Zrozumienie kąta migawki:objaśnienie filmu i wideo

W skrócie

• Kąt migawki opisuje czas otwarcia migawki w odniesieniu do liczby klatek na sekundę.
• Wybieramy różne szybkości klatek dla filmów i wideo ze względu na efekty wynikające z dużej i małej liczby klatek na sekundę.
• Niektóre anioły migawki tworzą określone nastroje i odcienie zdjęć.

Jako termin filmowy, kąt otwarcia migawki odnosi się do podstawowej funkcji kamer filmowych wykorzystujących technologię filmową. Aby wyjaśnić, czym jest kąt otwarcia migawki, musimy najpierw omówić mechanikę systemu kamer opartego na kliszy. Tradycyjne aparaty na kliszę tworzą obrazy przy użyciu emulsji fotograficznej jako nośnika zapisu, co wymaga mechanizmu migawki do kontrolowania czasu ekspozycji. Istnieje podstawowa korelacja między liczbą klatek na sekundę a prędkością obrotową migawki lustrzanej aparatu. Należy zauważyć, że sposób działania współczesnej cyfrowej kamery kinowej w dużej mierze wynika z podstawowej funkcji kamer filmowych i ich systemów transportu filmu.

Mechanika

Na system transportu filmu w tradycyjnych kamerach kinowych składają się cztery zasadnicze elementy:mechanizm, bramka oraz obrotowa przesłona z obrotowym lustrem. Każdy z tych elementów musi działać w synchronizacji w miarę przesuwania się filmu w aparacie. Jej podróż prowadzi od magazynu filmowego przez bramę, gdzie zostaje wystawiona na działanie światła. Następnie film gromadzi się z powrotem w magazynie w celu usunięcia.

Mechanizm składa się z systemu transportu silnika, który wykorzystuje szereg kół zębatych na systemie bębna. Bęben ten skutecznie popycha lub ciągnie ładunek filmu przez kamerę – przez bramę – prostokątny otwór, który wystawia kliszę na światło.

Aparat wykorzystuje obrotową migawkę do kontrolowania odstępu czasu, z jakim światło może padać na kliszę podczas przemieszczania się przez otwartą bramę. Pomyśl o migawce jak o dysku, jak ciasto z wyciętym kawałkiem. Rozmiar tego plasterka można regulować. Im większy plaster, tym więcej czasu światło musi uderzać w płaszczyznę kliszy podczas naświetlania. Migawka musi być tak zsynchronizowana, aby każda nowa klatka filmu prezentowana w bramce naświetlała się w ułamku sekundy. W tym momencie nowa rama wsuwa się do bramki, podczas gdy poprzednia rama przemieszcza się przez pozostałą część ruchu w kierunku szpuli odbiorczej wewnątrz magazynka. Projektory realizują podobny proces podczas wyświetlania filmu, z tą różnicą, że emitują światło, a nie je zbierają.

W przerwie, gdy migawka obraca się do przodu i do tyłu, odsłaniając każdą nową klatkę, obracające się lustro, poruszające się synchronicznie z migawką, umożliwia bezpośrednie oglądanie obrazu przez obiektyw za pomocą rozdzielacza wiązki. Gdy lustro zmienia się z migawką, obraz w systemie widzenia kamery filmowej wydaje się migotać.

Częstotliwość migotania odnosi się do prędkości, z jaką każda klatka jest przesuwana na właściwe miejsce, naświetlana lub wyświetlana, a następnie przesuwana przez system na szpuli. Ta trwałość wzroku pozwala uzyskać filmową jakość, jaką zapewniają cyfrowe kamery kinowe rejestrujące obrazy wideo w formacie 24p.

Standardowe kąty otwarcia migawki

Liczba klatek na sekundę to odstęp czasowy, w którym film przechodzi przez bramkę. Podczas nagrywania filmu lub cyfrowego wideo używamy dwóch podstawowych szybkości klatek. Kamery filmowe tradycyjnie nagrywają z szybkością 24 klatek na sekundę (fps). W tym tempie ludzkie oko postrzega ruch w szybkiej serii pojedynczych obrazów wyświetlanych na ekranie. Ruch obiektu wydaje się normalny, z minimalnym rozmyciem obrazu, a klapa wargi wydaje się pasować do dźwięku, który słyszymy w związku z obrazami. Systemy wideo nagrywają i odtwarzają z nieco większą szybkością 30 kl./s. Jest to związane z szybkością skanowania pola telewizora, która zachodzi w nieparzystych i parzystych odstępach w ciągu 1/60 sekundy. Ta technika nagrywania w terenie nazywana jest przeplotem.

