Съемка с частотой до нескольких сот или тысяч кадров в секунду: Скоростная киносъёмка с частотой до нескольких сот или тысяч кадров в секунду, 5 (пять) букв

Скоростная съёмка процессов / Хабр

Уже с появлением первой фиксации происходящего на пленку – у людей появилось желание запечатлеть не только нечто примечательное, но и что-то, очень быстропротекающее: молнию, падающую каплю воды и т.д. С совершенствованием техники возможности увеличивались, и появилась возможность детально снимать даже весьма быстрые процессы – вроде взрыва атомной бомбы. В этой статье мы постараемся обзорно изучить съёмку быстрых процессов, и как она осуществляется.

Ускоренная съёмка — кино- или видеосъёмка с частотой от 32 до 200 кадров в секунду. Используется для получения эффекта замедленного движения при проекции фильма со стандартной частотой кадров, а также в научных целях. Ещё одно распространённое название этой разновидности съёмки — рапи́д (от фр. rapide — быстрый).

Ускоренная съёмка осуществляется специализированными видеокамерами или киносъёмочными аппаратами традиционной конструкции с прерывистым движением киноплёнки при помощи скачкового механизма (часть лентопротяжного механизма киноаппарата, производящая прерывистое перемещение киноплёнки на шаг кадра. Используется в киносъёмочной, кинопроекционной и кинокопировальной аппаратуре. Благодаря действию скачкового механизма киноплёнка во время экспонирования или проекции одного кадра находится в покое, а затем быстро перемещается к следующему):

Принцип действия скачкового механизма. Автор картинки: Runner1616

Она служит, главным образом, для получения движущегося изображения с замедлением времени, в том числе при трюковых съёмках уменьшенных макетов.

Скоростная съёмка (Ультра-рапид) — кино- или видеосъёмка с частотой от 200 до 10 000 кадров в секунду. Осуществляется специальными видеокамерами или киноаппаратурой при непрерывном движении киноплёнки или на неподвижный фотоматериал с использованием различных оптических и электронных способов коммутации света. Иногда такая разновидность съёмки называется высокоскоростной фотографией, а устройства — скоростными фоторегистраторами. В 1948 году Общество инженеров кино и телевидения (SMPTE) узаконило определение скоростной съёмки, которой считается любой способ фиксации движущегося изображения с частотой, превышающей 128 кадров в секунду и предусматривающей создание как минимум трёх последовательных снимков. 9 кадров в секунду. Киноплёнка при таком методе съёмки остаётся неподвижной в процессе экспонирования, а движутся образующие изображение пучки света, сформированные оптической системой. В некоторых системах высокоскоростной киносъёмки используются линзовые растры или волоконная оптика. В последних случаях запись не содержит цельного изображения и для его воспроизведения на экране требуются дешифровка и печать на обычной киноплёнке с помощью специальных типов.

Ускоренная съёмка позволяет замедлить движение на экране и рассмотреть его во всех подробностях. Это актуально, например, при съёмках спортивных соревнований, когда необходимо определить победителя или оценить точность выполнения упражнений. В кино о спорте ускоренную киносъёмку одной из первых использовала Лени Рифеншталь при создании фильма «Олимпия». В постановочном кинематографе ускоренная съёмка используется как выразительное средство, например, чтобы показать действия героя «во сне» или в момент эмоционального потрясения. Иногда повышенная частота устанавливается в кинокамере для имитации слабой гравитации и невесомости. Ускоренная съёмка (обычно 80—100 кадров в секунду) обязательна при создании комбинированных кинокадров с уменьшенными макетами: замедление движения позволяет сохранить достоверность действия, несмотря на небольшие размеры декораций.

Замедление темпа движения на экране возможно не только за счёт увеличения частоты киносъёмки, но и за счёт замедления киноплёнки в кинопроекторе или магнитной ленты в видеомагнитофоне с динамическим трекингом. Этот способ в 1970-х годах нашёл широкое применение в показах замедленных повторов при телетрансляциях спортивных мероприятий.

