Дисциплина: Стереографика

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Кафедра компьютерной графики и дизайна

Дисциплина: Стереографика

Тема: «Панорамное кино. Стереокинематограф. 3D.»

Санкт-Петербург

Содержание

1. Введение............................................................................................ 3

2. Панорамное кино.............................................................................. 4

2.1 Особенности панорамного кино.................................................. 5

2.2 Синерама....................................................................................... 6

2.3 Система “Синемирэкл”................................................................. 7

3. Стереокинематограф...........................................................................

3.1 История...........................................................................................

3.2 Методы производства....................................................................

3.3 IMAX...............................................................................................

3.4 4DX.................................................................................................

4. Вывод...................................................................................................

Введение

Данная работа посвящена рассмотрению нескольких кинематографических систем, таких как панорамное кино, стереокинематограф и 3D. Эта тема актуальна тем, что в современном мире кинематограф должен бороться за внимание зрителей. В связи с тем, что сейчас очень легко получить доступ к любому кино в интернете, многие перестают пользоваться услугами кинотеатров. Следовательно, необходимо изобретать новые методы сьёмки и показа фильмов. Поэтому я считаю, что за панорамным кино и стереокинематографом стоит будущее.

Панорамное кино

Панорамное кино – это система сьёмки фильма, таким образом, при котором изображение снимается по частям, на разные объективы и на отдельную плёнку. Одной из особенностей панорамного кино был большой горизонтальный угол поля зрения кинокамеры и сильно изогнутый цилиндрический экран с таким же углом обзора, превышающим поле зрения человека.

Впервые такой системой был снят фильм “Наполеон” в 1927 году. Наиболее большой популярности и развития панорамное кино получило в 1952 году с появлением киносистемы “Синерама”.

Рисунок 1 - Устройство панорамного кинотеатра

Особенности панорамного кино

Панорамное кино стало развиваться благодаря появлению цветного телевидения в США и плюс ко всему, кинотеатрам нужно было как-то завлекать зрителей.

Основной особенностью этого кино стало то, что оно максимально погружало человека в происходящее на экране действие. Широкий формат и угол обзора не позволяет глазу охватить границы кадра, добавляя к этому многоканальное звуковое сопровождение, возникает полный эффект присутствия.

Один из основных недостатков панорамного кино заключается в том, что невозможно избавиться от видимости стыков трёх частей изображения. Первая причина этого явления состоит в том, что при съёмке неизбежна разница в оптической плотности. Вторая причина – это разная цветопередача трёх плёнок. Так же может повлиять то, что, например, при съёмке некоторые из камер стоят относительно друг от друга не совсем точно.

Второй недостаток панорамного кино в том, что так же невозможно избавиться от эффекта параллакса при съемке. Таким образом при использование данной системы появляется ограничение в захвате движения и подвижности кинокамер.

Синерама

Система синерама - это более усовершенствованная система панорамной киносъёмки. Её особенность заключается в том, что съёмка ведётся в специальном аппарате с синхронизированными тремя кинопленками и лентопротяжными трактами.

Фильмовые каналы для киноплёнок расположены таким образом, что оптические оси объективов пересекаются в одной точке перед камерой. В итоге, плёнка и объектив, расположенные слева, были повернуты вправо и снимали правую часть общей картины, а на правую плёнку снималась левая часть изображения, а на среднюю — центральная.

Система оснащалась общим обтюратором, расположенным в точке пересечения оптических осей объективов перед камерой. Это обеспечивало одновременное экспонирование всех трёх плёнок.

Таким образом система синерама превосходит обычное панорамное кино по качеству съёмки и широкоформатности кадра.

Система “Синемирэкл”

Система синемирэкл аналогична «Синераме» и обеспечивает так же изображение с трёх плёнок, но её отличие в том, что съёмка ведётся не одним трёх плёночным аппаратом, а комбинацией из трёх обычных камер, установленных на общей раме и снимающих боковые части изображения через специальные зеркала. Считается, что зеркала делают стыки изображения менее заметными. Система использовала такие же размеры кадра на плёнке, что и синерама.

