Введение

Кинокамера (также известная как плёночная камера и киносъёмочная камера) – это тип фотокамеры, предназначенный для съёмки фильмов. Она быстро делает последовательность снимков, либо на киноплёнку, либо на матрицу, для создания движущегося изображения, которое отображается на экране. В отличие от фотоаппарата, который делает один снимок за раз, кинокамера снимает серию изображений с помощью прерывистого механизма или электронным способом; каждое изображение представляет собой кадр фильма или видео. Эти кадры проецируются через кинопроектор или видеопроектор с определённой частотой кадров (количеством кадров в секунду), чтобы показать движущуюся картинку. При проецировании с достаточно высокой частотой кадров (24 кадра в секунду и более), инерция зрения позволяет глазам и мозгу зрителя воспринимать отдельные кадры как непрерывное движение.

История

Интересным предшественником кинокамеры был аппарат, изобретенный Фрэнсисом Рональдсом в обсерватории Кью в 1845 году. Фоточувствительная поверхность медленно перемещалась мимо апертурной диафрагмы камеры с помощью часового механизма, обеспечивая непрерывную запись в течение 12 или 24 часов. Рональдс использовал свои камеры для регистрации изменений в показаниях научных приборов, и они применялись в обсерваториях по всему миру более столетия. Хронофотографический пистолет был изобретен в 1882 году Этьеном Жюлем Мареем, французским ученым и хронофотографом. Он мог снимать 12 кадров в секунду и стал первым устройством, способным фиксировать движущиеся изображения на одной хрономатографической пластине с помощью металлического затвора. В 1876 году Уордсворт Донисторп предложил камеру для получения серии снимков на стеклянных пластинах, которые затем печатались на рулоне бумажной пленки. В 1889 году он запатентовал кинопленку, в которой пленка двигалась непрерывно. Еще одна пленочная камера была разработана во Франции Луи Ле Принсом в Англии в 1888 году. В 1887 году он построил 16-линзовую камеру в своей мастерской в Лидсе. Первые 8 линз срабатывали последовательно с помощью электромагнитного затвора на светочувствительной пленке, после чего пленка перемещалась вперед, позволяя другим 8 линзам работать. После многочисленных проб и ошибок ему удалось создать в 1888 году камеру с одним объективом, которую он использовал для съемки движущихся изображений на бумажной пленке, включая сцену в саду Раундхей и мост в Лидсе. В июне 1878 года Эдвард Муйбридж создал последовательную серию фотографий, используя батарею из 12 камер вдоль гоночной трассы на ферме Стэнфорда Пало-Альто (ныне кампус Стэнфордского университета). Затворы автоматически срабатывали, когда колесо повозки или грудь или ноги лошади задевали провода, подключенные к электромагнитной цепи. Другим пионером был британский изобретатель Уильям Фриз Грин. В 1887 году он начал экспериментировать с использованием бумажной пленки, пропитанной маслом для придания прозрачности, для записи движущихся изображений. Он также утверждал, что пытался использовать экспериментальный целлулоид, изготовленный при помощи Александра Паркса. В 1889 году Фриз Грин запатентовал кинопленку, способную делать до десяти кадров в секунду. Другая модель, построенная в 1890 году, использовала рулоны новой целлулоидной пленки Eastman, которую он перфорировал. Полный отчет о запатентованной камере был опубликован в британском журнале Photographic News 28 февраля 1890 года. Он неоднократно демонстрировал свои камеры и снятые на них фильмы, но никогда не показывал свои фильмы публично. В феврале 1890 года он также отправил детали своего изобретения американскому изобретателю Томасу Эдисону, которые также увидел Диксон (см. ниже). Уильям Кеннеди Лори Диксон, шотландский изобретатель и сотрудник Эдисона, разработал кинетограф в 1891 году. Камера приводилась в действие электродвигателем и могла снимать на новую перфорированную пленку. Для управления прерывистым движением пленки в камере, позволяя полосе останавливаться достаточно долго для полной экспозиции каждого кадра, а затем быстро перемещаться (примерно за 1/460 секунды) к следующему кадру, зубчатое колесо, зацепляющее полосу, приводилось в действие эскапментным диском – первой практической системой для высокоскоростного прерывистого движения пленки, которая стала основой для кинематографии следующего столетия. Камера Lumière Domitor, принадлежавшая братьям Огюсту и Луи Люмьер, была создана в 1894 году Шарлем Муассоном, главным механиком на заводе Люмьер в Лионе. Камера использовала бумажную пленку шириной 35 миллиметров, но в 1895 году братья Люмьер перешли на целлулоидную пленку, которую они приобрели у Celluloid Manufacturing Co. в Нью-Йорке. Они покрывали ее собственной эмульсией Etiquette bleue, разрезали на полосы и перфорировали. В 1894 году польский изобретатель Казимеж Прошинский сконструировал устройство, объединяющее проектор и камеру, которое он назвал плеографом.