Первые опыты замедленных повторов стали возможны уже в 1934 году на немецком телевидении после начала эксплуатации кинотелевизионной системы «Цвишенфильм» с промежуточной киноплёнкой, однако для вещания система оказалась слишком неудобной, уступив место электронным камерам. Первое устройство «HS-100», пригодное для электронных трансляций замедленных видеоповторов соревнований, было выпущено только в марте 1967 года американской компанией Ampex. Устройство воспроизводило одни и те же телевизионные поля по нескольку раз, замедляя движение на экранах телевизоров.

В кинематографе замедлить движение, снятое с нормальной частотой, можно таким же образом путём кратного размножения каждого кадрика на специальном кинокопировальном аппарате трюковой печати. Двухкратная печать каждого кадрика даёт на экране двухкратное замедление, соответствующее такому же увеличению частоты съёмки или уменьшению частоты проекции.

Однако при таком способе замедления движение на экране становится прерывистым, а некоторые фазы быстропротекающих процессов вообще невидимы, поскольку при съёмке попадают в интервал между снятыми кадрами. При сильном замедлении проекции до 1—2 кадров в секунду изображение становится похожим на слайд-шоу. Поэтому в большинстве случаев для замедления движения на экране предпочтительно использование ускоренной съёмки. В настоящее время для осуществления замедленных повторов на телевидении (Ultra Motion повторы в прямом эфире) выпускаются специальные вещательные системы, состоящие из высокоскоростной передающей камеры, видеосервера и контроллера, позволяющего замедленно воспроизвести с сервера любой момент отснятого действия. При этом движение на экране остаётся плавным за счёт высокой частоты съёмки камеры до 250 кадров в секунду.

В отличие от ускоренной съёмки, используемой, главным образом, в научно-популярном и художественном кинематографе, а также в спортивном телевещании, скоростная и высокоскоростная запись изображения применяются для исследования быстропротекающих процессов в науке и технике. Первые опыты с хронофотографией, ставшей прообразом кинематографа, проводились с теми же целями, позволяя изучать явления, недоступные человеческому восприятию. Наиболее известным примером таких исследований являются опыты Эдварда Мэйбриджа по фиксации фаз лошадиного галопа, позволившие определить момент отрыва от земли всех четырёх ног.

Источник картинки: www.wikipedia.org

Современная аппаратура позволяет снимать от нескольких тысяч до десятков миллионов кадров в секунду, делая возможным наблюдение очень быстрых процессов. Высокоскоростные цифровые устройства применяются в науке и промышленности для анализа краш-тестов, детонации, искровых разрядов и других явлений:

Полученные в лабораторных условиях кадры позволяют точно измерить параметры движения, и в конечном счёте улучшить конструкцию изделий или проверить научную теорию. Иногда эти съёмки используются в качестве иллюстрации в документальных и научно-популярных фильмах.

Современные технологии скоростной съёмки позволяют снимать со скоростью до 25 млн кадров в секунду, что делает возможным съёмку даже летящего артиллерийского снаряда. При данной съёмке используется достаточно старый приём, который впервые был применён при съёмке ядерного взрыва, при испытании атомной бомбы в манхэттенском проекте. При этом использовалась камера Fastex, которая могла снимать со скоростью до 10 000 кадров в секунду или один кадр в 100 микросекунд.

Хотя на тот момент уже существовали камеры позволяющие снимать с гораздо большей скоростью. В качестве примера такой камеры, можно привести, например, камеру под названием Marley, разработанную британским физиком, которая позволяла вести съёмку со скоростью до 100 000 кадров в секунду. Это камера состояла из вращающегося зеркала и массива линз внутри изогнутого корпуса. Каждая линза была установлена таким образом, чтобы фокусироваться на отдельном участке плёнки, закреплённой на краю корпуса. Такое устройство позволяло записывать до 50 изображений на 100 000 кадров в секунду.

Говоря же о современной технологии съёмки быстрых процессов типа артиллерийского снаряда, то там используется сочетание камеры и быстро движущегося зеркала, которое вращается с той же скоростью, с которой летит и снаряд. С применением такого способа можно держать в поле зрения снаряд на протяжении сотен метров (т.е. в пределах поворота зеркала на 90°), причём, чем быстрее движется снаряд, — тем быстрее должно поворачиваться зеркало.

