Телекинопрое́ктор , телекинопереда́тчик , телекинода́тчик — устройство для преобразования изображения на киноплёнке в телевизионный видеосигнал . По ГОСТ 21879—88 телекинодатчиком считается телевизионный датчик, предназначенный для телевизионного анализа передаваемого кинофильма при помощи оптоэлектронного преобразования . При наличии на воспроизводимой фильмокопии совмещённой фонограммы она также преобразуется в звуковой сигнал. Первые телекинопроекторы были неотъемлемой частью телевизионного вещания . В настоящее время они часто сочетают функции сканера киноплёнки и кроме телевидения применяются в цифровом кинопроизводстве и для архивирования кинофильмов.

Принцип действия

Телекинопроектор состоит из лентопротяжного механизма , перемещающего киноплёнку, и считывающего устройства, преобразующего оптическое изображение в видеосигнал . Главную сложность телекинопроекции составляет очень малая длительность обратного хода кадровой развёртки , не позволяющая выполнять перемещение киноплёнки на шаг кадра за это время . Поэтому для преобразования изображения с киноплёнки используются технологии проекции отдельных кадриков на мишени передающих трубок «с накоплением» во время обратного хода или «сканирование бегущим лучом», впервые применённое Манфредом фон Арденне в 1931 году .

Последний способ основан на проецировании на киноплёнку изображения специального кинескопа , свет от которого попадает на фотоэлектронный умножитель или лавинный фотодиод . Такая технология телекинопроекции была самой распространённой до появления полупроводниковых преобразователей свет-сигнал, поскольку основана на непрерывном движении киноплёнки. Экран кинескопа сканировался электронным лучом, освещая каждую точку кинокадра синхронно с телевизионной разверткой . Поэтому в каждый момент времени до фотоэлемента доходило разное количество света, зависящее от оптической плотности сканируемой в это время точки киноизображения. В результате, фотоумножитель давал пульсирующий ток , зависящий от колебаний плотности киноплёнки и синхронный с развёрткой кинескопа, то есть видеосигнал. В цветном телевидении использовались три преобразователя света в видеосигнал — по одному на каждый цветовой канал. Цветоделение осуществлялось дихроичными зеркалами или призмами .

Кроме технологии «бегущего луча» использовались трубки с накоплением (чаще всего, супериконоскоп ) и импульсная проекция кадров киноплёнки, движущейся прерывисто . Экспонирование фотокатода происходило в момент обратного хода развёртки, а считывание остаточного потенциального рельефа осуществлялось во время прямого хода коммутирующего луча, одновременно с перемещением плёнки. Технологии «бегущего луча» и «трубок с накоплением» существовали вплоть до начала 1980-х годов, когда появились первые телекинопроекторы, основанные на применении полупроводниковых матриц. ПЗС-матрицы подняли качество преобразования киноизображения и сделали возможным получение кинематографического качества получаемого электронного сигнала. Кроме полнокадровых прямоугольных сенсоров, более характерных для сканеров, в современных телекинопроекторах часто используются линейные однострочные ПЗС, считывающие изображение при непрерывном движении киноплёнки .

Использование телекинопроекции для демонстрации телефильмов в некоторых случаях избавляло от печати позитивной фильмокопии . Считывание изображения осуществлялось непосредственно с негатива с последующим электронным обращением в позитив . Для обеспечения непрерывности кинопоказа в телестудии устанавливались два или более постов телекинопроекции , коммутация изображения с которых осуществлялась специальной оптической системой, чаще всего — зеркалом, направлявшим свет от разных кинопроекторов на передающий модуль . В случае использования технологии «бегущего луча» каждый телекинопроектор оснащался передающими трубками и коммутация осуществлялась видеомикшером . Современное телевидение предусматривает предварительную видеозапись сигнала телекинопроектора с последующей электронной склейкой частей фильма .

