Sam ten tytuł może wystarczyć, by odstraszyć niektórych czytelników. Jeśli dotarłeś tak daleko, proszę zostań ze mną. Wiem,
wiem, że techniczna strona produkcji wideo nie jest dla większości zabawna. W rzeczywistości jest to uciążliwe, gdy się
myśl o tym.
Jednak zrozumienie podstawowych mechanik i technologii stojących za tą wspaniałą pasją może tylko
pomóc w podniesieniu jakości Twojej pracy. Ta wiedza może pomóc w lepszej obsłudze aparatu.
Bardziej konkretnie, przyda się podczas procesu edycji. Możliwość „włączenia” sygnału wideo
podczas edycji jest niezwykle ważna dla zachowania spójnego wyglądu całego filmu.
Ponadto często można nadrobić (przynajmniej częściowo) problemy ze sprzętem lub słabe strzelanie w terenie.
Zasadniczo sprzęt do kalibracji i know-how dają redaktorowi kontrolę .
Postaram się, aby informacje były zrozumiałe nawet dla najbardziej nietechnicznych spośród nas. Co do tych bardziej
technicznych, proszę o wyrozumiałość – pewnie i tak przydałby się mały kurs doszkalający. Jeśli czujesz, że robi się
włochaty, poczekaj. Obiecuję, że wycieczka będzie tego warta.
CCD
Sygnał jest najważniejszym aspektem produkcji wideo. Bez tego nie masz nic. Coś musi
przenosić informacje spoza obiektywu na ekran telewizora. Ale jak to działa?
Nowoczesne kamery wideo i kamkordery wykorzystują urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym do generowania sygnału wideo. Lepiej znany
jako CCD, ten czujnik obrazu jest półprzewodnikiem półprzewodnikowym, który przekształca przychodzące światło na informacje wideo
.
Kiedy światło pada na matrycę CCD, w rzeczywistości uderza w warstwę światłoczułego krzemu. Warstwa ta oddziela wchodzące
światło na precyzyjny wzór pikseli; im większa liczba pikseli na chipie, tym lepsza
rozdzielczość końcowego obrazu wideo. Niektóre kamkordery konsumenckie mają matryce CCD z prawie 500 000 pikseli!
Każdy piksel odpowiada za odtworzenie niewielkiej części całego obrazu wideo. Z matrycy CCD światło
zamieniony ładunek elektryczny przemieszcza się do warstwy magazynującej na chipie. Na koniec te zapisane informacje są przesyłane
klatka po klatce, linia po linii na taśmę i/lub do monitora jako sygnał wideo.
Skanowanie widoku
Aby wyświetlić obraz nagrany elektronicznie, monitor działa w odwrotnej kolejności niż powyższy proces. Zamiast
zamieniać światło w sygnały elektryczne, monitor zamienia sygnały elektryczne w światło.
Oto jak to działa. Wiązka elektroniczna skanuje rurkę monitora. Wiązka ta włącza się i wyłącza z różnym
stopniem intensywności, odtwarzając wiele pikseli uchwyconych w procesie nagrywania. Światłoczuły
materiał pokrywający tylną część ekranu powoduje pojawienie się obrazu, gdy wiązka przechodzi.
Sposób działania skanowania jest dość ciekawy. Wiemy, że w obecnym systemie wideo na sekundę jest 30
ramek informacji wideo, a każda z tych ramek składa się z 525 poziomych linii danych. Wiązka
na monitorze zaczyna skanować tubę z pierwszym wierszem informacji. Kiedy linia pierwsza jest zakończona,
wiązka wyłącza się, wraca na stronę początkową i skanowanie jest kontynuowane z linią trzecią, a nie drugą. Następnie ponownie się
wyłącza i powraca do piątej linii skanowania. Ten wzór jest kontynuowany, dopóki wiązka nie przeskanuje wszystkich nieparzystych linii. Ta
ilość obrazu nazywa się polem .
Po zakończeniu tej części cyklu, skanowanie rozpoczyna się ponownie od linii drugiej i obejmuje wszystkie parzyste linie. Wiązka przechodzi przez ekran łącznie 525 razy co 1/30 sekundy, znacznie szybciej niż oko
widzi.
Dlaczego wiązka po prostu nie skanuje każdej linii po kolei, zamiast pomijać co drugą linię? Ponieważ
światłoczuła powierzchnia monitora świeci tylko przez krótki czas po uderzeniu w nią wiązki elektronów. Jeśli wiązka
skanowana jest w sposób ciągły od góry do dołu, niczego nie pomijając, górna część ekranu przyciemnia się
po powrocie wiązki. Aby część obrazu nie stała się czarna, linie skanowania przeplatają się, zapewniając
stałą jasność całego obrazu.
Synchronizuj
Synchronizacja to część sygnału wideo, która zapewnia, że wszystko dzieje się wtedy, gdy powinno. Bez synchronizacji
różne części sygnału wideo nie wiedzą, kiedy rozpocząć lub zakończyć przekazywanie informacji na
ekran. Wy, montażyści wideo, wiecie, co się dzieje, gdy synchronizacja taśmy zostaje uszkodzona — chaos wideo.