Отличие состояло в возможности фокусировки при помощи общего электропривода, тогда как у синерамы все объективы имели постоянную фокусировку на гиперфокальное расстояние. Проекция фильмов синемирэкл велась из одной аппаратной тремя кинопроекторами через зеркала.

Рисунок 2 - Схема установки «Синемирэкл» из трёх кинокамер

Стереокинематограф

Стереокинематограф – это кинематографическая система съёмки фильмов, которая имитирует наличие третьего пространства и вызывает иллюзию глубины пространства. В её основе лежит феномен бинокулярного зрения человека и оптический эффект параллакса.

В основе этой системы лежит съёмка с помощью двух синхронизированных камер, с одинаковыми характеристиками. Эти камеры расположены на расстоянии стереобазиса, который равен или больше чем расстояние между глазами взрослого человека.

При показе стереофильма каждый глаз зрителя видит только предназначенную для него часть стереопары, в результате чего возникает иллюзия пространства.

Современные компьютерные технологии при помощи 3D графики позволяют создавать стереофильмы без наличия двух камер и из плоского изображения делать объёмное.

Рисунок 3

История

История стереокинематографа началась примерно тогда, когда Уильям Фриз-Грин в конце 1890-х годов подал патентную заявку на свой метод создания стереоскопического фильма. Метод заключался в том, что изображение проецируется с двух стоящих рядом плёнок на экран, при этом зритель надевает стереоскоп, который совмещает два изображения в одно. Однако из-за того что использовалась большая аппаратура, этот метод был не практичен в кинотеатрах.

Продюсер Гарри Фейлролл и кинематографист Роберт Элдер разработали новый метод съёмки при помощи двух киносъёмочных аппаратов, собранных на одном “риге”. Каждый из аппаратов снимает свою часть стереопары на чёрно-белую негативную плёнку. Сам фильм демонстрируется с двух плёнок позитива в красно-зелёном анаглифе.

Рисунок 4 – пример анаглифа

Уильям Ван Дорен Келли в 1922 году снял короткометражную ленту с помощью собственно-разработанной камеры. Вместо двух цветоделённых изображений снимались кадры стереопары, которые затем печатались на двухсторонний дипо-фильм по технологии, аналогичной двухцветной печати тонированием. При этом части стереопары, расположенные с разных сторон «дипо-фильма», тонировалась в красный и зелёный цвета. Это позволяло демонстрировать стереофильм стандартным кинопроектором и рассматривать изображение через анаглифические очки.

Рисунок 5 – анаглифические очки

В 1922 году благодаря Лоренсу Хаммонду и Уильяму Кэссиди появляется еще одна система съёмки под названием телевью. Процесс представлял собой самый ранний пример реализации «затворного» метода: два проектора поочерёдно, с повышенной частотой демонстрировали части стереопары; встроенные в подлокотники зрительских кресел синхронизированные визоры открывались и закрывались соответствующим образом, так что, эксплуатируя инерционность человеческого зрения, создавалась эффектная стереоскопическая иллюзия.

В начале 30-х годов Эдвин Лэнд изобрел поляроидную пленку, которую в следствие стали использовать при съёмке стереофильмов. Использование поляризационных фильтров означало, впрочем, необходимость разработки принципиально новых проекторов. Две плёнки, каждая из которых содержала свою часть стереопары, необходимо было проецировать в строгой синхронизации, что потребовало применение внешнего синхронизирующего мотора. Более того, обычный матовый экран не отражал поляризованный свет, требовалось использовать экран, изготовленный из каких-либо отражающих материалов, или с посеребрённой поверхностью.

Рисунок 6 – поляризационная плёнка

Начиная с 1952 года, появляется первая цветная стереоскопическая киноплёнка.

В период с 1960 - 1979 появляется одно плёночный формат съемки. По этой технологии стереоскопические фильмы печатались на одной плёнке стандартного размера, и для их демонстрации нужны были только специальные объективы для проекторов. У этой системы было много достоинств по сравнению с прежними решениями, но был и недостаток: изображение оказывалось более тёмным и тусклым.

