasing every month. In August 2006, the Malayalam digital movie Moonnamathoral, produced by Benzy Martin, was distributed via satellite to cinemas, thus becoming the first Indian digital cinema. This was done by Emil and Eric Digital Films, a company based at Thrissur using the end to end digital cinema system developed by Singapore based DG2L Technologies. In January 2007, Guru became the first Indian film mastered in the DCI compliant JPEG 2000 Interop format and also the first Indian film to be previewed digitally, internationally, at the Elgin Winter Garden in Toronto. This film was digitally mastered at Real Image Media Technologies in India. In 2007, the UK became home to Europe's first DCI compliant fully digital multiplex cinemas; Odeon Hatfield and Odeon Surrey Quays (in London), with a total of 18 digital screens, were launched on 9 February 2007. By March 2007, with the release of Disney's Meet the Robinsons, about 600 screens had been equipped with digital projectors. In June 2007, Arts Alliance Media announced the first European commercial digital cinema Virtual Print Fee (VPF) agreements (with 20th Century Fox and Universal Pictures). In March 2009 AMC Theatres announced that it closed a $315 million deal with Sony to replace all of its movie projectors with 4K digital projectors starting in the second quarter of 2009; it was anticipated that this replacement would be finished by 2012. In January 2011, the total number of digital screens worldwide was 36,242, up from 16,339 at end 2009 or a growth rate of 121.8 percent during the year. There were 10,083 d screens in Europe as a whole (28.2 percent of global figure), 16,522 in the United States and Canada (46.2 percent of global figure) and 7,703 in Asia (21.6 percent of global figure). Worldwide progress was slower as in some territories, particularly Latin America and Africa. As of 31 March 2015, 38,719 screens (out of a total of 39,789 screens) in the United States have been converted to digital, 3,007 screens in Canada have been converted, and 93,147 screens internationally have been converted. At the end of 2017, virtually all of the world's cinema screens were digital (98%). Despite the fact that today, virtually all global movie theaters have converted their screens to digital cinemas, some major motion pictures even as of 2019 are shot on film. For example, Quentin Tarantino released his latest film Once Upon a Time in Hollywood in 70 mm and 35 mm in selected theaters across the United States and Canada.

Элементы

В дополнение к оборудованию, уже имеющемуся в кинотеатре (например, системе озвучивания, экрану и т. д.), цифровой кинотеатр, соответствующий стандарту DCI, требует цифровой проектор, соответствующий стандарту DCI, и мощный компьютер, известный как сервер. Фильмы поставляются в кинотеатр в виде цифрового файла, называемого пакетом цифрового кино (DCP). Для типичного полнометражного фильма этот файл содержит от 90 ГБ до 300 ГБ данных (примерно в два-шесть раз больше информации, чем на Blu-ray диске) и может быть доставлен физически на обычном жестком диске компьютера или через спутник, либо по оптоволоконному широкополосному интернету. По состоянию на 2013 год физическая доставка на жестких дисках была наиболее распространенным способом в индустрии. Рекламные трейлеры доставляются на отдельном жестком диске и имеют размер от 200 ГБ до 400 ГБ. Содержимое жесткого диска может быть зашифровано. Независимо от способа доставки DCP, его необходимо сначала скопировать на внутренние жесткие диски сервера через порт USB, более быстрое соединение eSATA или закрытую сеть – этот процесс называется "загрузкой" (ingesting). (USB в основном используется для отдельных трейлеров.) DCP могут быть, и в случае полнометражных фильмов почти всегда являются, зашифрованными для предотвращения незаконного копирования и пиратства. Необходимые ключи дешифрования поставляются отдельно, обычно в виде вложений к электронной почте или загрузок, а затем также "загружаются" через USB. Ключи имеют ограниченный срок действия и истекают по окончании периода проката фильма. Они также привязаны к аппаратному обеспечению (серверу и проектору), на котором будет демонстрироваться фильм, поэтому, если кинотеатр захочет перенести фильм на другой экран или продлить прокат, необходимо получить новый ключ от дистрибьютора. Несколько версий одного и того же фильма могут быть отправлены одновременно. Оригинальная версия (OV) служит основой для всех остальных вариантов воспроизведения. Файлы версий (VF) могут иметь другой звуковой формат (например, 7.1 вместо 5.1 объемного звучания) или субтитры. 2D и 3D версии часто распространяются на одном жестком диске. Воспроизведением контента управляет сервер с помощью "плейлиста". Как следует из названия, это список всего контента, который должен быть воспроизведен во время сеанса. Плейлист создается сотрудником кинотеатра с помощью проприетарного программного обеспечения, работающего на сервере. Помимо перечисления воспроизводимого контента, плейлист также включает в себя команды автоматизации, позволяющие управлять проектором, звуковой системой, освещением зала, подъемными занавесами и маскирующими экранами (при наличии) и т. д. Плейлист можно запустить вручную, нажав кнопку "play" на экране монитора сервера, или автоматически в заданное время.