Современные съёмочные системы позволяют производить съёмку быстро движущихся объектов, с использованием зеркал, управляемых компьютером. Это позволяет отслеживать объекты, имеющие нелинейную скорость, другими словами, объекты могут в процессе движения как ускоряться, так и замедляться.

Источник картинок

Но существует ещё более интересная система, которая использует не просто одно зеркало, управляемое компьютером, а целых 2 зеркала! Например, Токийским университетом был разработан трекер, позволяющий за счёт быстрого перемещения двух зеркал, отслеживать даже теннисный шарик во время игры.

В ролике ниже показаны эти 2 рассмотренные системы — в действии:

В настоящее время, после появления цифровых фотографии и видеозаписи большинство технологий скоростной съёмки, основанных на кинематографических процессах, устарели, поскольку электронные устройства не содержат никаких движущихся частей, ограничивающих быстродействие. ПЗС-матрицы позволяют регистрировать быстропротекающие процессы с частотой до 1000 кадров в секунду. Появление КМОП-матриц стало примером подрывной инновации, позволив снимать миллионы кадров в секунду и полностью заменить киноплёнку.

КМОП-матрица. (Источник картинки: www.wikipedia.org)

Достигнутый в 2011 году уровень быстродействия в 0,58 триллиона кадров в секунду позволяет зафиксировать перемещение светового фронта импульсного лазера. Даже некоторые цифровые компактные фотоаппараты, например, серии «Casio Exilim», уже оснащаются функцией скоростной видеосъёмки с частотой до 1200 кадров в секунду при уменьшенных размерах кадра. В постановочном кинематографе для ускоренных съёмок используются специальные цифровые кинокамеры, среди которых наиболее известны устройства «Phantom», способные снимать до миллиона кадров в секунду.

Но и это не предел!

В 2014 году Учёные из Токийского университета и Университета Кейо в Японии разработали камеру, которая может снимать со скоростью до 4,4 триллиона кадров в секунду. Она была разработана для фиксирования явлений, которые раньше было невозможно заснять, — например, процесс теплопроводности.

В 2015 году Массачусетским технологическим институтом была создана камера, способная снимать 1 триллион кадров в секунду и которая смогла заснять процесс распространения светового фронта:

Но уже в 2018 году появилась камера T-CUP, которая обладает возможностями снимать совершенно потрясающе: 10 ТРИЛЛИОНОВ! кадров в секунду и может в буквальном смысле «замораживать время», так как позволяет захватывать кадр с интервалом в 100 фемтосекунд и позволяет изучать на новом уровне и с высоким разрешением по времени — процесс взаимодействия света и вещества:

Принцип действия камеры T-CUP, на базе фемтосекундных лазеров (Источник картинки

Казалось бы — ну вот и предел! А вот и нет — в 2020 году прошла новость, что исследователями Калифорнийского технологического института была разработана камера на основе технологии «сжатой сверхбыстрой спектральной фотографии» (CUSP) — которая явилась своеобразным «апгрейдом» предыдущей технологии T-CUP. Принцип действия базируется на основе чрезвычайно коротких импульсов лазерного света, каждый из которых длится всего одну фемтосекунду (для справки, — это одна квадриллионная доля секунды).

Система оптики разбивает эти импульсы на ещё более короткие вспышки. Затем каждый из этих импульсов попадает на специальный датчик в камере, создавая изображение. И это происходит с частотой 70 триллионов кадров в секунду!

Схема системы CUSP. Источник картинки

Система CUSP разработана ведущим автором исследования Лихонг Ван. Эта новейшая система работает в семь раз быстрее, чем предыдущая. Ван и его команда считают, что технология CUSP может быть использована для исследования сверхбыстрого мира фундаментальной физики и поможет создать/послужить/помочь в миниатюризации электроники и увеличении её чувствительности.

