Кинематографическая техника управления движением камеры

Введение

Техника фотографии, при которой положение и движение камеры точно контролируются.

Фотосъемка с контролем движения — это техника, используемая в статической и динамической фотографии, позволяющая точно контролировать и, при необходимости, повторять движения камеры. Она может использоваться для облегчения создания специальных эффектов. Процесс может включать съемку нескольких элементов с использованием одного и того же движения камеры, а затем объединение этих элементов в единое изображение. Часто вместе с контролем движения используются и другие эффекты, такие как хромакей, для упрощения процесса объединения. Камеры с контролем движения также применяются в статической фотографии с объединением или без него, например, при длительных экспозициях движущихся транспортных средств. Современные компьютерные технологии позволяют обрабатывать запрограммированное движение камеры, например, масштабировать его для элементов разных размеров. Распространенные области применения этого процесса включают съемку миниатюр, либо для объединения нескольких миниатюр, либо для объединения миниатюр с полноразмерными элементами. Этот процесс также часто используется, когда требуется дублирование элемента, который невозможно физически воспроизвести; контроль движения является основным методом создания нескольких экземпляров одного и того же актера в кадре с движением камеры. В этом случае камера обычно снимает абсолютно одинаковое движение в одном и том же месте, пока актер выполняет разные действия. Иногда также снимается чистый дубль (без актера в кадре), чтобы предоставить специалистам по композитингу эталон, показывающий, какие части кадра отличаются в каждом дубле. В профессиональном кинематографе это также известно как съемка "плашки". В современном кино эталонный дубль также полезен для цифровой обработки кадров или добавления цифровых элементов. Простой дублирующий кадр ограничивает каждую "копию" элемента одной частью экрана. Объединение кадров становится гораздо сложнее, когда дублирующиеся элементы пересекаются, хотя цифровые технологии упростили эту задачу. С этой техникой иногда используются различные базовые приемы работы с камерой, например, рука дублера появляется в кадре, чтобы взаимодействовать с актером, в то время как рука дубликата должна находиться за пределами кадра. Для обеспечения возможности объединения элементы фона сцены должны оставаться неизменными между дублями, поэтому все подвижные объекты необходимо фиксировать. Чистый эталонный дубль может помочь устранить любые расхождения между другими кадрами. Аналогичная технология, используемая в современном кинопроизводстве, позволяет камере записывать свое точное движение во время съемки, чтобы это движение можно было воспроизвести на компьютере при создании компьютерной графики для того же кадра.

Motion control photography is a technique used in still and motion photography that enables precise control of, and optionally also allows repetition of, camera movements. It can be used to facilitate special effects photography. The process can involve filming several elements using the same camera motion, and then compositing the elements into a single image. Other effects are often used along with motion control, such as chroma key to aid the compositing. Motion control camera rigs are also used in still photography with or without compositing; for example in long exposures of moving vehicles. Today's computer technology allows the programmed camera movement to be processed, such as having the move scaled up or down for different sized elements. Common applications of this process include shooting with miniatures, either to composite several miniatures or to composite miniatures with full scale elements. The process is also commonly used when duplication of an element which cannot be physically duplicated is required; motion control is the primary method of featuring multiple instances of the same actor in a shot that involves camera movement. For this technique, the camera typically films exactly the same motion in exactly the same location while the actor performs different parts. A blank take (with no actor in the shot) is sometimes also taken to give compositors a reference of what parts of the shot are different in each take. This, in common film making language, is also known as shooting a "plate". In today's film, the reference take is also useful for digital manipulation of the shots, or for adding digital elements. A simple duplication shot confines each "copy" of an element to one part of the screen. It is far more difficult to composite the shots when the duplicate elements cross paths, though digital technology has made this easier to achieve. Several basic camera tricks are sometimes utilized with this technique, such as having the hand of a body double enter a shot to interact with the actor while the duplicate's arm is to be off screen. For the sake of compositing, the background elements of the scene must remain identical between takes, requiring anything movable to be locked down; the blank reference take can aid in resolving any discrepancies between the other shots. Similar technology in modern film allows for a camera to record its exact motion during a shot so that the motion can be duplicated by a computer in the creation of computer generated elements for the same shot.