Массовый рынок

Благодаря работам Ле Принса, Фризе Грина, Эдисона и братьев Люмьер, кинокамера стала практической реальностью к середине 1890-х годов. Вскоре были основаны первые фирмы по производству кинокамер, включая Birt Acres, Eugene Augustin Lauste, Dickson, Pathé frères, Prestwich, Newman & Guardia, de Bedts, Gaumont Démény, Schneider, Schimpf, Akeley, Debrie, Bell & Howell, Leonard Mitchell, Ertel, Ernemann, Eclair, Stachow, Universal, Institute, Wall, Lytax и многие другие. Аэроскоп был создан и запатентован в Англии в период 1909–1911 годов польским изобретателем Казимером Прожинским. Аэроскоп был первой успешной ручной кинокамерой. Оператору не нужно было вращать рукоятку для продвижения пленки, как во всех камерах того времени, поэтому он мог управлять камерой обеими руками, держа ее и контролируя фокусировку. Это позволило снимать с помощью Аэроскопа в сложных условиях, включая съемки с воздуха и для военных целей. Первой полностью металлической кинокамерой стала Bell & Howell Standard 1911 года. Одной из самых сложных моделей была Mitchell Technicolor Beam Splitting Three Strip Camera 1932 года. С ее помощью получали три цветоделенных негатива, используя пурпурный, зеленый и красный световые фильтры, последний из которых являлся частью одного из трех различных используемых материалов. В 1923 году Eastman Kodak представила 16-мм пленку, в основном как более доступную альтернативу 35-мм, и несколько производителей камер выпустили модели, чтобы воспользоваться новым рынком любительских кинематографистов. Несмотря на первоначальные опасения относительно более низкого качества по сравнению с 35-мм, 16-мм камеры продолжали производиться до 2000-х годов такими компаниями, как Bolex, Arri и Aaton.

Цифровые кинокамеры

Цифровые кинокамеры не используют аналоговую киноплёнку для захвата изображения, как это было принято с 1890-х годов. Вместо этого используется электронный сенсор изображения, а изображения обычно записываются на жесткие диски или флеш-память с использованием различных форматов захвата. Цифровые зеркальные камеры (DSLR), предназначенные для потребительского использования, также применялись в некоторых малобюджетных независимых проектах. С 2010-х годов цифровые кинокамеры стали доминирующим типом камер в киноиндустрии, применяясь в кино, телевизионных постановках и даже (в меньшей степени) в видеоиграх. В ответ на это режиссёр Мартин Скорсезе основал некоммерческую организацию The Film Foundation для сохранения использования киноплёнки в кинопроизводстве, поскольку многие кинематографисты считают, что DSLR-камеры не передают той глубины и эмоциональности, которую даёт киноплёнка. Среди других известных режиссёров, участвующих в работе организации, – Квентин Тарантино, Кристофер Нолан и многие другие.

