Pełna klatka
Co to jest pełna klatka?
W największym uproszczeniu wyróżnikami pełnoklatkowego przetwornika obrazu są duże wymiary (36 x 24 mm) i zdolność nadawania obrazowi charakterystycznego wyglądu. Przetwornik tego typu ma ponad dwa razy większą powierzchnię niż matryca Super 35mm. Cechuje go też szerszy kąt widzenia i mniejsza głębia ostrości.
Przetworniki pełnoklatkowe to zdecydowanie największe matryce będące obecnie w powszechnym użyciu. Uważa się je także za szczytowe rozwiązanie dla kinematografii cyfrowej. Wynika to zarówno z zalet samej matrycy, jak i wielu nowocześniejszych technologii wspomagających.
Nieograniczone możliwości dzięki pełnej klatce: polecamy piękne materiały filmowe z kamer FX9 i VENICE
Rodowód pełnej klatki
Historia „pełnej klatki” sięga początków XX w. To właśnie wtedy standardem w przemyśle filmowym stała się taśma 35 mm, a po niej filmy formatu 135 stosowane przez dekady w aparatach małoobrazkowych. W tradycyjnej produkcji filmowej taśma przemieszcza się pionowo przez filmującą kamerę, która pozwala na wybór różnych formatów obrazu.
W jednym z nich, zwanym 3 Perf, do utrwalenia jednej klatki obrazu wykorzystywane są tylko 3 otwory perforacji. Taka klatka, mająca szerokoekranowy format i wymiary 24,89 x 14 mm, jest powszechnie określana mianem Super 35mm. Film w aparacie fotograficznym przemieszcza się z kolei poziomo, pozwalając na użycie największego z popularnych formatów obrazu, jakie stosuje się na filmach 35 mm: jest to właśnie „pełna klatka” o wymiarach 36 na 24 milimetry, wykorzystująca aż 8 otworów perforacji.
Na przełomie XXI wieku kamery cyfrowe z przetwornikami formatu Super 35 (w tym Sony F35) zaczęły dorównywać tradycyjnym kamerom filmowym, a w Hollywood i na całym świecie zaczęła się cyfrowa rewolucja. Producenci kamer chcieli jednak, by nowa generacja miała przetworniki większe niż Super 35. Znacznie większe.
Znany filmowiec Alister Chapman pokazuje zalety i twórczy potencjał filmowania pełnoklatkowym przetwornikiem
Zalety pełnoklatkowych przetworników obrazu
Przetwornik pełnoklatkowy ma wymiary klatki filmu małoobrazkowego (35 mm). Dzięki temu na nowych aparatach cyfrowych można używać obiektywów i adapterów ze starszych modeli na filmy, zachowując identyczne wrażenie, zasady wykonywania zdjęć, kadrowanie, ostrość i głębię ostrości. Zapewnia to również zgodność wstecz z formatem Super 35 i innymi.
Szersze pole widzenia
Ponieważ pełnoklatkowy przetwornik obrazu jest większy niż Super 35mm, w naturalny sposób utrwala szerszy obraz. Podczas zdjęć z tego samego miejsca przy użyciu tego samego obiektywu kamera pełnoklatkowa pozwala objąć większy fragment sceny. Bywa to użyteczne. W zilustrowaniu tego pomogą poniższe obrazy.
Pełna klatka (16:9)
Super 35mm (16:9)
Twórcza głębia ostrości
Pełnoklatkowe przetworniki obrazu pozwalają uzyskać małą głębię ostrości i w pełni wykorzystać twórczy potencjał obiektywów z dużymi otworami przysłony. Jeśli pełnoklatkowy przetwornik obrazu zostanie połączony z obiektywem z dużym maksymalnym otworem przysłony, łatwo jest uzyskać bardzo małą głębię ostrości. Można wtedy eksponować wybrane elementy sceny, podczas gdy obiekty znajdujące się w mniejszej i większej odległości staną się nieostre. W rezultacie widzowie będą podświadomie koncentrować się na określonych obiektach, zgodnie z intencją scenariusza lub narracji.
Mała głębia ostrości
Duża głębia ostrości
Elastyczność wyboru formatu dzięki pełnoklatkowej matrycy
Zastosowanie pełnoklatkowego przetwornika obrazu, zwłaszcza o rozdzielczości 6K, umożliwia filmowanie w różnych formatach poprzez wybór różnych obszarów odczytu. Pełnoklatkowy przetwornik obrazu 6K może natywnie utrwalać obraz w trybie 4K super 35mm oraz w wielu trybach anamorficznych*1, w tym 35mm open gate. Oznacza to, że jeden przetwornik umożliwia filmowanie dedykowanymi obiektywami pełnoklatkowymi, tradycyjnymi obiektywami filmowymi super 35mm i obiektywami anamorficznymi. W trybie odczytu 4K super 35mm kamera nie będzie w niczym ustępowała innym, tradycyjnym kamerom 4K super 35mm. Szczególnie duży wybór trybów odczytu matrycy i proporcji obrazów mają użytkownicy kamery Sony Venice. Model FX9 obsługuje ponadto tryb odczytu 2K super 16mm*2.