In addition to the equipment already found in a film based movie theatre (e. g., a sound reinforcement system, screen, etc. ), a DCI compliant digital cinema requires a DCI compliant digital projector and a powerful computer known as a server. Movies are supplied to the theatre as a digital file called a Digital Cinema Package (DCP). For a typical feature film, this file will be anywhere between 90 GB and 300 GB of data (roughly two to six times the information of a Blu ray disc) and may arrive as a physical delivery on a conventional computer hard drive or via satellite or fibre optic broadband Internet. As of 2013, physical deliveries of hard drives were most common in the industry. Promotional trailers arrive on a separate hard drive and range between 200 GB and 400 GB in size. The contents of the hard drive(s) may be encrypted. Regardless of how the DCP arrives, it first needs to be copied onto the internal hard drives of the server, either via a USB port, or through a faster eSATA connection, or via a closed network, a process known as "ingesting." (USB is used mostly for single trailers.) DCPs can be, and in the case of feature films almost always are, encrypted, to prevent illegal copying and piracy. The necessary decryption keys are supplied separately, usually as email attachments or via download, and then "ingested" via USB. Keys are time limited and will expire after the end of the period for which the title has been booked. They are also locked to the hardware (server and projector) that is to screen the film, so if the theatre wishes to move the title to another screen or extend the run, a new key must be obtained from the distributor. Several versions of the same feature can be sent together. The original version (OV) is used as the basis of all the other playback options. Version files (VF) may have a different sound format (e. g. 7.1 as opposed to 5.1 surround sound) or subtitles. 2D and 3D versions are often distributed on the same hard drive. The playback of the content is controlled by the server using a "playlist". As the name implies, this is a list of all the content that is to be played as part of the performance. The playlist will be created by a member of the theatre's staff using proprietary software that runs on the server. In addition to listing the content to be played the playlist also includes automation cues that allow the playlist to control the projector, the sound system, auditorium lighting, tab curtains and screen masking (if present), etc. The playlist can be started manually, by clicking the "play" button on the server's monitor screen, or automatically at pre set times.

Инициативы в области цифрового кино

Digital Cinema Initiatives (DCI), совместное предприятие шести крупнейших киностудий, опубликовало первую версию (V1.0) спецификации системы для цифрового кино в июле 2005 года. Основными заявленными целями спецификации были определение системы цифрового кинотеатра, обеспечивающей качество изображения и звука, превосходящее традиционный 35-мм кинопрокат, установление глобальных стандартов совместимости, позволяющих воспроизводить любой контент, соответствующий требованиям DCI, на любом оборудовании, также соответствующем этим требованиям, в любой точке мира, и обеспечение надежной защиты интеллектуальной собственности правообладателей. Спецификация DCI предусматривает кодирование изображения с использованием стандарта ISO/IEC 15444-1 "JPEG2000" (.j2c) и цветового пространства CIE XYZ с 12-битной глубиной цвета на компонент и применением гамма-коррекции 2.6 при проецировании. Поддерживаются два уровня разрешения как для контента, так и для проекторов: 2K (2048×1080) или 2.2 Мп при частоте 24 или 48 кадров в секунду, и 4K (4096×2160) или 8.85 Мп при частоте 24 кадра в секунду. Спецификация гарантирует возможность воспроизведения 2K-контента на 4K-проекторах и наоборот. Также поддерживаются меньшие разрешения по одному из направлений (изображение автоматически центрируется). В последующих версиях стандарта были добавлены дополнительные частоты кадров (например, 25 кадров в секунду в режиме SMPTE). Для звуковой дорожки спецификация предусматривает до 16 каналов несжатого аудио в формате "Broadcast Wave" (.wav) с разрядностью 24 бита и частотой дискретизации 48 кГц или 96 кГц. Воспроизведение управляется плейлистом в формате XML, заключенным в файл, соответствующий стандарту MXF, с максимальной скоростью передачи данных 250 Мбит/с. В спецификации подробно рассматриваются вопросы шифрования, управления ключами и ведения журналов, а также минимальные требования к используемым проекторам, включая цветовую гамму, коэффициент контрастности и яркость изображения. Хотя значительная часть спецификации кодифицирует работы, уже проводившиеся в Обществе инженеров кино и телевидения (SMPTE), она имеет важное значение для создания структуры, обеспечивающей контроль правообладателей над распространением и безопасностью киноконтента первого релиза.