В восьмидесятые годы своё триумфальное шествие по миру начинает IMAX.

Начиная с 2000 годов, благодаря системе IMAX, стереофильмы приобрели интерес как у зрителей, так и у режиссеров.

Методы производства

Для создания стереофильмов на протяжении всей истории 3D-технологий используется съёмка стереопары двумя объективами на одну или две киноплёнки. Значительно разнообразнее методы сепарации изображений для левого и правого глаз при демонстрации полученной стереопары. При этом используются множество разных методик, популярность которых менялась с годами.

Анаглифический метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений заключается в цветовом кодировании изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Зритель надевает специальные очки, в которых вместо обычных диоптрических линз вставлены специальные цветные плёнки. Благодаря ним каждый глаз видит разные изображения, из-за чего и возникает иллюзия пространства.

Недостатком этого метода является неполная цветопередача. Поэтому он подходит только для черно-белых фильмов.

Рисунок 7 – пример анаглифического изображения

Затворный метод. Технология заключается в поочередной демонстрации на экране изображений, предназначенных для левого и правого глаза, и также поочерёдном затемнении стёкол очков. Таким образом глаз видит только предназначенное ему изображение. Процесс настолько четко синхронизирован и проходит очень быстро, что за счёт этого появляется эффект инерции зрения у человека и создаётся иллюзия трёхмерного изображения.

В настоящее время набирают популярность жидкокристаллические затворные очки, где вместо механических затворов используются ЖК-заслонки.

На этом принципе основана технология XpanD и nVidia, и 3D Vision.

Рисунок 8 - Очки XpanD с затворами

Основные недостатки затворного метода:

1) Сильное ослабление светового потока, требуется повышение яркости лампы проектора

2) Из-за эффекта раздвоения изображения быстродвижущихся объектов приходиться повышать частоту кадров, что требует дополнительных денежных затрат.

3) Быстро устают глаза

4) Вес очков создает нагрузку на переносицу

5) Очки плохо поддаются санитарной обработке из-за наличия электроники

Достоинство — не требуется специальный экран.

Поляризационные системы. При использовании линейной поляризации два изображения накладываются друг на друга на один и тот же экран через расположенные под углом 90 градусов друг к другу поляризационные фильтры в проекторах. При этом нужно использовать специальный посеребрённый экран, который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости.

Зритель надевает очки, в которые также встроены ортогональные поляризационные фильтры; таким образом каждый фильтр пропускает только ту часть световых волн, чья поляризация соответствует поляризации фильтра, и блокирует ортогонально поляризованный свет.

Рисунок 9 - Очки с поляризационными фильтрами

Главный недостаток этой системы в том, что зрителю необходимо держать голову на одном уровне, иначе теряется эффект глубины.

Примеры технологий, использующих линейную поляризацию: Стерео-70 и IMAX 3D.

При использовании круговой поляризации два изображения так же накладываются друг на друга через фильтры с противоположно направленной поляризацией. В очки, предназначенные для зрителя, встроены «анализирующие» фильтры (с противоположно направленной поляризацией). В отличие от линейной поляризации, если зритель наклоняет голову, разделение левого и правого изображений сохраняется и, следовательно, видимая объемность стереоизображения не пропадает.

Благодаря последним технологическим достижениям поляризационные технологии стремительно набирают популярность.

Технология интерференционных фильтров. Технология Dolby 3D формирует для каждого глаза изображения с разными длинами волн красного, зелёного и синего цветов. Специальные очки отфильтровывают определённые длины волн, так что зритель видит стереоизображение. В сравнении с поляризационным данный метод позволяет сэкономить на стоимости экрана (не требуется посеребрённый или алюминированный экран), но стоимость самих фильтр-очков оказывается намного выше.