*1 W wersji V3.0 wprowadzona zostanie obsługa przekształcenia de-squeeze w wizjerze i wyświetlanie linii kadru dla obiektywu anamorficznego
*2 Obsługa trybu odczytu 2K super 16mm zostanie dodana w wersji 3.0 wewnętrznego oprogramowania.
Wysoka rozdzielczość: większa wyrazistość i oversampling
Większe wymiary pełnoklatkowego przetwornika obrazu pozwalają zwiększyć rozdzielczość (poprzez dodanie elementów światłoczułych), zwiększyć czułość (poprzez powiększenie elementów światłoczułych) lub — jak w większości przypadków — jedno i drugie. Wysoka rozdzielczość daje możliwość oversamplingu: przetwornik rejestruje więcej pikseli niż potrzeba do wygenerowania końcowego obrazu, ale w wyniku zaawansowanego przetwarzania danych przez kamerę uzyskuje się większą wyrazistość i zachowuje drobne detale, które mogłyby zniknąć z obrazu z mniejszej matrycy o niższej rozdzielczości.
Elementy światłoczułe różnych przetworników o zbliżonych rozdzielczościach
Bardzo szczegółowa reprodukcja obrazu generowanego z siatki Bayera o szerokości 6K pikseli
Ilustracje od lewej: obraz z nałożoną siatką Bayera, schemat filtra Bayera, kolorowy obraz po usunięciu siatki Bayera.
Nadzwyczajne obrazy 4K, UHD i HD dzięki oversamplingowi pełnej klatki
Jeżeli w procesie próbkowania składowa sygnału wejściowego ma częstotliwość wyższą niż ½ częstotliwości próbkowania (częstotliwości Nyquista), wystąpią zakłócenia nazywane aliasingiem. Aliasing często pojawia się w wyniku obniżenia rozdzielczości. Nagrywanie obrazu 4K z użyciem pełnoklatkowego przetwornika obrazu 6K osłabia aliasing, dzięki czemu obraz jest ostrzejszy i wyraźniejszy.
Niezrównany wybór obiektywów
Pełnoklatkowy przetwornik obrazu pozwala używać mnóstwa obiektywów pełnoklatkowych, Super 35mm, fotograficznych i filmowych.
Pełna klatka i nowa technologia
Poprawę parametrów i większą twórczą swobodę zapewniają nie tylko zalety samego pełnoklatkowego przetwornika obrazu, lecz także dodatkowe technologie.
Zakres dynamiczny i Exmor R
Zwyczajową miarą zakresu dynamicznego są stopnie przysłony w obiektywie. Lepsze przetworniki obrazu umożliwiają rozróżnienie większej liczby stopni (poziomów) szarości między czernią a bielą. Zakres dynamiczny oka ludzkiego wynosi około 10–15 stopni.
Ze względu na większe elementy światłoczułe i znaczny ogólny rozmiar pełnoklatkowe przetworniki obrazu są zdolne zapewnić szerszy zakres dynamiczny. W przypadku matrycy Sony Exmor R, którą zastosowano w kamerze FX9, dodatkową zaletę stanowi całkowicie odmienny sposób rozmieszczenia elementów światłoczułych. Widać to na ilustracji poniżej. W rezultacie pełnoklatkowe przetworniki obrazu Sony mogą dorównać zakresem dynamicznym oku ludzkiemu, a nawet je przewyższyć.
Przetwornik Exmor CMOS
Standardowy przetwornik w technologii FSI użyty w kamerze FS7II
Przetwornik CMOS „Exmor R”
Dwie bazowe czułości ISO
Cyfrowe przetworniki obrazu działają najlepiej przy tak zwanej bazowej czułości ISO, zależnej od przetwornika. Właśnie przy tej bazowej wartości ISO uzyskuje się optymalnie zbilansowany poziom zakłóceń, największy odstęp sygnału od szumu i, niemal zawsze, najszerszy zakres dynamiczny. Wynika to z faktu, że przy bazowej czułości ISO sygnał z przetwornika nie jest wzmacniany ani podbijany (napięciem). Dodanie wzmocnienia w celu zwiększenia czułości ISO i rozjaśnienia obrazu zwiększa poziom zakłóceń i w większości przypadków ogranicza rejestrowany zakres dynamiczny. Wzmocnienie na poziomie dwukrotnie rozjaśniającym obraz powoduje także podwojenie poziomu szumów w obrazie, a tym samym pogorszenie jakości. O ile ziarno na filmie analogowym, takim jak ASA 400, może nadawać obrazowi przyjemny wygląd, zakłócenia cyfrowe rzadko kiedy są miłe dla oka.
Aby ich uniknąć, w pełnoklatkowych przetwornikach obrazu kamer VENICE i FX9 zastosowano rozwiązanie zwane dwiema bazowymi czułościami ISO. Dwie bazowe czułości ISO oznaczają dwie niezależne światłoczułości matrycy. Różnica w jakości obrazu przy każdej z nich jest bardzo niewielka. Niemal identyczne są zakres dynamiczny i kolorystyka, nie zmieniają się też znacząco zakłócenia.