Digital Cinema Initiatives (DCI), a joint venture of the six major studios, published the first version (V1.0) of a system specification for digital cinema in July 2005. The main declared objectives of the specification were to define a digital cinema system that would "present a theatrical experience that is better than what one could achieve now with a traditional 35mm Answer Print", to provide global standards for interoperability such that any DCI compliant content could play on any DCI compliant hardware anywhere in the world and to provide robust protection for the intellectual property of the content providers. The DCI specification calls for picture encoding using the ISO/IEC 15444 1 "JPEG2000" (. j2c) standard and use of the CIE XYZ color space at 12 bits per component encoded with a 2.6 gamma applied at projection. Two levels of resolution for both content and projectors are supported: 2K (2048×1080) or 2.2 MP at 24 or 48 frames per second, and 4K (4096×2160) or 8.85 MP at 24 frames per second. The specification ensures that 2K content can play on 4K projectors and vice versa. Smaller resolutions in one direction are also supported (the image gets automatically centered). Later versions of the standard added additional playback rates (like 25 fps in SMPTE mode). For the sound component of the content the specification provides for up to 16 channels of uncompressed audio using the "Broadcast Wave" (. wav) format at 24 bits and 48 kHz or 96 kHz sampling. Playback is controlled by an XML format Composition Playlist, into an MXF compliant file at a maximum data rate of 250 Mbit/s. Details about encryption, key management, and logging are all discussed in the specification as are the minimum specifications for the projectors employed including the color gamut, the contrast ratio and the brightness of the image. While much of the specification codifies work that had already been ongoing in the Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), the specification is important in establishing a content owner framework for the distribution and security of first release motion picture content.

Национальная ассоциация владельцев театров

В дополнение к работе DCI, Национальная ассоциация владельцев кинотеатров (НАТО) опубликовала свои требования к системам цифрового кино. В документе рассматриваются требования к системам цифрового кино с точки зрения операционных потребностей кинотеатра, с акцентом на области, не охваченные DCI, включая обеспечение доступа для людей с нарушениями зрения и слуха, рабочий процесс внутри кинотеатра и совместимость оборудования. В частности, в документе НАТО подробно описаны требования к системе управления кинотеатром (TMS) – главному программному обеспечению для систем цифрового кино в кинокомплексе, – и даны рекомендации по разработке систем управления ключами безопасности. Как и документ DCI, документ НАТО также имеет важное значение для работы SMPTE по разработке стандартов.

Электронное кино

Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) начало разработку стандартов для цифрового кино в 2000 году. К тому моменту стало очевидно, что HDTV не предоставляет достаточной технологической основы для создания цифрового кинопроката. Однако в Европе, Индии и Японии HDTV по-прежнему широко используется для кинопоказов. Соглашения, достигнутые в рамках организации по стандартизации ISO, привели к тому, что эти системы, не соответствующие стандартам, стали называться электронными киносистемами (E Cinema).

Проекторы для цифрового кино

Только три производителя выпускают цифровые кинопроекторы, одобренные DCI: Barco, Christie и Sharp/NEC. За исключением Sony, которая ранее использовала собственную технологию SXRD, все они используют технологию цифровой обработки света (DLP), разработанную компанией Texas Instruments (TI). Принцип работы D-кинопроекторов схож с принципом работы цифровых проекторов, используемых в промышленности, образовании и домашних кинотеатрах, но они отличаются двумя важными аспектами. Во-первых, проекторы должны соответствовать строгим требованиям к производительности, указанным в спецификации DCI. Во-вторых, проекторы должны быть оснащены средствами защиты от пиратства, предназначенными для обеспечения соблюдения авторских прав, например, ограничениями лицензирования. По этим причинам все проекторы, предназначенные для продажи в кинотеатры для демонстрации текущих релизов, должны быть одобрены DCI перед поступлением в продажу. Сейчас они проходят процедуру, называемую CTP (план тестирования соответствия). Поскольку полнометражные фильмы в цифровом формате зашифрованы, а ключи дешифрования (KDM) привязаны к серийному номеру используемого сервера (в будущем планируется привязка как к серийному номеру проектора, так и к серверу), система позволит воспроизвести защищенный фильм только при наличии необходимого KDM.