Технические детали

Большинство оптических и механических элементов кинокамеры также присутствуют в кинопроекторе. Требования к натяжению пленки, приёмке, прерывистому движению, петлям и позиционированию рамки практически идентичны. Кинокамера не имеет источника освещения и хранит плёнку в светонепроницаемом корпусе. Также в камере предусмотрено управление экспозицией с помощью диафрагмы, расположенной на объективе. Правая сторона камеры часто называется ассистентами оператора "глухой стороной", поскольку на ней обычно отсутствуют индикаторы или отсчеты, а также доступ к траектории движения пленки и маркировка объектива на многих моделях. Более поздние модели оборудования во многом устранили эти недостатки, хотя доступ к механизму движения пленки с обеих сторон затруднён из-за основных требований к конструкции двигателя и электроники. Появление цифровых камер свело к минимуму вышеописанный механизм, устранив многие недостатки. Стандартная частота кадров для коммерческой звуковой киноплёнки составляет 24 кадра в секунду. Стандартная коммерческая (то есть, предназначенная для кинотеатров) ширина плёнки – 35 миллиметров, в то время как существует множество других форматов. Стандартные форматы изображения – 1.66, 1.85 и 2.39 (анаморфные). Видеосигнал NTSC (распространённый в Северной Америке и Японии) воспроизводится со скоростью 29.97 кадров в секунду, а PAL (распространённый в большинстве других стран) – со скоростью 25 кадров. Эти две телевизионные и видеосистемы также имеют разные разрешения и цветовые кодировки. Многие технические сложности, связанные с киноплёнкой и видео, возникают при преобразовании между различными форматами. Форматы изображения видео – 4:3 (1.33) для полноэкранного изображения и 16:9 (1.78) для широкоэкранного.

Многокамерные камеры

Несколько камер могут быть установлены рядом друг с другом для записи одного ракурса сцены, который повторяется на протяжении всего времени показа. Затем фильм проецируется одновременно либо на единый трехобразный экран (Cinerama), либо на несколько экранов, образующих полный круг, с зазорами между экранами, через которые проекторы освещают противоположные экраны. (См. Circle Vision 360°) В камерах, а также в зеркальных системах используются выпуклые и вогнутые зеркала.

Синхронизация звука

Одна из проблем в кинопроизводстве — синхронизация звукозаписи с изображением. Большинство плёночных камер не записывают звук напрямую; вместо этого звук захватывается отдельно с помощью прецизионного аудиоустройства (см. запись по двойной системе). Исключение составляют односистемные новостные кинокамеры, которые имели внутри камеры либо оптическую, либо, позднее, магнитную головку записи. Для оптической записи плёнка имела только один перфоратор, а область, где должен был располагаться второй ряд перфораторов, подвергалась воздействию контролируемого яркого света, который выжигал волнообразное изображение, впоследствии регулирующее прохождение света и воспроизведение звука. Для магнитной записи использовалась та же область одноперфораторной 16-мм плёнки, предварительно покрытой магнитной полосой. Между перфораторами и краем плёнки располагалась небольшая балансирующая полоса, компенсирующая толщину записывающей полосы для обеспечения равномерной намотки плёнки. Камеры для работы по двойной системе обычно классифицируются как "синхронные" или "несинхронные". Синхронные камеры используют двигатели с кварцевым управлением, обеспечивающие точную скорость движения плёнки. Кроме того, они сконструированы таким образом, чтобы быть достаточно тихими и не мешать записи звука на съёмочной площадке. Несинхронные или "MOS" камеры не обладают этими характеристиками; любая попытка синхронизировать звук, записанный на площадке, с отснятыми ими кадрами в конечном итоге приведёт к "рассинхронизации", а издаваемый ими шум обычно делает запись звука на площадке бесполезной. Для синхронизации отснятого материала по двойной системе используется хлопушка, которая обычно отмечает начало дубля, в качестве опорной точки для монтажёра, чтобы сопоставить изображение со звуком (при условии, что сцена и дубль также озвучиваются, чтобы монтажёр знал, какой видеоматериал соответствует конкретному звуковому дублю). Она также позволяет видеть на самой плёнке номера сцены и дубля, а также другую важную информацию. Камеры Aaton оснащены системой AatonCode, которая может "зафиксировать синхронизацию" с аудиорекордером на основе таймкода и напечатать цифровой таймкод непосредственно на краю плёнки. Однако наиболее распространённой системой в настоящее время является использование уникальных идентификационных номеров, наносимых на край плёнки производителем (KeyKode — название системы Kodak). Эти номера затем регистрируются (обычно с помощью компьютерной системы монтажа, но иногда вручную) и записываются вместе с аудио-таймкодом во время монтажа. В крайнем случае, чёткий и правильно выполненный хлопок может сработать, но часто предпочтительнее быстрое касание микрофона (при условии, что он находится в кадре). Одной из наиболее распространённых областей применения несинхронных камер является использование пружинных камер в опасных сценах со спецэффектами, известных как "камеры для аварий". Сцены, снятые с их помощью, должны быть короткими или синхронизироваться вручную со звуком. Камеры MOS также часто используются для съёмок второго плана или для любых сцен, требующих ускоренной или замедленной съёмки. С появлением цифровых камер термин "синхронизация" стал избыточным, поскольку визуальная и звуковая информация захватываются одновременно в электронном виде.

