WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 74 | 75 || 77 | 78 |   ...   | 95 |

«ОСНОВЫ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ О.Ф.Гребенников, Г.В.Тихомирова ОСНОВЫ ЗАПИСИ И ...»

-- [ Страница 76 ] --

Опыт показывает, что при небольших скоростях движения изображения при проекции кинофильмов, снятых обычными киносъемочными аппаратами с коэффициентом обтюрации равным 0,5, прерывистость движения изображения практически незаметна зрителю. Это объясняется тем, что фильтрация временных частот киносъемочным аппаратом дополняется фильтрацией пространственных частот всей кинематографической системой, включая зрительный анализатор наблюдателя. Действительно, если даже киносъемочный аппарат не осуществляет фильтрацию временных частот (угол раскрытия обтюратора весьма мал), то в изображении всегда имеет место некоторое размытие, вызванное фильтрацией пространственных частот. Поэтому при небольших скоростях перемещения изображения общая нерезкость изображения скрывает прерывистость его перемещения по экрану. Найдем максимальную скорость перемещения изображения, при которой прерывистость движения изображения незаметна.

Итоговую пространственно-временную импульсную реакцию вдоль оси х F ои т (x) определяет свертка характеристики сдвига и пространственной импульсной реакции системы, т.е. ФРЛ:

характеристику обтюрации и коэффициент обтюрации 0,5, то протяженность характеристики сдвига вдоль оси х равна V х T c /2.

Протяженность вдоль той же оси функции F л (x) приближенно равна 2/N, где N - разрешающая способность всей системы. Протяженность свертки равна сумме протяженностей сворачиваемых функций, поэтому величина размытости изображения приближенно равна На рис.8.29 показан примерный вид функции F о и т (x). Если принять, что х р а з м =2V х T с, то последовательные изображения перекрывают друг друга, как это показано на рисунке, и прерывистость движения изображения мало заметна. Это имеет место при условии Отсюда находим Рис.8.29. Размытость в последовательных изображениях кинематографической системы, включая зрительный анализатор, на поверхности сетчатки глаза составляет 60 мм - 1. Если линейное увеличение от сетчатки к фильмокопии з а =0,25, то на поверхности фильмокопии разрешающая способность будет равна N=600,25= мм - 1. При частоте кинопроекции 24 кадр/с имеем Примерно такая же величина допустимой скорости движения изображения по поверхности фильмокопии была найдена в результате экспериментов.

Указанная допустимая скорость движения изображения по поверхности фильмокопии достаточно мала. Она часто оценивается допустимым межкадровым сдвигом изображения, примерно равным 0,1 мм. Превышение скорости движения изображения выше допустимой приводит к заметной прерывистости движения изображения. Наиболее взыскательные кинооператоры стремятся не превышать приведенную выше допустимую скорость движения изображения. Это, естественно, ограничивает творческие возможности постановщиков кинофильмов.

Рассмотрим возможность расширения допустимой скорости движения изображения по поверхности фильмокопии, а следовательно, и по киноэкрану. Формула (8.54) выведена из предположения о том, что коэффициент обтюрации киносъемочного аппарата равен о =0,5. Если принять, что о =1,0, то формула (8.54) примет вид V х 2 c /N и допустимая скорость перемещения изображения для принятых выше параметров системы возрастет до 3,2 мм/с. При увеличении же коэффициента обтюрации до о = скорость перемещения изображения может быть сколь угодно большой - прерывистости движения изображения зритель не заметит.

Однако при этом значительно возрастет смаз изображения, который раздражает зрителя не меньше чем прерывистость его движения.

Только этим можно объяснить то, что в существующих киносъемочных аппаратах не предпринимают особых мер к значительному повышению коэффициента обтюрации.

