Введение
Высокое движение – это характеристика видео- или киноматериалов, отображаемых с достаточно высокой частотой кадров (или полукадров), при которой движущиеся объекты не размываются и не мерцают даже при пристальном наблюдении. Наиболее распространенными примерами высокого движения являются видеосигналы NTSC и PAL (то есть, "обычное телевидение") с их родными частотами обновления. Кинопленка (при стандартной частоте 24 кадра в секунду) не демонстрирует эффект высокого движения, даже при просмотре на телевизионных мониторах.
История
В начале 20-го века, когда был разработан 35-мм кинофильм, продюсеры обнаружили, что 18–24 кадра в секунду было достаточно для отображения движения в кинотеатре. Мерцание все еще оставалось проблемой при этих частотах, но проекторы решали ее, проецируя каждый кадр дважды, тем самым создавая частоту обновления 36–48 Гц без чрезмерного расхода пленки. Однако, когда появилось телевидение, не было способа захватить видеокадр и проецировать его дважды. Решением стала развертка, которая имела побочный эффект – зрителю демонстрировалось 50–60 изображений в секунду. Телевизионные продюсеры обнаружили, что эти более высокие частоты кадров позволяли снимать кадры, которые были бы неприемлемы для кино. Панорамирование камеры и прокрутка текста могли выполняться быстрее. Съемка с рук казалась менее заметной, и, что самое важное, спортивные сцены были гораздо четче, особенно когда необходимо было следить за мячом.
Определение высокого движения
Не существует широко используемых систем визуализации, работающих с частотой кадров выше 30 кадров/с, но ниже 48 Гц, поэтому 48 Гц и выше фактически являются стандартом для отображения быстрого движения. Эффекты быстрого движения могут быть уменьшены или устранены задержкой при преобразовании видеосигнала NTSC в PAL или наоборот (это особенно заметно при освещении международных спортивных мероприятий, таких как Олимпийские игры или Чемпионат мира по футболу). Однако, более современные адаптивные преобразователи движения позволяют минимизировать этот эффект. Исследования Showscan показывают, что в среднем 66,7 кадров в секунду – это предел восприятия человеческой зрительной системой, и увеличение частоты кадров выше этого значения не оказывает дополнительного эффекта, за исключением снижения мерцания. (См. частота обновления).
Высокоскоростное движение и "видео-воззрение"
До конца 1990-х годов видеозаписи всегда отличались повышенной плавностью движения, в то время как фильмы – никогда. (Исключения составляли некоторые симуляторы движения и аттракционы в парках развлечений, где использовалась пленка, проецируемая со скоростью 48–60 кадров в секунду, а также видео, записанное на киноплёнку, терявшее свою характерную плавность.) В результате, повышенная плавность движения ассоциировалась с новостными репортажами и недорогими программами, такими как мыльные оперы и некоторые комедийные сериалы. Более дорогие телевизионные программы обычно снимались на пленку. В 1950-х годах, когда Голливуд экспериментировал с более высокой частотой кадров в фильмах (например, в процессе Todd AO), некоторые критиковали получившуюся картинку, напоминающую видео (хотя более серьезной проблемой была невозможность перевода таких фильмов в формат, подходящий для показа в обычных кинотеатрах). Повышенную плавность движения часто критикуют за то, что она разрушает эффект присутствия и напоминает зрителю, что он смотрит на игру актеров. Некоторые считают это неотъемлемым преимуществом более низкой частоты кадров, в то время как другие полагают, что это связано с тем, что повышенная плавность движения исторически была доступна только в тех программах, которые наименее способны использовать возможности кинематографа в художественных целях, а также с эволюцией актерской игры, сформированной отсутствием повышенной плавности. В регионах, где более распространено использование повышенной плавности в драматических постановках, например, в Великобритании, зрители обычно более терпимо относятся к такому виду изображения.
Влияние новых технологий
В середине и конце 2000-х годов цифровые видеотехнологии сделали возможным снимать видео с частотой 24 кадра/с, имитирующей "киношный" вид, практически без дополнительных затрат. Это привело к уменьшению эффекта повышенной плавности движения на телевидении и в интернете, в приложениях для обмена видео, таких как YouTube, в начале и середине 2010-х годов. Появление цифровых проекторов в кинотеатрах открывает возможность того, что голливудские фильмы в будущем смогут использовать высокую частоту кадров – возможно, в боевиках, чередующихся с 24 кадрами/с в неэкшеновых сценах. Формат пленки MaxiVision48 на 3 перфорации способствует этому, позволяя переключаться между 24 и 48 кадрами/с непосредственно во время проекции. Однако формат 3 перфорации не получил широкого распространения в качестве формата проекции. Трилогия фильмов о Хоббите режиссера Питера Джексона была снята с частотой 48 кадров/с с использованием системы видеокамер Red Digital Cinema Epic. Многие экшн-камеры 2010-х годов снимают видео с высокой частотой кадров. GoPro, Sony и другие производители экшн-камер записывают видео в разрешении 1080p и 2.7k при 120 кадрах/с, 720p и 1080p при 240 кадрах/с и 4k при 60 кадрах/с. Хотя эти видеоформаты изначально разрабатывались для замедленной съемки, камеры обычно записывают видео в высоком разрешении с очень высокой частотой кадров и чистым звуком. Наряду с экшн-камерами, игровые мониторы часто имеют высокую частоту обновления, достигающую 240 Гц к 2017 году, хотя стандарт обычно составляет 144 Гц. Это означает, что игровые дисплеи могут отображать видео, снятое с высокой частотой кадров, и воспроизводить его в реальном времени с правильной частотой кадров, до 240 кадров/с, обеспечивая эффект высокой плавности движения. Человеческий глаз способен воспринимать от 480 до 4000 кадров/с и воспринимать это как полностью реалистичное или захватывающее изображение. Хотя 120 кадров/с выглядят "реалистично", все еще может быть заметен стробоскопический эффект, который также наблюдается на мониторах с частотой 60 Гц при воспроизведении видео с 60 кадрами/с, а иногда и чрезмерное размытие движения, в зависимости от используемой камеры и скорости затвора. В противном случае, видео с частотой кадров выше 200 кадров/с предпочтительнее, поскольку оно выглядит более плавным и реалистичным естественным образом или путем изменения скорости затвора с помощью ND-фильтра при частоте кадров от 50 до 120 кадров/с. В октябре 2014 года YouTube начал поддерживать контент с высокой частотой кадров (High Motion) и видео, загруженные до 2014 года, с частотой кадров выше 30 кадров/с, до 60 кадров/с.
Альтернативное использование термина
В контексте сжатия цифрового видео термин "высокое движение" иногда используется для описания видеоматериалов, в которых изменения между кадрами происходят настолько быстро, что методы прогнозирования движения оказываются неэффективными. В данной статье рассматривается исключительно определение высокой частоты кадров.