Każda kamera ma część swoich obwodów przeznaczonych do generowania impulsów synchronizacji. Te impulsy (nazywane wewnętrzną
synchronizacją) stają się częścią sygnału wysyłanego na taśmę lub bezpośrednio do monitora.
Możesz podzielić te informacje o synchronizacji na dwie kategorie:poziomą (która kontroluje synchronizację linii
na obrazie) i pionową (która utrzymuje obraz w ramce).
Chociaż wielu twórców filmów lekceważy synchronizację do czasu postprodukcji, może to stać się problemem, jeśli
pracujesz z konfiguracją z wieloma kamerami. Aby zapewnić prawidłowe przełączanie na miejscu w tej sytuacji, wszystkie kamery muszą skanować z
z taką samą szybkością synchronizacji. Co więcej, muszą rozpocząć każdą klatkę dokładnie w tym samym momencie.
Można to zrobić na dwa sposoby. Możesz użyć zewnętrznego generatora synchronizacji, aby synchronizować czas wszystkich kamer lub możesz
używać sygnału jednej kamery do regulacji sygnału drugiej. W tym procesie, znanym jako genlock, druga
kamera rozpoznaje impulsy synchronizacji z pierwszej kamery i tworzy odpowiedni sygnał synchroniczny.
Monitory przebiegów
Bliższe przyjrzenie się sygnałowi wideo wymaga użycia sprzętu monitorującego, w szczególności monitora
falowego.
Ekran monitora przebiegów pokazuje elektroniczny wyświetlacz w zakresie od 100 jednostek na górze do -40 na dole. Ta przyrostowa skala mierzy luminancję (natężenie jasności sygnału) w IRE. (IRE jest
jednostką opracowaną przez Instytut Inżynierów Radiowych i nazwaną dla niego.)
Pomiar najwyższych i najniższych punktów luminancji jest najbardziej podstawowym zastosowaniem monitora przebiegów. Te
punkty są znane jako referencyjna biel i referencyjna czerń. Biel odniesienia jest najjaśniejszym punktem sygnału wideo
; Czerń odniesienia to kolor, który widzisz między reklamami na ekranie telewizora – nie całkowicie pozbawiony
jasnego, ale wystarczająco ciemny, aby wydawać się czarny dla oka.
Jednym z najczęstszych zastosowań monitora przebiegów jest balans bieli. Balans bieli pozwala
operatorowi kamery dostosować względną intensywność kanałów czerwonego, zielonego i niebieskiego. Pozwala to kamerze
produkować dokładny biały sygnał w określonych warunkach oświetleniowych; mówi kamerze, jak powinna wyglądać biel
przy istniejącym oświetleniu. Gdy kamera „zna” te informacje, jest w stanie prawidłowo
odtworzyć wszystkie inne kolory.
Innym ważnym elementem w radzeniu sobie z jasnością obrazu jest cokół. Podstawa, lub
referencyjna czerń, kontroluje poziomy czerni sygnału wideo. Wszystkie obrazy w filmie pochodzą z odmian
w odcieniach szarości. Podstawa kontroluje najgłębszą czerń, jaką będzie reprodukować sygnał. Czerń odniesienia jest ustawiona na
7,5 IRE. Obszar pod tym odczytem dotyczy innych części sygnału, które kontrolują proces skanowania.
Czerń odniesienia kontroluje również kontrast obrazu. Jeśli ustawisz ten poziom zbyt nisko, ciemne obszary
obrazu będą zbyt ciemne, tworząc obraz o dużym kontraście. Gdy czerń odniesienia jest ustawiona zbyt wysoko, kontrast
między ciemnymi i jasnymi obszarami będzie niewystarczający. Wynikowy obraz wygląda na nudny i wyblakły
.
Sygnały kolorów
Jasność i chrominancja:jeśli kiedykolwiek byłeś w profesjonalnym studiu postprodukcji wideo, zawsze
słyszysz te słowa. To, o czym mówią technicy, to główne komponenty
sygnału telewizji kolorowej.
Luminancja odnosi się do informacji o czerni i bieli lub „jasności” w sygnale wideo.
Chrominacja dostarcza informacji o kolorze i składa się z dwóch dodatkowych składników, odcienia i nasycenia.
Odcień opisuje sam kolor, a nasycenie określa ilość lub intensywność koloru. Na przykład
bardzo głęboki królewski i jasny błękit mają ten sam odcień, niebieski. Różnią się one nasyceniem
koloru.
Kamery wideo tworzą kolorowy obraz, pracując z addytywnymi kolorami podstawowymi — jasnoczerwonym, zielonym i
niebieskim. Gdy światło wpada do kamery, rozkłada się na te składowe kolorów na jeden z trzech sposobów.