Кино DLP

Три производителя лицензировали технологию DLP Cinema, разработанную Texas Instruments (TI): Christie Digital Systems, Barco и NEC. В то время как NEC — относительно новый игрок в сфере цифрового кино, Christie является лидером на рынке в США, а Barco — в Европе и Азии. Первоначально DLP-проекторы, соответствующие стандарту DCI, были доступны только в разрешении 2K, но с начала 2012 года, когда 4K DLP-чип TI начал массовое производство, DLP-проекторы стали доступны как в 2K, так и в 4K версиях. Производители кинопроекторов на основе DLP теперь также могут предлагать обновления до 4K для некоторых более новых моделей 2K. Ранние DLP кинопроекторы, которые в основном использовались в Соединенных Штатах, имели ограниченное разрешение 1280×1024 или эквивалент 1,3 МП (мегапикселей). Digital Projection Incorporated (DPI) разработала и продала несколько DLP Cinema (is8 2K) после дебюта 2K технологии TI, но затем вышла с рынка D Cinema, продолжая предлагать DLP-проекторы для некиношных целей. Несмотря на то, что они основаны на том же 2K "световом двигателе" TI, что и у основных игроков, они настолько редки, что практически неизвестны в индустрии. Они по-прежнему широко используются для предсеансовой рекламы, но обычно не для показа основных фильмов. Технология TI основана на использовании цифровых микрозеркальных устройств (DMD). Это MEMS-устройства, изготовленные из кремния с использованием технологии, аналогичной технологии производства компьютерных чипов. Поверхность этих устройств покрыта огромным количеством микроскопических зеркал, по одному на каждый пиксель: в устройстве 2K их около 2,2 миллиона, а в устройстве 4K — около 8,8 миллиона. Каждое зеркало вибрирует несколько тысяч раз в секунду между двумя положениями: в одном — свет от лампы проектора отражается к экрану, в другом — от него. Пропорция времени, в течение которого зеркало находится в каждом положении, меняется в зависимости от требуемой яркости пикселя. Используются три устройства DMD, по одному для каждого из основных цветов. Свет от лампы, как правило, ксеноновой дуговой лампы, аналогичной используемым в кинопроекторах, мощностью от 1 кВт до 7 кВт, разделяется цветными фильтрами на красный, зеленый и синий лучи, которые направляются на соответствующие DMD. Отраженный "вперед" луч от трех DMD затем повторно объединяется и фокусируется линзой на киноэкране. В более поздних проекторах вместо ксеноновых ламп могут использоваться лазеры.

Three manufacturers have licensed the DLP Cinema technology developed by Texas Instruments (TI): Christie Digital Systems, Barco, and NEC. While NEC is a relative newcomer to Digital Cinema, Christie is the main player in the U. S. and Barco takes the lead in Europe and Asia. Initially DCI compliant DLP projectors were available in 2K only, but from early 2012, when TI's 4K DLP chip went into full production, DLP projectors have been available in both 2K and 4K versions. Manufacturers of DLP based cinema projectors can now also offer 4K upgrades to some of the more recent 2K models. Early DLP Cinema projectors, which were deployed primarily in the United States, used limited 1280×1024 resolution or the equivalent of 1.3 MP (megapixels). Digital Projection Incorporated (DPI) designed and sold a few DLP Cinema units (is8 2K) when TI's 2K technology debuted but then abandoned the D Cinema market while continuing to offer DLP based projectors for non cinema purposes. Although based on the same 2K TI "light engine" as those of the major players they are so rare as to be virtually unknown in the industry. They are still widely used for pre show advertising but not usually for feature presentations. TI's technology is based on the use of digital micromirror devices (DMDs). These are MEMS devices that are manufactured from silicon using similar technology to that of computer chips. The surface of these devices is covered by a very large number of microscopic mirrors, one for each pixel, so a 2K device has about 2.2 million mirrors and a 4K device about 8.8 million. Each mirror vibrates several thousand times a second between two positions: In one, light from the projector's lamp is reflected towards the screen, in the other away from it. The proportion of the time the mirror is in each position varies according to the required brightness of each pixel. Three DMD devices are used, one for each of the primary colors. Light from the lamp, usually a Xenon arc lamp similar to those used in film projectors with a power between 1 kW and 7 kW, is split by colored filters into red, green and blue beams which are directed at the appropriate DMD. The 'forward' reflected beam from the three DMDs is then re combined and focused by the lens onto the cinema screen. Later projectors may use lasers instead of xenon lamps.

Sony SXRD

Только Sony из числа производителей кинопроекторов, соответствующих стандарту DCI, приняла решение разрабатывать собственную технологию, а не использовать технологию DLP от TI. Проекторы SXRD (Silicon Xtal (Crystal) Reflective Display) выпускались исключительно в формате 4K, и до выхода 4K DLP-чипа от TI проекторы Sony SXRD были единственными 4K-проекторами, совместимыми с DCI, представленными на рынке. В отличие от DLP-проекторов, SXRD-проекторы не отображают изображения для левого и правого глаза стереоскопических фильмов последовательно, а используют половину доступной площади чипа SXRD для каждого изображения. Таким образом, при стереоскопическом показе проектор SXRD функционирует как проектор с разрешением менее 2K, то же самое относится и к HFR 3D-контенту. Однако в конце апреля 2020 года компания Sony приняла решение прекратить производство цифровых кинопроекторов.