История

Моделирование для создания декораций давно используется в киноиндустрии, но когда модель слишком мала, она часто теряет иллюзию и становится "очевидно моделью". Решение этой проблемы путем создания более крупной модели приводит к дилемме: более крупные модели сложнее строить и часто слишком хрупки для плавного перемещения. Решение заключается в перемещении камеры, а не модели, и появление компактных и легких 35-мм камер сделало возможным машинное управление движением. Управление движением также требует контроля над другими параметрами съемки, такими как частота кадров, фокусировка и выдержка. Изменяя частоту кадров и глубину резкости, можно заставить модели казаться намного больше, чем они есть на самом деле, а скорость движения камеры можно соответственно увеличивать или уменьшать. Первые эксперименты с управлением движением появились, когда Джон Уитни разработал несколько техник движения, используя старые аналоговые компьютеры для управления огнями и освещенными объектами (Kerrison Predictor), подключенные к сервоприводам. Его фильм "Каталог" (1961) и фильм его брата Джеймса Уитни "Лапис" (1966) были созданы с использованием новаторской системы управления движением Джона. Фильм 1968 года "2001 год: Космическая одиссея" стал пионером в области управления движением в двух аспектах. Съемка моделей для фильма проводилась с использованием больших механических установок, обеспечивающих точное и повторяемое движение камеры и моделей. Финал фильма был создан с помощью механически управляемой щелевой съемки, которая требовала точного контроля движения камеры во время экспонирования отдельных кадров. Первое масштабное применение управления движением было в фильме "Звездные войны" (1977), где цифровая камера, известная как Dykstraflex, выполняла сложные и повторяющиеся движения вокруг неподвижных моделей космических кораблей. Это позволило добиться большей сложности в сценах космических сражений, поскольку отдельные отснятые элементы (космические корабли, фоны и т. д.) могли быть лучше скоординированы друг с другом с минимальными погрешностями. В Великобритании компания The Moving Picture Company первой создала практичную систему управления движением. Она была спроектирована и построена собственными силами в 1981 году и использовала операционную систему IMC для управления различными осями движения. Питер Трукель, первый внутренний супервайзер VFX в MPC, управлял ею несколько лет, прежде чем уйти, чтобы построить карьеру успешного режиссера рекламных роликов. Одновременный рост мощности и доступности компьютерной графики в 21 веке, а также способность специалистов по CGI воспроизводить даже движение камеры с рук (см. Match moving), первоначально снизили популярность использования фотографии с управлением движением. Однако кинопродюсеры и режиссеры осознали экономическую выгоду использования управления движением для достижения эффектов надежным и реалистичным способом. CGI все еще сложно добиться 100% фотореалистичности, а время и стоимость создания фотореалистичных кадров значительно превышают стоимость съемки живого действия. С возрождением 3D как формата, управление движением также играет важную роль, особенно в производстве 3D-фоновых планов на уменьшенных декорациях. Используя камеры высокого разрешения, можно легко снимать фоны для последующего использования с живым действием и CGI-анимацией персонажей.

Modelmaking for scenery has long been used in the film industry, but when a model is too small it often loses its illusion and becomes "obviously a model". Solving this by building a larger model introduces a dilemma: larger models are more difficult to build and often too fragile to move smoothly. The solution is to move the camera, rather than the model, and the advent of compact lightweight 35mm cameras has made machine controlled motion control feasible. Motion control also requires control over other photographic elements, such as frame rates, focus, and shutter speeds. By changing the frame rates and the depth of field, models can seem to be much larger than they actually are, and the speed of the camera motion can be increased or decreased accordingly. Early attempts at motion control came about when John Whitney pioneered several motion techniques using old anti aircraft analog computers (Kerrison Predictor) connected to servos to control the motion of lights and lit targets. His film Catalog (1961) and his brother James Whitney's film Lapis (1966) were both achieved with John's pioneering motion control system. The 1968 film 2001: A Space Odyssey pioneered motion control in two respects. The film's model photography was conducted with large mechanical rigs that enabled precise and repeatable camera and model motion. The film's finale was created with mechanically controlled slit scan photography, which required precise camera motion control during the exposure of single frames. The first large scale application of motion control was in Star Wars (1977), where a digitally controlled camera known as the Dykstraflex performed complex and repeatable motions around stationary spaceship models. This enabled a greater complexity in the spaceship battle sequences, as separately filmed elements (spaceships, backgrounds, etc.) could be better coordinated with one another with greatly reduced error. In the UK The Moving Picture Company had the first practical motion control rig. Designed and built in house in 1981, it used the IMC operating system to control its various axes of movement. Peter Truckel, MPC's first in house VFX supervisor, operated it for several years before leaving to pursue a career as a successful commercials director. The simultaneous increase in power and affordability of computer generated imagery in the 21st century, and the ability for CGI specialists to duplicate even hand held camera motion (see Match moving), initially made the use of motion control photography less common. However film producers and directors have come to realise the cost saving benefit of using motion control to achieve the effects in a reliable and realistic way. CGI still struggles to be 100% photorealistic, and the time and cost to achieve photo realistic shots far exceeds the cost of shooting the live action itself. With the resurgence of 3D as a medium motion control has also an important role to play, especially in the production of 3D background plates on scaled sets. Using high resolution still cameras, backgrounds can be easily shot for further use with live action and CGI character animation.