Другим путем повышения допустимой скорости движения изображения является повышение частоты как киносъемки, так и кинопроекции. Из формулы (8.54) следует, что при повышении частоты с от 24 до 48 кадр/с допустимая скорость перемещения изображения возрастает в два раза, т.е., для приведенных выше параметров системы, до 4,26 мм/с. Если одновременно повысить коэффициент обтюрации киносъемочного аппарата до 1,0, то допустимая скорость движения изображения возрастет до 6,4 мм/с.

При данной частоте кинопроекции и коэффициенте обтюрации смаз изображения не превысит имеющего место в современном допустимым.

Из формулы (8.49) также следует то, что по мере снижения разрешающей способности N системы допустимая скорость перемещения изображения увеличивается. Поэтому в малоформатной кинематографии (16- и 8-мм), а также в кинотелевизионных системах прерывистость движения изображения менее заметна, чем в 35-мм кинематографе. Заметность прерывистости движения изображения возрастает по мере повышения четкости изображения.

Таким образом, устранения заметности прерывистости движения без дополнительного размытия движущегося изображения возможно достичь увеличением частоты кинопроекции до 48 - 96 кадр/с при коэффициенте обтюрации киносъемочного аппарата равном 1 - соответственно.

Проведенный анализ выполнен в предположении о том, что зритель рассматривает движущееся изображение на экране при неподвижном относительно экрана взоре. В этом случае зрительный анализатор фиксирует взор на изображениях, которые неподвижны относительно киноэкрана, на поверхности которого перемещается изображение светящейся точки. На поверхности сетчатки глаза изображение экрана будет неподвижным, а изображение светящейся точки будет перемещаться точно так же, как по поверхности экрана (рис.8.28).

Рассмотрим теперь случай, когда наблюдатель следит взором за перемещающимся относительно экрана изображением. В данном случае зритель следит за перемещающимся по экрану изображением таким образом, что оно остается практически неподвижным относительно сетчатки, а изображение экрана и все неподвижные относительно экрана изображения перемещаются по поверхности сетчатки.



Пусть объектом, как и ранее, является светящаяся точка, изображение которой перемещается в направлении оси х с поверхности сетчатки со скоростью V с. Положим вначале, что киносъемочный аппарат, кинопроектор и зрительный анализатор не осуществляют фильтрацию временных частот, а вся система фильтрацию пространственных частот. Тогда изображение точки на поверхности сетчатки, т.е. пространственно-временную импульсную реакцию, опишет функция, аналогичная равенству (8.50):

а изображение движущейся точки определит выражение n=На рис.8.30,а показаны положения изображения светящейся точки на поверхности сетчатки. Из рисунка следует, что, в отличие от первого случая (см.рис.8.28,а), изображения точки неподвижны относительно оси х с, но мелькают с частотой кинопроекции. Как показано в нижней части рисунка, размытость изображения полностью отсутствует.

Положим теперь, что фильтрацию временных частот осуществляет только кинопроектор с двухлопастным обтюратором и коэффициентом обтюрации 0,5. Его характеристику обтюрации опишет функция F о к п (t)=2T c - 1 {rect[4(t-T с /4)/T с ]+rect[4(t+T с /4)/T с ]}, а изображение на сетчатке - равенство Подставив в данное выражение значения функций F 1 (x с,t) и F о к п (t) и выполнив интегрирование, находим Рис.8.30. Изображения движущих ся объектов на сетчатке глаза Из анализа рис.8.30,б следует, что в данном случае изображение точки оказалось раздвоенным (см.нижнюю часть рисунка). Причем поскольку каждая часть изображения образована на своих участках сетчатки глаза, то наблюдатель воспримет его мелькающим с частотой кинопроекции равной 24 кадр/с. Кроме того, изображение будет в течение периода смены кадров плавно двигаться влево, а затем скачком перемещаться в направлении действительного движения изображения точки. Поэтому наблюдатель воспримет изображение точки колеблющимся (дрожащим) относительно своего среднего положения. Хотя киносъемочный аппарат не осуществлял фильтрацию временных частот и протяженность характеристики сдвига равна нулю, но воспринимаемое изображение будет несколько размытым. Величина этого размытия составляет Учтем теперь фильтрующее действие киносъемочного аппарата, считая, что он имеет прямоугольную характеристику обтюрации и коэффициент обтюрации 0,5. Тогда характеристику сдвига определит функция а изображение на сетчатке F(x c,t)=F 2 (x c,t)F с д в (x с ).