Интерполяция частоты кинопроекции

Общемировой стандарт частоты киносъёмки и кинопроекции 24 кадра в секунду не создаёт больших проблем при переводе киноизображения в Европейские телевизионные стандарты разложения , основанные на кадровой частоте в 25 кадров в секунду. Фильмокопия при этом «разгоняется» в телекинопроекторе до 25 кадров в секунду, что практически незаметно для зрителя. Съёмка телефильмов , специально предназначенных для телевидения, ведётся с частотой 25 кадров в секунду .

Более серьёзная проблема возникает при телекинопроекции в американских системах телевидения стандартной и высокой чёткости , которые основаны на кадровой частоте 30 кадров в секунду. Увеличение частоты проекции до 30 кадров в секунду совершенно неприемлемо, так как приводит к ускорению движения на экране, заметному для любого зрителя, а также к значительному искажению звука фонограммы . Прямой перевод изображения, проецируемого с нормальной частотой, приводит к появлению тёмных полос, движущихся по телеэкрану сверху вниз.

Преобразование 3:2

Для разрешения конфликта систем применяется интерполяция кадровой частоты . При этом происходит преобразование, называемое профессионалами 3:2 (три вторых), или, что почти то же самое — 2:3 . В большинстве систем вещательного телевидения используется чересстрочная развертка , что означает передачу каждого кадра изображения двумя полукадрами (полями), каждый из которых содержит только половину строк. Чётные поля содержат чётные строки, а нечётные поля — нечётные. В американских стандартах цветного телевидения за секунду передаётся 59,94 поля. Преобразование 3:2 предполагает добавление третьего поля к каждому второму кадру, передаваемому телекинопроектором. При этом, скорость проекции с 24 кадров в секунду снижается до 23,976. Разница составляет 0,1 % и незаметна для зрителя. Двухчасовой фильм становится длиннее на 7,2 секунды. Сочетание такой скорости кинопроекции с точной частотой 29,97 кадра в секунду стандарта NTSC соответствует соотношению 4:5, то есть 4 кадра фильма по времени равны 5 кадрам видео. Эти 4 кадра при преобразовании «растягиваются» на 5 добавлением двух лишних телевизионных полей, повторяющих соседние. То есть, 4 кадрам киноплёнки в результате соответствуют не 8, а 10 полукадров.

Если кинокадры обозначить, как А, Б, В и Г, то при телекинопроекции кадр А преобразуется в два поля, кадр Б — в три, кадр В — снова в два, а кадр Г — в три. Если назвать поля, получаемые из кинокадра той же буквой, то получится последовательность полей А-а-Б-б-Б-в-В-г-Г-г. Прописными буквами обозначены нечётные поля, строчными — чётные. Количество одинаковых полей будет 2-3-2-3 или, если проще — 2-3. Получаются 5 телевизионных кадров, состоящие из полей: Аа-Бб-Бв-Вг-Гг. Два из пяти телевизионных кадров состоят из полей, попавших из соседних кинокадров. Но для зрителя это незаметно. Цикл преобразования повторяется непрерывно каждые четыре кинокадра. Преобразование 3:2 отличается от 2:3 только тем, что в первом удваивание полей происходит в нечётных кадрах, что лучше соответствует современным стандартам кодирования SMPTE . На заре телекинопроекции для удвоения полей использовались специальные запоминающие устройства (линии задержки), вмещавшие одно поле изображения. Такой способ преобразования неизбежно приводил к « стробированности » изображения, заметному для зрителей, но наилучшим образом решал проблему. Аналогичные технологии применялись в кинорегистраторах видеосигнала , работавших на стандартной частоте киносъёмки, и при переводе видеозаписей, сделанных в американском стандарте разложения в европейский и наоборот. В настоящее время для преобразования кадровых частот разных стандартов разложения применяется компьютерная интерполяция , при которой вычисляются промежуточные кадры . Это устраняет стробированность и другие артефакты движения в видео.