Стерео 3D изображения

В конце 2005 года возросший интерес к цифровой 3D-стереоскопической проекции стимулировал готовность кинотеатров к сотрудничеству в установке 2K-стереосистем для показа фильма "Chicken Little" в 3D. В 2006 и 2007 годах вышли еще шесть цифровых 3D-фильмов (включая "Беовульф", "Дом монстров" и "Знакомство с Робинсонами"). Технология предполагает использование одного цифрового проектора, оснащенного либо поляризационным фильтром (для работы с поляризационными очками и серебряными экранами), либо фильтрующего колеса, либо излучателя для ЖК-очков. RealD использует "ZScreen" для поляризации, а MasterImage – фильтрующее колесо, которое несколько раз в секунду меняет полярность светового потока проектора, быстро чередуя изображения для левого и правого глаза. Еще одна система с фильтрующим колесом – Dolby 3D. Колесо изменяет длину волны отображаемых цветов, а очки с цветными линзами фильтруют эти изменения, не допуская попадания неверной длины волны в не тот глаз. XpanD использует внешний излучатель, посылающий сигнал на 3D-очки для блокировки изображения, предназначенного для другого глаза.

Лазерный

RGB-лазерная проекция обеспечивает наиболее точную цветопередачу в формате BT.2020 и самые яркие изображения.

Диапазон светодиодных экранов для цифровых кинотеатров

В Азии 13 июля 2017 года светодиодный экран для цифрового кино, разработанный Samsung Electronics, был публично продемонстрирован на одном экране в кинотеатре Lotte Cinema World Tower в Сеуле. Первая установка в Европе находится в кинотеатре Arena Sihlcity в Цюрихе. Эти дисплеи не используют проектор, а вместо этого используют светодиодную видеостену, что позволяет добиться более высокой контрастности, более высокого разрешения и общего улучшения качества изображения. Sony уже продает MicroLED-дисплеи как замену традиционным киноэкранам.

Влияние на распределение

Цифровое распространение фильмов позволяет кинопрокатчикам экономить средства. Изготовление копии 80-минутного художественного фильма может стоить от 1500 до 2500 долларов США, поэтому создание тысяч копий для широкоформатного релиза может обойтись в миллионы долларов. В отличие от этого, при максимальной скорости передачи данных 250 мегабит в секунду (в соответствии со стандартом DCI для цифрового кино), полнометражный фильм можно сохранить на обычном жестком диске объемом 300 ГБ стоимостью 50 долларов, а широкий прокат в 4000 «цифровых копий» может стоить 200 000 долларов. Кроме того, жесткие диски можно вернуть дистрибьюторам для повторного использования. Распространяя несколько сотен фильмов ежегодно, индустрия экономит миллиарды долларов. Внедрение цифрового кино замедлилось из-за медленных темпов приобретения цифровых проекторов кинотеатрами, поскольку экономия была бы видна не им, а дистрибьюторским компаниям. Модель Virtual Print Fee (виртуальной платы за копию) была разработана для решения этой проблемы путем перераспределения части экономии кинотеатрам. В результате быстрого перехода на цифровую проекцию количество кинофильмов, демонстрируемых в кинотеатрах, сокращается. По состоянию на 4 мая 2014 года в Соединенных Штатах на цифровой формат было переведено 37 711 экранов (из общего числа 40 048), в Канаде – 3013 экранов, а на международном уровне – 79 043 экрана. Фильм "Объединение" снят Бернаром Паушоном, Аленом Лоренцем, Рэймондом Мелвигом и Филиппом Бинантом.