W każdym przypadku kąt migawki jest powiązany z daną liczbą klatek na sekundę. Przy 24 klatkach na sekundę standardowy kąt migawki dla aparatów filmowych wynosi 172,8 stopnia w odniesieniu do obrotu. Przy 30 kl./s powiązany kąt migawki do odtwarzania wideo wynosi 180 stopni. Ponieważ różnica w kompensacji ekspozycji między dwoma kątami jest tak minimalna, ustawienie 180 stopni jest uważane za normalne i często używane zamiennie w przypadku obu szybkości klatek.

Efektywny czas otwarcia migawki

Biorąc pod uwagę liczbę klatek na sekundę i obrót zespołu lustra/przesłony, możemy obliczyć efektywny czas otwarcia migawki. Ponieważ mechanizm ma dwa warunki — otwarty i zamknięty — podzielone równo, efektywny czas otwarcia migawki staje się współczynnikiem dwukrotnie większym niż liczba klatek na sekundę. Krótko mówiąc, przy 24 kl./s efektywny czas otwarcia migawki naszego aparatu odpowiada 1/48 sekundy w połączeniu z kątem migawki wynoszącym 180 stopni. Przy 30 kl./s efektywny czas otwarcia migawki wynosi 1/60 sekundy. Przy tych prędkościach można zamrozić odpowiednią ilość naturalnego ruchu przy minimalnym rozmyciu obrazu. Dzieje się tak, gdy obiekt porusza się zgodnie z otwieraniem i zamykaniem migawki podczas naświetlania. Fotografowie muszą zwracać szczególną uwagę na tę zasadę, ponieważ określa ona, jak wyraźny będzie obiekt na pojedynczym zarejestrowanym zdjęciu, gdy jest on w ruchu. Im krótszy czas otwarcia migawki, tym wyraźniejszy jest poruszający się obiekt.

A co z różnymi szybkościami klatek?

Dlatego wybieramy różne szybkości klatek dla filmów i wideo ze względu na efekty wynikające z wysokich i niskich klatek na sekundę podczas odtwarzania ze standardową szybkością. Materiał filmowy o dużej liczbie klatek na sekundę wydaje się spowolniony podczas odtwarzania. Dzieje się tak dlatego, że aparat rejestruje obrazy z szybkością dwukrotnie, trzykrotnie lub większą niż normalne 24 kl./s. Przy szybkości nagrywania wynoszącej 48 klatek na sekundę i wyższej, obrazy odtwarzane w rozdzielczości 24p są zwalniane. I odwrotnie, obrazy nagrane z szybkością mniejszą niż 24p będą skutkować przesadnym ruchem, który będzie wydawał się szybszy niż normalnie podczas odtwarzania w rozdzielczości 24p. Przy kącie migawki 180 stopni efektywny czas otwarcia migawki występujący przy 48 kl./s wynosi 1/96 sekundy. Przy 60 kl./s efektywny czas otwarcia migawki wynosi 1/120 sekundy. Przy 100 fps efektywna prędkość wynosi 1/200 sekundy.

Efektywny czas otwarcia migawki można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

Liczba klatek na sekundę pomnożona przez 360 i podzielona przez kąt w stopniach jest równa efektywnemu czasowi otwarcia migawki.

Zapisane jako: (FPS X 360) / SA =ESS

Na przykład, jeśli podłączymy pewne liczby, zobaczymy zależność.

• (24 kl./s X 360) / 180 stopni =1/48 sekundy
• (48 kl./s x 360) / 180 stopni =1/96 sekundy
• (60 kl./s x 360) / 180 stopni =1/120 sekundy
• (120 kl./s X 360) / 180 stopni =1/240 sekundy

W każdej z powyższych sytuacji, aby dysk migawki mógł opuścić bramkę w celu ekspozycji przy dużej liczbie klatek na sekundę, musi być zsynchronizowany z liczbą klatek na sekundę. Zatem wyższy efektywny czas otwarcia migawki.