Blok pryzmatyczny to najbardziej wyrafinowany i kosztowny sposób, w jaki kamery generują sygnał koloru.
Uproszczając proces, światło przechwycone przez obiektyw uderza w pryzmat, który dzieli je na czerwony, zielony i niebieski ( RGB).
Każdy z tych kolorów trafia do osobnego CCD. Koder kolorów pobiera czyste sygnały RGB i
rekombinuje je z informacją o luminancji, umożliwiając uzyskanie pełnokolorowego obrazu. Ponieważ każdy
kolor trafia do własnego CCD, 3-chipowe kamery z blokami pryzmatycznymi wytwarzają obraz wideo o bardzo wysokiej jakości.
Podobna metoda dzielenia światła wykorzystuje lustra dichroiczne, które odbijają niektóre kolory i przepuszczają
inne. Proces jest podobny do bloku pryzmatu, tylko lustra zajmują miejsce pryzmatu. Mimo
wyposażenia obrazu w trzy przetworniki obrazu, obraz z systemu dichroicznego zachowuje mniejszą ostrość niż
przy użyciu pryzmatu. Wynika to głównie z utraty światła z samych luster.
Filtry Stripe przechwytują informacje o kolorze na pojedynczym CCD. Ta metoda wykorzystuje cienki pasek czerwonego, zielonego i
niebieskiego materiału filtrującego przed CCD. Światło wpada do aparatu, uderza w pasek i dzieli się na
towarzyszące mu elementy. Pojedynczy chip w tym systemie wytwarza wszystkie trzy kanały chrominancji w
dodatku do informacji o luminancji. Chociaż jest to najmniej wyrafinowany z systemów generowania
kolorów, jest również najbardziej popularny. Zmniejszony koszt, waga i technologia sprawiają, że jednoukładowa jednostka
jest bardzo popularna na rynku kamer konsumenckich.
Wektory i kolor
W obliczu tych wszystkich informacji o kolorach ważne jest, aby wszystko było zsynchronizowane. Właśnie tam pojawia się kolor
burst.
Color burst to specjalny impuls kontrolny. Ta informacja o synchronizacji zapewnia, że wszystkie trzy sygnały kolorów rozpoczynają się
we właściwym czasie na początku każdej linii informacji wideo. Możesz zobaczyć puls na monitorze wideo
falowym. Sprawdzając odczyt przebiegu, możesz stwierdzić, czy w Twoim
sygnale wideo występuje kolor. Możesz także sprawdzić, jak zdrowe są informacje o kolorach w Twoim filmie.
Sprawdzenie sygnału Burst koloru zaalarmuje cię, że kolor jest obecny. Nie mówi Ci, jakie kolory
są obecne. Do tego potrzebny jest wektoroskop.
Ekran wektoroskopu identyfikuje trzy podstawowe kolory omówione wcześniej (czerwony, zielony i niebieski) oraz ich
komplementy (cyjan, magenta i żółty). Czytając oscyloskop, możesz łatwo określić, który i ile
każdego koloru jest obecny w sygnale. Obrotowe położenie jasnych punktów na ekranie mierzy
odcień lub odcień kolorów – ich odcienie.
Wektoroskopy są niezbędne podczas monitorowania sygnałów kolorowych w konfiguracji z wieloma kamerami. Pomagają dopasować jakość
kolorów każdej kamery, dzięki czemu ich wyniki są podobne. Wiele czynników, w tym długość kabli kamery,
może zmieniać odcień każdego sygnału.
W sytuacji z jedną kamerą wektoroskop pomaga w prawidłowym zbalansowaniu bieli. Dostosowując odpowiednie
kontrolki w kamerze, operator wideo może odpowiednio zbalansować wszystkie kolory. W miarę dokonywania
dostosowań, jasne kropki na ekranie obracają się, aż każda z nich przesunie się do właściwej pozycji. Długość pomiędzy
środkiem wyświetlacza a każdą z jasnych kropek reprezentuje nasycenie każdego koloru. Im dalej od
centrum, tym większe nasycenie. Jeśli kropki zbliżają się do środka, nasycenie kolorów jest niskie.
Na powierzchni wektoroskopu leży seria kwadratów. Te pola wskazują prawidłowe położenie
jasnych kropek w idealnej konfiguracji. Aby odtworzyć prawidłowe kolory w sygnale wideo, jasne kropki na ekranie
powinny znaleźć się w środku tych pól.
Uff! Udało ci się przejść stosunkowo bez szwanku. Nie było tak źle, prawda? Badanie pomiaru i manipulacji
sygnałem wideo nie jest według żadnych standardów tematem przewracania stron. Jest to jednak przydatna
wiedza, która pomaga lepiej zrozumieć, co się dzieje, gdy naciśniesz przycisk zasilania.
I niezależnie od tego, czy korzystasz z tej wiedzy w lokalizacji, czy w pakiecie edycyjnym, może tylko Ci pomóc produkować lepsze
wideo.
I właśnie dlatego tu jesteśmy.