Прямая трансляция в кинотеатры или кинотеатры для мероприятий

Цифровые кинотеатры могут осуществлять прямые трансляции спектаклей и мероприятий. Это началось с прямых трансляций из нью-йоркской Метрополитен-оперы, регулярно демонстрировавших прямые эфиры в кинотеатрах, и с тех пор получило широкое распространение. Ведущими странами, предоставляющими контент, являются Великобритания, США, Франция и Германия. Королевский оперный театр, Сиднейский оперный театр, Английская национальная опера и другие обнаружили, что новые и вернувшиеся зрители восхищены деталями, предлагаемыми прямой цифровой трансляцией с использованием ручных камер и камер на кранах, расположенных по всему залу, чтобы запечатлеть эмоции, которые можно упустить при посещении мероприятия вживую. Кроме того, все эти поставщики предлагают дополнительную ценность во время антрактов, например, интервью с хореографами, актерами и экскурсии за кулисы, которые не были бы доступны при посещении мероприятия вживую. К другим прямым трансляциям относятся театральные постановки от NT Live, Branagh Live, Королевской шекспировской компании, Шекспировского театра «Глобус», Королевского балета, Мариинского балета, Большого балета и Берлинского филармонического оркестра. За последние десять лет это первоначальное предложение в области искусства расширилось и включило в себя живые и записанные музыкальные мероприятия, такие как Take That Live, One Direction Live, Andre Rieu, живые мюзиклы, такие как недавняя постановка «Мисс Сайгон», и установивший рекорд «Билли Эллиот Live In Cinemas». Прямые спортивные трансляции, документальные фильмы с интерактивной сессией вопросов и ответов, такие как недавний фильм об Oasis, лекции, религиозные трансляции, стендап-комедия, выставки в музеях и галереях, телевизионные специальные выпуски, такие как юбилейный эпизод «Доктора Кто» «The Day Of The Doctor», установивший рекорд, – все это способствовало созданию ценного источника дохода для кинотеатров любого размера по всему миру. Впоследствии прямые трансляции, ранее известные как «Альтернативный контент», стали называться «Кинособытиями», и для этой цели была создана отраслевая ассоциация. Спустя десять лет этот сектор стал значительным источником дохода, завоевав лояльную аудиторию среди поклонников искусства, а разнообразие контента ограничивается лишь воображением создателей. Театр, балет, спорт, выставки, телевизионные специальные выпуски и документальные фильмы теперь являются устоявшимися формами «Кинособытий». По мировым оценкам, к 2019 году объем индустрии «Кинособытий» мог достичь 1 миллиарда долларов. В настоящее время «Кинособытия» составляют в среднем от 1 до 3% от общего кассового сбора кинотеатров по всему миру, но, по имеющимся данным, некоторые кинотеатры приписывают им до 25%, 48% и даже 51% (кинотеатр Rio Bio в Стокгольме) от общего кассового сбора. Ожидается, что в конечном итоге «Кинособытия» будут составлять около 5% от общего объема кассовых сборов во всем мире. В период с 2013 по 2015 год в сфере «Кинособытий» было установлено и побито шесть мировых рекордов, среди заметных успехов – «Доктор Кто» (10,2 млн долларов за три дня в прокате, трансляция шла одновременно и по общедоступному телевидению), «Помпеи в прямом эфире» Британского музея, «Билли Эллиот», Andre Rieu, One Direction, «Ричард III» Королевской шекспировской компании. «Кинособытия» определяются скорее частотой проведения мероприятий, чем самим контентом. Обычно «Кинособытия» демонстрируются в кинотеатрах в менее загруженные дни недели, такие как понедельник-четверг днем/вечером, и характеризуются показом «Только одну ночь», за которым, если мероприятие прошло успешно и было распродано, следуют один или несколько повторных показов («Encore») через несколько дней или недель. Иногда более успешные мероприятия возвращаются в кинотеатры спустя несколько месяцев или даже лет, как это происходит с NT Live, где лояльность аудитории и узнаваемость бренда настолько высоки, что владелец контента может быть уверен в хороших кассовых сборах.