Эффект Пульфриха. Использование эффекта Пульфриха нельзя отнести к стереоскопическим методам, поскольку при этом не формируются разные картинки для правого и левого глаз. Эффект Пульфриха заключается в том, что при запаздывании нервного сигнала от одного глаза, движение объекта справа налево (или слева направо, но не вверх или вниз) кажется изменяющим глубину, к наблюдателю или от наблюдателя. Такое запаздывание может быть вызвано размещением нейтрального (серого) затемняющего фильтра перед одним глазом.

Поскольку эффект Пульфриха зависит от движения в определенном направлении, его применимость сильно ограничена.

Преимуществом метода является возможность просмотра «обычным» способом, без специальных очков, при этом изображение не двоится, в отличие от стереоскопических методов, а только пропадает иллюзия глубины.

Безочковые (автостереоскопические) методы включают несколько технологий, не требующих от зрителя использования специализированных очков для разделения частей стереопары. Используются в экспериментальных видео панелях. В основном, представлены растровыми системами. Кроме растрового, из безочковых методов известен также игольчатый, но сведений о его применении в кинематографе нет.

В растровых методах используется пространственное разделение стереопары. Изображение на экране состоит из узких вертикальных полосок, с чередованием изображений стереопары. Перед экраном размещается растр с таким же шагом, элементы которого позволяют каждому глазу видеть только «свои» полоски изображения. При достаточном удалении зрителя от экрана полоски сливаются в единое полутоновое изображение.

Существует два типа растра — оптический (также называемый щелевым или барьерным) и линзовый (лентикулярный).

Оптический растр состоит из вертикальных непрозрачных полос, с щелями между ними. Полосы затеняют для каждого глаза «несоответствующие» части изображения.

Линзовый растр, более применимый в настоящее время, состоит из вертикально расположенных цилиндрических плоско-выпуклых линз. Линза одновременно выполняет функции щели и затеняющей полосы. Этот метод также применяется при изготовлении стереооткрыток.

Недостатки растровых методов:

1) Качественное изображение наблюдается только при некоторых ракурсах, что, помимо необходимости расположения зрителей в фиксированных секторах обзора, накладывает ограничения на размер экрана

2) Эффективное разрешение изображения по горизонтали уменьшается в два раза.

IMAX

IMAX - широкоформатная кинематографическая система, на которой основаны ряд технологий кинопоказа. Формат был создан одноимённой канадской корпорацией в 1970 году и рассчитан на использование для фильмокопий перфорированной киноплёнки шириной 70 мм с продольным расположением кадра. За счёт большой площади изображения на плёнке формат обладает наибольшей информационной ёмкостью и разрешающей способностью из всех существующих и позволяет строить экраны с размерами, значительно большими, чем у всех остальных кинематографических систем. В отличие от любых других кинотеатров, в которых ширина экрана меньше длины зрительного зала, экран IMAX превосходит её. В результате угловые размеры изображения превышают поле зрения человека, сидящего на любом месте: 60—120° по горизонтали и 40—80° по вертикали. За счёт этого границы изображения становятся малозаметными, обеспечивая максимальный эффект присутствия, наиболее полный при просмотре 3D-кино.

Рисунок 10 - Сравнительные размеры плёнки формата IMAX и классического кадра на 35-мм киноплёнке

4DX

4DX - дополнительная технология, используемая при просмотре полнометражных фильмов. Позволяет просматривать художественные и анимационные фильмы с дополнительным набором спецэффектов, усиливающих впечатления от просмотра и более полного погружения в передачу сюжета. 4DX предусматривает использование визуально-осязательных и обонятельных дополнений, изменения положения зрительского места в пространстве синхронно с видео и звуковой дорожкой. В отличие от 4D-аттракционов применяется в более продолжительных по времени произведениях.

Рисунок 11 – зал 4DX

Основные дополнения для просмотра: движение, вращение и толчки кресел; водяные брызги и ветер как с фронта, так и с тыла; подача пара в зал (он же туман, он же дым); фронтальный общий ветер; мигание стробоскопов; мыльные пузыри; ароматический пар (создаётся специальными устройствами путём смешения ароматов).

Рисунок 12 – кресло с распылителем