Вращающийся дисковый затвор в кинокамерах

Введение

Роторный дисковый затвор – это тип затвора. Он особенно часто используется в кинокамерах. Роторные затворы представляют собой полукруглые диски, вращающиеся перед кадровым окном, попеременно пропуская свет от объектива на плёнку или перекрывая его.

Подробности

Ротационные затворы представляют собой полукруглые диски, вращающиеся перед фильмовым воротом, попеременно пропуская свет от объектива на пленку или блокируя его. При блокировании света экспонированная часть пленки продвигается, а на ее место перемещается новый, неэкспонированный кадр. Затем вращающийся диск экспонирует новый кадр пленки. Свойства светочувствительной пленки требуют наличия затвора, блокирующего свет и предотвращающего "смазывание" изображения при перемещении пленки в камере. Цифровые сенсоры не нуждаются в ротационном затворе, хотя некоторые высококлассные цифровые кинокамеры все же оснащены ими. Некоторые ротационные затворы используют зеркала (или зеркальные поверхности), так что в "закрытом" положении затвора свет от объектива перенаправляется в систему визирования, позволяя оператору просматривать, кадрировать и фокусировать изображение, точно так же, как его видит пленка. На более продвинутых камерах можно регулировать открытую часть затвора. Эта настройка затвора называется "угол затвора". Регулировка угла затвора контролирует долю времени, в течение которого пленка подвергается воздействию света в течение каждого интервала кадра. Угол затвора пропорционален времени экспозиции каждого кадра пленки.

Основная причина, по которой операторы-постановщики регулируют угол затвора, – это контроль количества размытия в движении, которое фиксируется в каждом последующем кадре пленки. Малый угол затвора ограничивает размытие в движении, а большой – позволяет ему быть более выраженным. Угол затвора в 180° считается нормальным. Например, при частоте 24 кадра в секунду значение "интервала кадра" составляет 0,04167 секунды (= 1/24). Использование "времени экспозиции" 1/50 секунды дает угол затвора 173°, что очень близко к 180° (нормальное размытие в движении). Малые углы затвора создают эффект прерывистой покадровой анимации, который стал популярен в боевиках и военных фильмах. В частности, малые углы затвора используются для съемки частиц, летящих в воздухе, например, грязи от взрыва миномёта. В большинстве плёночных камер угол затвора изменяется путем снятия объектива и регулировки затвора специальным инструментом. Это невозможно сделать во время работы камеры. Некоторые камеры, такие как Arriflex 435ES, могут изменять угол затвора во время съемки. Это иногда называют электронным затвором. Электронный затвор может компенсировать изменение экспозиции, вызванное изменением скорости, не меняя диафрагму и не влияя на глубину резкости. Возможны и другие типы регулировки затвора, такие как затвор с фазовым сдвигом и мерцающий затвор. Обычно пленка удерживается неподвижно в воротах во время экспонирования. Специальные настройки затвора позволяют экспонировать пленку, пока механизм камеры фактически перемещает пленку к следующему кадру. В фильме "Спасти рядового Райана" оператор-постановщик Януш Каминский использовал такую настройку затвора, чтобы придать своему фильму вид новостных съемок Второй мировой войны. Ранее этот эффект можно было достичь только путем преднамеренной неправильной настройки ремня синхронизации механизма продвижения пленки в камере. Однако несколько производителей теперь предлагают аксессуары для электронного управления фазовым соотношением механизмов затвора и продвижения пленки. Одним из таких устройств является Timing Shift Box, доступный для вышеупомянутой серии ARRI 435.

The primary reason that cinematographers adjust the shutter angle is to control the amount of motion blur that is recorded on each successive frame of film. A tight shutter angle will constrict motion blur. A wide shutter angle will allow it. A 180° shutter angle is considered normal. So for instance, at 24 fps the "frame Interval" value is 0.04167 second ( = 1 / 24 ). Using an "exposure time" of 1/50 second gives a shutter angle value of 173°, very close to 180° (normal motion blur effect). Tight shutters create a stuttering stop motion animation look that has become popular in action and war films. In particular, tight shutters are used to capture particles flying through the air, such as dirt from an exploding mortar. On most film cameras the shutter angle is changed by removing the lens and adjusting the shutter with a special tool. This cannot be done while the camera is operating. Some cameras such as the Arriflex 435ES can modify their shutter angle during the shot. This is sometimes referred to as an electronic shutter. An electronic shutter can compensate for the exposure change caused by a speed ramp without changing the aperture and affecting depth of field. Other types of shutter adjustments, such as an out of phase shutter and a fluttering shutter, are also possible. Normally the film is held steady in the gate whenever it is exposed to light. Special shutter adjustments allow the film to be exposed while the camera mechanism is actually moving the film to the next frame. In the film Saving Private Ryan, cinematographer Janusz Kamiński used such a shutter adjustment to give his film the look of World War II newsreel photography. Previously, this effect could only be achieved by purposefully mis adjusting the timing belt of the film advance mechanism in the camera. However, several manufacturers now provide accessories to electronically control the phase relationship of the shutter and film advance mechanisms. One such device is the Timing Shift Box available for the above mentioned ARRI 435 series.

Электронный эквивалент

Многие видеокамеры также предоставляют возможность регулировать затвор. В большинстве случаев камера не имеет настоящего механического затвора. Вместо этого эта настройка контролирует время, в течение которого электронный сенсор собирает свет для создания каждого последующего изображения. Поскольку электронным камерам не требуется механически перемещать плёнку, затвор может быть открыт почти на протяжении всего времени каждого кадра. При частоте 24 кадра в секунду можно экспонировать кадр почти в течение 1/24 секунды, добиваясь более выраженного размытия в движении, которое было бы невозможно получить на плёнке при синхронной записи звука. Более того, затвор может быть открыт на несколько кадров, что значительно превышает возможности затвора с углом 360°. Например, в камере Sony PD170 затвор можно установить до 1/3 секунды, накапливая свет в течение 10 кадров (при частоте кадров примерно 30 кадров из 60 полукадров в секунду для NTSC-версии камеры и 25 из 50 для PAL-версии).

Термин «электронный затвор» часто используется для описания электронного процесса управления временем экспозиции на светочувствительном сенсоре. Этот же термин применяется и к плёночным камерам для обозначения механического вращающегося затвора, который может электронно регулировать угол открытия затвора во время съёмки.

Роторные жалюзи на неподвижных камерах

Хотя подавляющее большинство роторных затворов традиционно использовалось в кинокамерах (а также проекторах), некоторые фотокамеры также применяли этот тип затвора, в частности дальномер Univex Mercury и зеркально-рефлекторная камера Olympus Pen F. Обе эти камеры были полукадровыми 35-мм камерами (размер кадра 18 x 24 мм). Роторный затвор оказался очень простым в изготовлении, точным и надежным в этих моделях. Однако, в случае с Univex, он привел к появлению весьма необычного "выступа" на верхней панели камеры, необходимого для размещения диска затвора.