Digital cinemas can deliver live broadcasts from performances or events. This began initially with live broadcasts from the New York Metropolitan Opera delivering regular live broadcasts into cinemas and has been widely imitated ever since. Leading territories providing the content are the UK, the US, France and Germany. The Royal Opera House, Sydney Opera House, English National Opera and others have found new and returning audiences captivated by the detail offered by a live digital broadcast featuring handheld and cameras on cranes positioned throughout the venue to capture the emotion that might be missed in a live venue situation. In addition these providers all offer additional value during the intervals e. g. interviews with choreographers, cast members, a backstage tour which would not be on offer at the live event itself. Other live events in this field include live theatre from NT Live, Branagh Live, Royal Shakespeare Company, Shakespeare's Globe, the Royal Ballet, Mariinsky Ballet, the Bolshoi Ballet and the Berlin Philharmoniker. In the last ten years this initial offering of the arts has also expanded to include live and recorded music events such as Take That Live, One Direction Live, Andre Rieu, live musicals such as the recent Miss Saigon and a record breaking Billy Elliot Live In Cinemas. Live sport, documentary with a live question and answer element such as the recent Oasis documentary, lectures, faith broadcasts, stand up comedy, museum and gallery exhibitions, TV specials such as the record breaking Doctor Who fiftieth anniversary special The Day Of The Doctor, have all contributed to creating a valuable revenue stream for cinemas large and small all over the world. Subsequently, live broadcasting, formerly known as Alternative Content, has become known as Event Cinema and a trade association now exists to that end. Ten years on the sector has become a sizeable revenue stream in its own right, earning a loyal following amongst fans of the arts, and the content limited only by the imagination of the producers it would seem. Theatre, ballet, sport, exhibitions, TV specials and documentaries are now established forms of Event Cinema. Worldwide estimations put the likely value of the Event Cinema industry at $1bn by 2019. Event Cinema currently accounts for on average between 1 3% of overall box office for cinemas worldwide but anecdotally it's been reported that some cinemas attribute as much as 25%, 48% and even 51% (the Rio Bio cinema in Stockholm) of their overall box office. It is envisaged ultimately that Event Cinema will account for around 5% of the overall box office globally. Event Cinema saw six worldwide records set and broken over from 2013 to 2015 with notable successes Dr Who ($10.2m in three days at the box office event was also broadcast on terrestrial TV simultaneously), Pompeii Live by the British Museum, Billy Elliot, Andre Rieu, One Direction, Richard III by the Royal Shakespeare Company. Event Cinema is defined more by the frequency of events rather than by the content itself. Event Cinema events typically appear in cinemas during traditionally quieter times in the cinema week such as the Monday Thursday daytime/evening slot and are characterised by the One Night Only release, followed by one or possibly more 'Encore' releases a few days or weeks later if the event is successful and sold out. On occasion more successful events have returned to cinemas some months or even years later in the case of NT Live where the audience loyalty and company branding is so strong the content owner can be assured of a good showing at the box office.

Плюсы

Цифровое создание декораций и локаций, особенно в эпоху расширения киносерий и сиквелов, позволяет легко возобновить использование виртуальных декораций, однажды сгенерированных компьютером и сохраненных, для последующих фильмов. Поскольку цифровые изображения фильмов хранятся как файлы данных на жестком диске или флэш-памяти, можно выполнять различные виды монтажа, изменяя лишь несколько настроек на монтажном пульте, а структура кадра формируется виртуально в памяти компьютера. Широкий спектр эффектов можно быстро и просто протестировать, без физических ограничений, присущих традиционному склеиванию и монтажу. С точки зрения зрителя, цифровые копии не изнашиваются от количества показов. В отличие от пленки, здесь нет механизма проекции или ручного обращения, которые могли бы привести к появлению царапин или других физических дефектов. Кинотеатры в небольших городах, которые раньше получали старые копии, теперь могут предложить зрителям такое же качество изображения (при прочих равных условиях), как и на премьерном показе. Использование нелинейных монтажных систем (NLE) в кино позволяет выполнять монтаж неразрушающим образом, не удаляя исходные кадры.

Минусы

Ряд известных режиссеров, включая Кристофера Нолана, Пола Томаса Андерсона, Дэвида О. Рассела и Квентина Тарантино, заявили, что хотя цифровая проекция обеспечивает гораздо более четкое изображение, чем пленка, если фильм изначально снимался в цифровом формате, она "уступает" при конвертации в цифровой вид. Стивен Спилберг на определенном этапе пытался выпустить "Индиану Джонса и Королевство хрустального черепа" исключительно на пленке. Пол Томас Андерсон недавно смог создать 70-мм пленки для своего фильма "Мастер".