Камеры домашнего кино

До Второй мировой войны кинокамеры часто использовали формат пленки 9,5 мм или 16 мм. Использование кинокамер получило новый всплеск популярности в послевоенный период, что привело к появлению любительского кино. По сравнению с довоенными моделями, эти камеры были небольшими, легкими, достаточно сложными и доступными по цене. Чрезвычайно компактная 35-мм кинокамера Kinamo была разработана Эммануэлем Голдбергом для любительских и полупрофессиональных съемок в 1921 году. В 1923 году к ней добавили пружинный механизм, обеспечивший возможность гибкой ручной съемки. Kinamo использовался Жо́рисом Ивенсом и другими авангардными и документальными кинематографистами в конце 1920-х и начале 1930-х годов. Базовая модель могла оснащаться одним фиксированным объективом, а более продвинутая – тремя или четырьмя объективами с разными диафрагмами и фокусными расстояниями на вращающейся турели. Камера хорошего качества могла поставляться с набором сменных фокусируемых объективов или, возможно, с одним зум-объективом. Видоискатель обычно представлял собой параллельный прицел, расположенный внутри или сверху корпуса камеры. В 1950-х и на протяжении большей части 1960-х годов эти камеры приводились в действие заводными механизмами, с различными вариациями качества. Простой механизм мог обеспечивать работу камеры всего около 30 секунд, в то время как камера с редукторным приводом могла работать до 75–90 секунд (при стандартной скорости). Широко используемая пленка для этих камер называлась Standard 8 – это была полоса пленки шириной 16 мм, которая экспонировалась только наполовину во время съемки. Эта пленка имела вдвое больше перфораций, чем пленка для 16-мм камер, поэтому кадры были вдвое меньше по высоте и ширине, чем кадры 16-мм пленки. После экспонирования первой половины пленку извлекали и помещали обратно в камеру для экспонирования кадров на другой стороне. После проявки пленку разрезали посередине и соединяли концы, получая 50 футов (15 м) пленки Standard 8 из катушки 25 футов (8 м) 16-мм пленки. 16-мм камеры, механически схожие с моделями меньшего формата, также использовались для любительской съемки, но чаще были инструментом полупрофессиональных кинооператоров и создателей новостных сюжетов. В 1960-х годах новый формат пленки Super8 совпал с появлением электрических кинокамер, работающих от батарей. Новая пленка, с большим форматом кадра на той же ширине пленки, поставлялась в кассете, что упрощало замену и проявку. Еще одним преимуществом новой системы была возможность записи звука, хотя и невысокого качества. Корпуса камер, а иногда и объективы, все чаще изготавливались из пластика, а не из металла, как в более ранних моделях. Снижение стоимости массового производства привело к снижению цены, и эти камеры стали очень популярными. Этот тип формата и камер был быстрее вытеснен для любителей появлением цифровых видеокамер в 2000-х годах. С 2010-х годов любители все чаще стали отдавать предпочтение камерам смартфонов.