«Мы предполагаем применение в широком спектре чрезвычайно быстрых явлений, таких как распространение света сверхкоротких длин волн, распространение волн, термоядерный синтез, перенос фотонов в облаках и биологических тканях, а также флуоресцентный распад биомолекул», — говорит Ван.

Процесс разработки новых устройств продолжается и кто знает, чем ещё удивит нас будущее?

Значение слов — сборник словарей на Glosum.ru

Значение слов — сборник словарей на Glosum.ru

• Главная
• Контакты
• Добавить
  слово

Возможно, запрашиваемая Вами страница была перенесена или удалена. Также возможно, Вы допустили
небольшую опечатку при вводе адреса – такое случается, поэтому еще раз внимательно проверьте.

Вы можете продолжить перейдя на главную страницу

• Популярное за все время
• Любовь
• Родина
• Обожать
• Вертеп
• Дружба
• Мужик
• Красота
• Надежда
• Искусство
• Панталык
• Стерва
• Паскуда
• Мир
• Тварь
• Дурак

• за месяц
• Член
• Краля
• Богатый
• Урод
• Бобыль
• Халда
• При
• Справедливость
• Привет
• Жрать
• Лукавый
• Рдеть
• Определение
• Человек
• Язык

• за неделю
• Пелена
• Безалаберный
• Жупел
• Мазурик
• Коллега
• Нравственность
• Ратовать
• Волонтер
• Информация
• Богатырь
• Неистовый
• Друг
• Организация
• Кумир
• Легенда

• за день
• Ублюдок
• Оный
• Юродивый
• Яр
• Дебелый
• История
• Гордость
• Показать
• Басурман
• Тать
• Романтик
• Вовсе
• Царь
• Честь
• Оказия

Важное

• Политика
  конфиденциальности
• Пользовательское
  Соглашение

Наши соц. сети

• Телеграм канал
• Телеграм бот

© 2012–2022

Частота кадров

— все, что вам нужно знать

Что такое частота кадров?

Частота кадров — это частота или скорость, с которой записываются или отображаются последовательные изображения (также называемые кадрами). Он выражается в кадрах в секунду или кадрах в секунду и представляет собой количество кадров, записанных вашей камерой за одну секунду видео. «Частота кадров» в равной степени применима к компьютерной графике, кино- и видеокамерам, а также системам захвата движения. Частота кадров также называется частотой кадров и выражается в герцах. В технических характеристиках электронных камер частота кадров относится к максимально возможной частоте. На практике другие настройки могут снизить частоту до более низкого уровня.

История частоты кадров

Источник изображения: Смеющийся кальмар

На заре кинематографа пленка не была достаточно плавной, чтобы запечатлеть движение с короткой выдержкой. . Вот почему фотографам в 1800-х годах приходилось долго стоять на месте, чтобы сделать снимок. В конце 1880-х годов технический прогресс в области кино означал, что можно было снять большее количество кадров, прокручивая рулон пленки через камеру вручную. Это привело к разной частоте кадров в отрасли: от 14 до 26 кадров в секунду (кадров в секунду). К сожалению, это означало, что движение в реальном времени не фиксировалось последовательно. Со временем к пленочным камерам были добавлены механические рукоятки для стабилизации процесса записи. Однако многие кинематографисты предпочитали снимать определенные сцены с разной частотой кадров для других кинематографических эффектов, таких как сверхбыстрое движение в фильме Чарли Чаплина, что приводило к нарушениям в масштабах всей отрасли.

История частоты кадров для фильмов

Почему частота кадров имеет значение?

Частота кадров сильно влияет на стиль и впечатления от просмотра видео. Разная частота кадров приводит к разным впечатлениям от просмотра. Выбор частоты кадров часто означает рассмотрение нескольких факторов, например, насколько реалистично вы хотите, чтобы ваше видео выглядело, или планируете ли вы использовать такие методы, как замедленное движение или эффекты размытия движения.