В результате имеем На рис.8.30,в показаны положения последовательных изображений движущейся точки. Из анализа рисунка следует, что в данном случае раздвоенное изображение слилось в единое, но размытость х р а з м изображения теперь равна сумме размытости х к п, обусловленной кинопроектором, и характеристики сдвига х с д в, т.е.

Из рисунка следует также то, что изображение точки, как и в предыдущем случае, совершает колебания, а его края мелькают с частотой кинопроекции, не подавляемой зрительным анализатором.

Вполне понятно, что подобные явления будут иметь место при проекции изображения не только светящейся точки, но и изображения протяженных объектов. На рис.8.30,г показано изменение во времени и пространстве изображения края протяженного объекта, перемещающегося вдоль оси х с и отслеживаемого взором наблюдателя. Из рисунка следует, что в изображении края объекта образуется мелькающая и колеблющаяся кайма шириной 3V c T c /4. Данный вид искажений называют дроблением изображения.

Дробление изображения невозможно устранить ни усилением фильтрующего действия кинопроекционного аппарата, ни усилением фильтрующего действия киносъемочного аппарата. Подтверждением тому служат рис.8.30,д и е. На рис.8.30,д приведены положения изображения светящейся точки при коэффициенте обтюрации киносъемочного аппарата равном единице, а на рис.8.30,е показан случай, когда коэффициент обтюрации кинопроектора равен единице, а киносъемочного аппарата 0,5. Из анализа приведенных рисунков следует, что усиление фильтрующего действия как кинопроекционного, так и киносъемочного аппаратов нисколько не снижает дробление изображения, а лишь увеличивает его размытие.

Фильтрация пространственных частот всей кинематографической системой, включая зрительный анализатор, несколько снижает заметность дробления изображения, но увеличивает его размытие.

При малых скоростях движения изображения фильтрация пространственных частот почти полностью скрадывает дробление изображения и мы его не замечаем. Для обычного 35-мм кинематографа (рис.8.30,в) это имеет место при выполнении условия поверхности сетчатки глаза. Следовательно, Считая, как и ранее, N c =60 мм - 1 и c =24 кадр/с, имеем Поскольку линейное увеличение от сетчатки глаза к фильмокопии равно з а =0,25, то скорость перемещения изображения по поверхности фильмокопии не должна превышать Это значение примерно соответствует допустимой скорости (V=2,13 мм/с) движения изображения по поверхности фильмокопии, при которой зрителю не заметна прерывистость движения изображения. Следовательно, если межкадровый сдвиг изображения не превышает 0,1 мм, то на экране не будет заметно ни прерывистости движения изображения, ни его дробления.

изображением имеет место не только дробление изображения, но и его повышенная размытость. Причем в данном случае, в отличие от наблюдения движущегося изображения при неподвижном взоре, размытость будет неестественной. Действительно, если мы сопровождаем взором наблюдаемый предмет в реальной жизни, то размытость его изображения отсутствует. Например, если следить за полетом искры над костром, то эту искру мы воспринимаем абсолютно четкой. При слежении же взором за перемещающимся по экрану изображением его дополнительной размытости не будет только в случае полного отсутствия фильтрации временных частот как киносъемочным аппаратом, так и кинопроектором (см.рис.8.30,а). Однако при этом будет наиболее заметна прерывистость движения изображения (см.рис.8.28,а).



Pages:     | 1 |   ...   | 74 | 75 || 77 | 78 |   ...   | 95 |