Процесс видеосъёмки в эпоху, когда разрешение экрана выражается всё большим количеством «K», это не просто вопрос более широкого и более подвижного набора цветных точек. Повышенная частота кадров, расширенный динамический диапазон, более широкая цветовая гамма, применяемые в стандартах разрешения 4K и выше, – внедрение всех этих функций несёт в себе целый ряд сложностей, которые взаимосвязаны с прочими элементами производства. На прошедшей технической конференции SMPTE 2015 Джим ДеФилиппис, Клаус Вебер и Хироаки Ивасаки приложили максимум усилий для того, чтобы разъяснить собравшимся различные аспекты данных нововведений, призванных изменить мир видео.

[quote_box_center]«Чем выше частота кадров, тем меньше время выдержки, однако при большей длительности времени выдержки увеличивается размытость, – говорит консультант по вопросам технологий вещания и менеджер программ SMPTE Джим ДеФилиппис. – Сокращение времени выдержки означает меньшее размытие при движении и большее дрожание и постробирование».[/quote_box_center]

ДеФилиппис, доктор Кори Карбонара и доктор Майкл Корпи из университете Бэйлора начали поиск наилучшего сочетания показателей частоты кадров, времени выдержки, освещённости и частоты обновления.

В первую очередь, встаёт вопрос о том, что же значит термин «достаточно высокая скорость». ДеФиллиппис отметил, что в те времена, когда Огюст и Луи Люмьеры впервые показывали возможности кино, скорость в 12 кадров в секунду считалась достаточно быстрой. С появлением телевидения частота кадров была тут же синхронизирована с частотой электрической сети: 30 кадров в секунду при частоте 60 Гц в Соединённых Штатах и 25 кадров в секунду при частоте 50 Гц в Европе. Затем появилась поднесущая цвета, и потребовалось снизить скорость передачи кадров; следовательно, 29,97 кадров в секунду, о которых, к радости аудитории, ДеФилиппис сказал следующее: «Мы не собираемся сегодня говорить о дробных значениях частоты кадров».

Итак, возвращаемся к нашему вопросу: какая скорость является достаточной? В процессе эксперимента, проведённого при участии компании ESPN, ДеФилиппис и его коллеги из университета Бэйлора взглянули на HFR (высокая частота кадров) с двух сторон: проблем производства и приложений.

В плане проблем для HFR характерна потеря чувствительности, требующая больше света, и более короткое время выдержки, породившее проблемы постробирования. Возникает также вопрос о том, каким образом интегрировать HFR-материал в контент с более низкой частотой кадров.

В распоряжении команды была камера Sony F65, работающая на частотах 120Гц и 60Гц с углом задвижки 80, 180 и 360 градусов, при этом использовались различные движения камеры, дающие возможность панорамирования, наклона и увеличения изображения. При угле в 90 градусов не наблюдалось размытия, однако при съёмке движущихся объектов присутствовали артефакты в виде дрожания и постробирования.

На уровне приложений команда выбрала три сценария для съёмок: белый автомобиль в движении, танцор на двух различных фонах и «битва пиратов на мечах» на фоне зелёного экрана; съёмки велись с частотой 24 кадра в секунду, 120 Гц.

По словам ДеФилипписа, уровень наружного освещения не играл роли для частоты кадров или угла задвижки. Уровень освещения при павильонных съёмках, впрочем, оказался критичным при высокой частоте кадров и более коротких параметрах угла задвижки, к примеру – в последовательности танца. При съёмках на фоне зелёного экрана проблема состояла в том, чтобы найти оптимальный уровень освещённости для сбалансирования цветовой температуры, – отметил он.

В итоге ДеФилиппис заявил, что съёмки с более высокой частотой кадров требуют некоторого планирования в плане выбора позиции, освещения и угла задвижки. Переход к более низкой частоте кадров может быть сглажен компенсацией движения, а переменная частота кадров может быть новым инструментом для съёмок. Последний пункт ДеФилиппис проиллюстрировал потрясающей видеозаписью танца с переменной частотой кадров.

Вебер, старший продакт-менеджер отдела видеокамер в Grass Valley, исследовал колориметрию, чувствительность, высокую частоту кадров и расширенный динамический диапазон. Из всех этих параметров, по его мнению, наибольшую финансовую отдачу может принести использование HDR. Благодаря применению данной технологии мы получаем более естественную картинку, что, в общем-то, и неудивительно, поскольку в естественной среде мы имеем высокий уровень контрастности. Пиковая яркость может достигать 10 000 нит – в то время как предел яркости привычного телевизора составляет всего 300 нит.

Он описал «упрощённый приём» использования HDR, благодаря которому диапазон способностей камеры захватывать пиковые показатели яркого и тёмного значительно расширяется. Он отметил, что в современных камерах этот диапазон составляет от 400 до 800%, однако обычно он ужимается до 100%. Упрощённый подход включает тональное отображение диапазона с определённой кривой, благодаря чему дисплей может давать 600 нит и более.

Вебер отметил, что КМОП-датчики способны поддерживать «огромный» динамический диапазон – от 120 до 160 dB, добавив, что самые последние модели вещательных камер снабжены КМОП-датчиками. Данные HDR-камеры менее чувствительны к установкам выдержки, чем модели со стандартным динамическим диапазоном, – отметил он. Во время испытаний, проведённых по всей Европе, HDR-камеры дали «почти идеальное» изображение при 800%-сверхвыдержке, а также «приемлемое» изображение при сверхвыдержке в 4000%.

Ивасаки, отвечающий в компании Panasonic за исследования в сфере осветительных приложений, рассмотрел возможности цветопередачи при различных типах освещения, обратив особое внимание на светодиоды. Использование LED в телевизионном производстве набирает обороты, заявил Ивасаки, посему необходимо изучить их свойства для цветопередачи в 4K.

Он указал на «компромисс» между свойствами цветопередачи и световой эффективности различных типов LED-освещения. К примеру, наиболее часто используемый вид LED-освещения – синие LED с использованием жёлтого фосфора – имеют низкую цветопередачу и высокую светимость. Синие LED с использованием красного и зелёного фосфора имеют как высокую светимость, так и высокую цветопередачу.

Впрочем, отметил он, цветопередача 4K-камер является более чёткой, чем цветопередача HD-камер – даже при использовании LED-освещения. Следовательно, 4K-камеры являются более чувствительными, чем HD-камеры, благодаря цветопередающим свойствам LED – в силу чёткости цветопередачи последних.

Команда исследователей, работающая под руководством Ивасаки, рекомендовала параметры Ra> 90 и R9> 80 для 4K/Ultra HD производства.