Например, голливудские фильмы обычно демонстрируются с частотой 24 кадра в секунду, поскольку эта частота кадров напоминает реальный мир и создает кинематографический вид. Однако видео в прямом эфире или видео с большим количеством движений, например записи спортивных событий или видеоигр, часто имеют более высокую частоту кадров, потому что многое происходит одновременно. Поэтому выберите более высокую частоту кадров, чтобы движение было плавным, а детали четкими. С другой стороны, люди, которые создают анимированные GIF-файлы, часто жертвуют деталями ради файлов меньшего размера и выбирают низкую частоту кадров.

Имеет ли значение частота кадров?

Когда использовать другую частоту кадров?

В большинстве видео используется стандартная частота кадров 24 кадра в секунду, но вы не знаете, когда использовать более высокую частоту кадров или более низкую частоту кадров? Это зависит от того, что вы хотите снять, или эффектов, которые вы хотите объединить в своей работе.

Итак, мы перечислили различные частоты кадров, которые можно выбрать для съемки видео:

• 24 кадра в секунду: Фильмы, потоковое видео (для учета непостоянства скорости соединения), если человек говорит, пейзажи и видео при захвате игры используйте эту скорость для достижения традиционного кинематографического вида.
• 30 кадров в секунду: Прямые телетрансляции, такие как спорт и новости, и большинство телешоу используют эту скорость для повышения качества видео и видеоблогов. В частности, 30 кадров в секунду — это частота кадров для спортивных состязаний, в которых движение должно отображаться более четко и в режиме реального времени.
• 50fps: Скорость чересстрочного поля PAL. Обычно некоторые камеры 1080i HD записывают с такой частотой кадров.
• 94fps: HD-камеры могут записывать с такой частотой кадров. Почти похоже на 60 кадров в секунду, но лучше использовать 59..94, если вы действительно не хотите 60 кадров в секунду. Совместимость с видео NTSC.
• 60 кадров в секунду: Большинство зрителей познакомились с частотой 60 кадров в секунду, поскольку разрешение видео 4K становится все более распространенным. Разрешение 4K обеспечивает отображение с более высокой частотой кадров и придает отснятому материалу удивительно детализированный и реалистичный вид. Эта частота кадров идеальна, если вы хотите записать видеоигру, которая также увеличивает плавность действия.
• 120 кадров в секунду и выше: Эта скорость позволяет создавать замедленное видео и снимать видеоигры с динамичными действиями (драки, стрельба, спортивные игры). При скорости выше 120 кадров в секунду, что является редким явлением для большинства кинематографистов, потребуется высокоскоростная камера, чтобы отснятый материал выглядел естественным и плавным.

Прежде чем начать, определите тип проекта, который вы хотите сделать. Это поможет вам принять правильное решение о том, какую частоту кадров использовать. У каждой скорости есть свои плюсы и минусы, но все они могут помочь вам в создании чего-то завораживающего. Узнайте больше о частоте кадров и секвенсоре или комбинируйте несколько частот кадров, чтобы создать свой неповторимый стиль.

Выбор правильной частоты кадров | Советы по кинопроизводству

Transformers devastator 24fps vs 60fps сравнение

ВИДЕО 8K | Видео мира 8K HDR UltraHD (120 кадров в секунду) | Sony Demo

Частота кадров ОБЪЯСНЕНИЕ – Как редактировать с различной частотой кадров | Momentum Productions

Частота кадров ОБЪЯСНЕНИЕ: Как снимать и редактировать видео со смешанной частотой кадров в Premiere Pro

Как тесно связаны скорость затвора и частота кадров?

Частота кадров тесно связана с выдержкой. Скорость затвора должна быть в два раза больше частоты кадров, что приводит к лучшему зрительному восприятию человеческим глазом. Например, установка видео 30 кадров в секунду предполагает, что скорость затвора установлена ​​​​на 1/60 секунды. Если вы снимаете со скоростью 60 кадров в секунду, выдержка должна быть 1/125 секунды.

Когда скорость затвора слишком мала для частоты кадров, например, если скорость затвора установлена ​​на 1/10 секунды для съемки видео с частотой 30 кадров в секунду, зритель увидит размытое движение. Напротив, если скорость затвора слишком высока для частоты кадров, например, если скорость затвора зафиксирована на 1/120 секунды для съемки видео 30 кадров в секунду, движение объектов будет выглядеть как роботы, как если бы они были сняты в режиме покадровой съемки. .