Specjalne uwagi dotyczące efektów specjalnych

Czy kąt migawki ma znaczenie podczas fotografowania na zielonym ekranie? Typowe rozmycie ruchu może przyprawić o ból głowy artystów zajmujących się efektami wizualnymi, którzy zastępują klawisze chromakey. W takich okolicznościach wyraźniejszy obraz pomaga wyciąć czystszą matę. Wysokie efektywne czasy otwarcia migawki zamrażają więcej ruchu obiektu, redukując rozmycie obrazu wokół krawędzi elementów.

Zastosowania praktyczne

Kiedy trzeba ograniczyć rozmycie obrazu — jak podczas fotografowania elementów zielonego ekranu — ale liczba klatek na sekundę pozostaje na poziomie 24 kl./s na potrzeby nagrywania dźwięku, jak obliczyć niezbędny kąt migawki?

Kąt migawki możemy obliczyć korzystając ze wzoru:

Liczba klatek na sekundę w projekcie pomnożona przez 360, a następnie podzielona przez czas otwarcia migawki, równa się nowemu kątowi.

Innymi słowy: (PFR X 360) / ESS =Kąt

Podłączmy krótsze czasy otwarcia migawki, aby zatrzymać akcję.

• (24 x 360) / (1/48) =180 stopni
• (24 x 360) / (1/60) =144 stopnie
• (24 x 360) / (1/96) =90 stopni

Dzięki tej metodzie możemy lepiej zamrozić ruch podczas cięcia w naszych płytach. Należy jednak wziąć pod uwagę zastrzeżenie. Przy węższych kątach migawki poruszający się obiekt może sprawiać wrażenie roztrzęsionego na ekranie. Jest to efekt stroboskopowy, który może być bardzo niepokojący dla publiczności. Z tego powodu ostrożnie wybieraj wąskie i wąskie kąty otwarcia migawki.

Zastosowania o małym kącie otwarcia migawki

Zjawisko stroboskopowe może być skutecznym narzędziem do sugerowania nastrojów lub tonów, takich jak adrenalina. Scena D-Day z „Szeregowca Ryana” (1998) skutecznie wykorzystuje ten efekt. Reżyser Steven Spielberg i autor zdjęć Janusz Kaminski wykorzystali efekt „chudej” migawki, aby uwypuklić uczucie niepokoju, strachu i adrenaliny, jakich doświadczyli żołnierze podczas inwazji na Normandię podczas II wojny światowej.

Przeciąganie migawki

Jeśli krótszy czas otwarcia migawki wynika z wąskiego kąta otwarcia migawki, sytuacja jest również odwrotna. Przy szerszych kątach otwarcia migawki efektywne czasy otwarcia migawki są dłuższe. Powoduje to marzycielski lub rozmazany wygląd obrazów w ruchu w ramce. Fotografowie nazywają to „przeciąganiem” migawki. Obiekty w ruchu będą znacznie rozmazane w stosunku do ich pozornego ruchu. Klasycznym tego przykładem jest scena z „Chungking Express” Wonga Kar-waia (1994), w której bohater goni swojego przeciwnika po ruchliwym chińskim rynku.

Korelacja kina elektronicznego

Termin migawka elektroniczna opisuje elektroniczny proces kontrolowania czasu ekspozycji w cyfrowej kamerze kinowej za pomocą czujnika obrazu CMOS. Wiele nowoczesnych cyfrowych kamer kinowych może regulować kąt odpowiadający kątowi migawki elektronicznej. W typowych przypadkach aparat nie posiada rzeczywistej obrotowej migawki mechanicznej. Regulacja kontroluje raczej czas, przez jaki elektroniczny czujnik obrazu jest zasilany światłem pochodzącym z ekspozycji w celu nagrania wideo. Ponieważ nie ma potrzeby mechanicznego przesuwania kliszy w kamerze wideo, migawkę można ustawić tak, aby była całkowicie otwarta — o 360 stopni — i pozostawała otwarta przez cały okres przerwy. W ten sposób możemy użyć elektronicznego kąta migawki jako opcji równoważenia ekspozycji poza tradycyjnymi zmiennymi przysłony i ISO opisanymi w trójkącie ekspozycji.