Преобразование 2:2

При телекинопроекции в европейском стандарте разложения, ускорение киноплёнки до 25 кадров в секунду приводит к ускорению движения и фонограммы всего на 4 процента. Это почти незаметно для зрителя, однако звук становится выше на 0,7067 полутона . Эффект можно компенсировать электронным понижением тона звукового сопровождения, что не всегда приемлемо. Поэтому при телекинопроекции музыкальных фильмов или фильмов, где скорость движения особенно важна, применяется добавление лишнего поля к каждому 12-му кадру. Современная компьютерная интерполяция позволяет преобразовывать 24 кадра в секунду в 25 с высокой точностью и плавностью.

Другие стандарты преобразования

Преобразование кадровой частоты также применяется при телекинопроекции фильмов, снятых с «немой скоростью», то есть с частотой, стандартной для немого кинематографа — 16 кадров в секунду или других. Это относится и к любительским киносъёмкам, сделанным с частотой 18 кадров в секунду, стандартной для формата киноплёнки «Супер-8».

• 16 к/сек в европейский стандарт 25 к/сек - преобразование 3:3:3:3:3:3:3:4. Лучший результат даёт изменение частоты проекции до 16,67 кадров в секунду. В этом случае преобразование упрощается до знакомого 3:2.
• 16 к/сек (точная частота 15,985) при переводе в 30 кадров в секунду (29,97) применяется преобразование 3:4:4:4
• 18 к/сек (точная частота 17,982) в частоту 30 к/сек требует преобразования 3:3:4.

Технологии преобразования частоты кинопроекции в американскую кадровую частоту 30 к/сек привносит в изображение неизбежную стробированность , слабую, но заметную, особенно при медленном панорамировании камеры. Поэтому в странах, где принят американский телевизионный стандарт разложения, существуют технологии, позволяющие высококачественный просмотр кинофильмов на бытовых видеоплеерах. Некоторые высококачественные DVD -плееры или видеомагнитофоны способны распознавать преобразованное видео и производить обратное преобразование для демонстрации с исходной частотой кинопроекции в 24 кадра в секунду. Эта технология называется «обратным преобразованием» и предполагает просмотр на высококачественном мониторе с прогрессивной разверткой .

Качество телекинопроекции

Особенностью показа кинофильма на киноплёнке по телевидению является ухудшение градационных характеристик изображения и уменьшение количества полутонов . Телекинопроекция обычной чёрно-белой фильмокопии, предназначенной для кинотеатров , приводит к получению на телеэкране контрастного изображения с грубыми полутонами. Ещё сложнее обстоит дело при телекинопроекции цветных фильмов. Поэтому, для демонстрации по телевидению печатаются специальные фильмокопии с пониженным контрастом, чтобы скомпенсировать искажения, привносимые элементами телекинопроектора . Компания Eastman Kodak выпускает специальный тип киноплёнки «Teleprint Film» для печати фильмокопий, предназначенных для телекинопроекции .

См. также

• Кинопроектор
• Сканер киноплёнки
• Телевидение
• Частота кадров

Примечания

Литература

• Е. А. Иофис. Глава VIII. Демонстрационный процесс // . — 2-е изд. — М. : «Искусство», 1980. — С. 221—224. — 239 с.

• Д. Г. Чекалин. (рус.) // «Мир техники кино» : журнал. — 2007. — № 5 . — С. 27—34 . — ISSN .

• В. Е. Джакония. Телевидение. — М. : «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 319—322. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1 .

• И. В. Газеева, С. А. Кузнецов. // Современные киноплёнки для фильмопроизводства / Тарасов Б. Н.. — СПб.,: Изд. СПбГУКиТ, 2010. — 40 с.

• Тельнов Н. И. Современная телекинопередающая аппаратура (рус.) // «Техника кино и телевидения» : журнал. — 1972. — № 11 .