Частота кадров против. Скорость затвора…. Какая разница?

Что побудило принять 24 кадра в секунду?

Важными факторами, побудившими принять 24 кадра в секунду в качестве отраслевого стандарта, являются:

1. Появление синхронизации звука
2. телепередачи

Поначалу попытки объединить звук в фильм оказались безрезультатными. Тем не менее, к концу 1920-х фонограф и подобные изобретения позволили голливудской индустрии синхронизировать звук во время воспроизведения, начиная с The Jazz Singer 9 1927 года.0118 . Таким образом, по мере того как изображение и звук в фильме становились похожими, кинематографисты перешли от 16 кадров в секунду эпохи немого кино к 24 кадрам в секунду, что было лучшей частотой кадров для понимания звука при использовании наименьшего возможного количества пленки.

Что такое система NTSC и система PAL?

Источник изображения: Оскар Лян

Когда в мире появилось телевидение, оно также изменило формат частоты кадров видео. Поскольку монитор отображает изображения с помощью освещения, частота кадров в секунду определяется тем, сколько изображений можно отсканировать за одну секунду. Существует два способа сканирования изображения:

1. Прогрессивная развертка
2. Чересстрочное сканирование

Прогрессивная развертка, также известная как развертка без чересстрочной развертки, представляет собой настройку, при которой все строки каждого кадра рисуются последовательно. Применение чересстрочной развертки связано с ограничением ширины полосы сигнала. Чересстрочное видео относится к традиционным аналоговым телевизионным системам. Сначала он должен сканировать нечетные строки поля изображения, а затем четные строки. Благодаря быстрому переключению двух «полукадровых» изображений получается полное изображение.

В соответствии с приведенной выше теорией, «p» означает прогрессивную развертку, а «i» означает чересстрочную развертку. Например, «1080p 24» указывает на разрешение Full HD (1920×1080), которое формируется за счет 24 «полных кадров» прогрессивной развертки в секунду. А «1080i 30» показывает, что изображение Full HD создается с помощью 60 «полукадров» чересстрочной развертки в секунду.

Национальный комитет телевизионной системы (NTSC) в Соединенных Штатах Америки разработал частоту чересстрочной развертки 60 Гц (такую ​​же, как частота переменного тока (AC)), чтобы избежать шума и помех, создаваемых текущими и телевизионными сигналами при разных частотах. частоты. Таким образом создаются частоты кадров 30 кадров в секунду и 60 кадров в секунду. Система Национального комитета по телевизионным системам (NTSC) применяется в США и Канаде, Корее, Японии, Филиппинах и Тайване.

Вы когда-нибудь замечали, что некоторые видеоустройства показывают в характеристиках 29,97 и 59,94 кадров в секунду? Когда был изобретен цветной телевизор, цветовой сигнал был добавлен к видеосигналу. К сожалению, частота цветового сигнала перекрывается со звуковым сигналом. Так, чтобы предотвратить помехи между видео и аудио сигналами, американские инженеры занижают 0,1% от 30 кадров в секунду. Поэтому частота кадров цветного телевизора была изменена с 30 кадров в секунду до 29,97 кадров в секунду, а 60 кадров в секунду — на 59,94 кадров в секунду.

По сравнению с системой NTSC немецкий производитель телевизоров Telefunken разработал систему PAL. Система PAL использует 25 кадров в секунду и 50 кадров в секунду, потому что частота переменного тока составляет 50 герц (Гц). За исключением Франции, многие европейские страны, страны Ближнего Востока и Китай используют систему PAL.

Теперь вещательная индустрия использует 30 кадров в секунду (система NTSC) и 25 кадров в секунду (система PAL) в качестве частоты кадров для видеопроизводства. Поскольку частота сети переменного тока различается в зависимости от региона и страны, перед съемкой видео обязательно установите соответствующую систему. И наоборот, попробуйте снять видео не на той системе; например, если вы снимаете видео с частотой кадров системы PAL в США, вы обнаружите, что изображение мерцает.

Разница между NTSC и PAL