A number of high profile film directors, including Christopher Nolan, Paul Thomas Anderson, David O. Russell and Quentin Tarantino Steven Spielberg has stated that though digital projection produces a much better image than film if originally shot in digital, it is "inferior" when it has been converted to digital. He attempted at one stage to release Indiana Jones and the Kingdom of the Crystal Skull solely on film. Paul Thomas Anderson recently was able to create 70 mm film prints for his film The Master
Film critic Roger Ebert criticized the use of DCPs after a cancelled film festival screening of Brian DePalma's film Passion at New York Film Festival as a result of a lockup due to the coding system. The theoretical resolution of 35 mm film is greater than that of 2K digital cinema. 2K resolution (2048×1080) is also only slightly greater than that of consumer based 1080p HD (1920x1080). However, since digital post production techniques became the standard in the early 2000s, the majority of movies, whether photographed digitally or on 35 mm film, have been mastered and edited at the 2K resolution. Moreover, 4K post production was becoming more common as of 2013. As projectors are replaced with 4K models the difference in resolution between digital and 35 mm film is somewhat reduced. Digital cinema servers utilize far greater bandwidth over domestic "HD", allowing for a difference in quality (e. g., Blu ray colour encoding 4:2:0 48 Mbit/s MAX datarate, DCI D Cinema 4:4:4 250 Mbit/s 2D/3D, 500 Mbit/s HFR3D). Each frame has greater detail. Owing to the smaller dynamic range of digital cameras, correcting poor digital exposures is more difficult than correcting poor film exposures during post production. A partial solution to this problem is to add complex video assist technology during the shooting process. However, such technologies are typically available only to high budget production companies. A theater can purchase a film projector for as little as $10,000 (though projectors intended for commercial cinemas cost two to three times that; to which must be added the cost of a long play system, which also costs around $10,000, making a total of around $30,000–$40,000) from which they could expect an average life of 30–40 years. By contrast, a digital cinema playback system—including server, media block, and projector—can cost two to three times as much, and would have a greater risk of component failure and obsolescence. (In Britain the cost of an entry level projector including server, installation, etc., would be £31,000 [$50,000].) Archiving digital masters has also turned out to be both tricky and costly. In a 2007 study, the Academy of Motion Picture Arts and Sciences found the cost of long term storage of 4K digital masters to be "enormously higher—up to 11 times that of the cost of storing film masters." This is because of the limited or uncertain lifespan of digital storage: No current digital medium—be it optical disc, magnetic hard drive or digital tape—can reliably store a motion picture for as long as a hundred years or more (a timeframe for film properly stored). The short history of digital storage media has been one of innovation and, therefore, of obsolescence. Archived digital content must be periodically removed from obsolete physical media to up to date media. The expense of digital image capture is not necessarily less than the capture of images onto film; indeed, it is sometimes greater.

Кинокритик Роджер Эберт критиковал использование DCP после отмены показа фильма Брайана Де Пальмы "Страсть" на кинофестивале в Нью-Йорке из-за блокировки, вызванной системой кодирования. Теоретическое разрешение 35-мм пленки выше, чем у цифрового кино 2K. Разрешение 2K (2048×1080) лишь незначительно превосходит разрешение потребительского HD 1080p (1920x1080). Однако, с тех пор как в начале 2000-х годов цифровой постпродакшн стал стандартом, большинство фильмов, снятых как в цифровом формате, так и на 35-мм пленке, монтируются и обрабатываются в разрешении 2K. Более того, к 2013 году постпродакшн в 4K становился все более распространенным. По мере замены проекторов на модели 4K разница в разрешении между цифровым и 35-мм кино несколько уменьшается. Серверы цифрового кино используют значительно большую пропускную способность по сравнению с домашним "HD", что обеспечивает разницу в качестве (например, цветовое кодирование Blu-ray 4:2:0 48 Мбит/с, максимальная скорость передачи данных, DCI D Cinema 4:4:4 250 Мбит/с 2D/3D, 500 Мбит/с HFR3D). Каждый кадр обладает большей детализацией. Из-за меньшего динамического диапазона цифровых камер исправление недоэкспонированных или переэкспонированных цифровых кадров сложнее, чем исправление аналогичных проблем с пленкой во время постпродакшна. Частичным решением этой проблемы является использование сложной технологии видеоассистенции в процессе съемки. Однако такие технологии обычно доступны только крупным производственным компаниям. Кинотеатр может приобрести кинопроектор всего за 10 000 долларов (хотя проекторы, предназначенные для коммерческих кинотеатров, стоят в два-три раза дороже; к этой сумме необходимо добавить стоимость системы длительного проката, которая также стоит около 10 000 долларов, что в общей сложности составляет около 30 000–40 000 долларов), и рассчитывать на средний срок службы 30–40 лет. В отличие от этого, система цифрового кинотеатра, включающая сервер, медиа-блок и проектор, может стоить в два-три раза дороже и имеет более высокий риск отказа компонентов и устаревания. (В Великобритании стоимость проектора начального уровня, включая сервер, установку и т. д., составляет 31 000 фунтов стерлингов [50 000 долларов США].) Архивирование цифровых мастер-копий также оказалось сложной и дорогостоящей задачей. В исследовании 2007 года Академия кинематографических искусств и наук установила, что стоимость долгосрочного хранения 4K цифровых мастер-копий "значительно выше – до 11 раз по сравнению со стоимостью хранения киномастер-копий". Это связано с ограниченным или неопределенным сроком службы цифровых носителей: ни один современный цифровой носитель – будь то оптический диск, магнитный жесткий диск или цифровая лента – не может надежно хранить фильм в течение ста лет или более (срок, при котором пленка, хранящаяся должным образом, сохраняет качество). Короткая история цифровых носителей характеризуется инновациями и, следовательно, устареванием. Заархивированный цифровой контент необходимо периодически переносить с устаревших физических носителей на современные. Расходы на цифровую съемку не обязательно ниже, чем на съемку на пленку; более того, иногда они даже выше.