Kamera VENICE pozwala na wybór bazowej czułości ISO 500, zapewniającej optymalny zakres dynamiczny w zastosowaniach, w których standardem jest oświetlenie planu. Druga czułość bazowa, ISO 2500, służy do filmowania materiału HDR w słabym oświetleniu. Bazowa czułość kamery FX9 wynosi ISO 800. Zapewnia ona optymalny zakres dynamiczny w typowych zastosowaniach, takich jak filmowanie w plenerach i dobrze oświetlonych wnętrzach. Druga czułość bazowa, ISO 4000, doskonale sprawdza się w słabym oświetleniu. Dobór bazowej czułości ISO do oświetlenia nie wymusza zmiany organizacji pracy i nie powoduje istotnej zmiany jakości obrazu.
Niska bazowa czułość ISO
Wysoka bazowa czułość ISO
Twórcze połączenie elektronicznego filtra ND o zmiennej gęstości optycznej z pełnoklatkowym przetwornikiem obrazu
FX9 to pierwszy na świecie pełnoklatkowy kamkorder z elektronicznym filtrem ND o zmiennej gęstości optycznej, który w największym uproszczeniu eliminuje konieczność ręcznego montowania i zmieniania filtrów o stałej gęstości. Jest to zaleta sama w sobie, ale dopiero połączenie elektronicznego filtra ND z pełną klatką i jasnym obiektywem z automatyczną przysłoną sprawia, że utrwalane sceny przeobrażają się w niespotykany dotąd sposób. Zmiana ustawienia filtra ND w czasie zdjęć spowoduje bowiem automatyczną korektę ustawienia przysłony, służącą zachowaniu właściwego naświetlenia sceny. W rezultacie zmieni się głębia ostrości obrazu. A jeśli obiektyw nie ma automatycznej przysłony? Nic nie szkodzi! Wystarczy przełączyć elektroniczny filtr ND w tryb automatyczny i regulować w czasie zdjęć przysłonę — efekt będzie ten sam. Dalsze informacje o posługiwaniu się elektronicznym filtrem ND można znaleźć na stronie prezentującej technologię elektronicznego filtra ND.
Zaawansowana automatyka ostrości Sony do matryc pełnoklatkowych
Mała głębia ostrości, tak charakterystyczna dla kamer pełnoklatkowych, stanowi też wyzwanie dla operatora, trudno jest bowiem tak dokładnie utrzymywać ostrość. W przypadku kamer kinematograficznych najwyższej klasy, jak VENICE, nastawianiem ostrości tradycyjnie zajmuje się ostrzyciel. Nie jest to jednak praktyczne w produkcjach bez scenariusza, takich jak dokumentalistyka czy reportaż.
Operatorzy kamer patrzą zazwyczaj z góry na systemy AF: uważają je za niewystarczająco dokładne i ograniczające twórczą swobodę. Kamera Sony FX9 jest jednak wyposażona w zaawansowany system automatycznej regulacji ostrości, jakiego nigdy dotąd nie użyto w żadnym kamkorderze profesjonalnym. Jego dokładność pozwala utrzymywać bardzo małą głębię ostrości, a równocześnie daje szereg twórczych możliwości w zakresie szybkości i śledzenia. W rezultacie system ten nie tylko nie zawęża wachlarza środków twórczej ekspresji, lecz wręcz go rozszerza i sprawia, że małą głębię ostrości można stosować w praktycznie każdej produkcji, od niespiesznych seriali historycznych po dynamiczne relacje sportowe.
Pełnoklatkowe kamery profesjonalne Sony
Kamery CineAlta
Pełnoklatkowe kamery filmowe nowej generacji z zaawansowaną technologią przetwarzania koloru i wygodnym systemem obsługi, dostępne w wersjach z przetwornikiem obrazu 8K i 6K. Dwie bazowe czułości ISO i system 8-stopniowego, wewnętrznego filtra ND zapewniają wyjątkową elastyczność podczas zdjęć z użyciem kamer VENICE 2, natomiast kompaktową kamerę BURANO można łatwo skonfigurować pod kątem produkcji jednoosobowych lub zespołowych.
PXW-FX9
Kamera FX9 jest wyposażona w pełnoklatkowy przetwornik 6K, zapewniający wysoką jakość obrazu nagrywanego w rozdzielczości DCI 4K*, Ultra HD lub HD. Dzięki zaawansowanemu przetwarzaniu obrazu, obejmującemu rekonstrukcję kolorów i oversampling, końcowy materiał ma jakość nieosiągalną przy użyciu standardowych matryc Super 35mm. Model ten jest pierwszym na świecie pełnoklatkowym kamkorderem z elektronicznym filtrem ND o zmiennej gęstości optycznej, szybkim systemem automatyki ostrości Fast Hybrid AF i dwiema bazowymi czułościami ISO: 800 i 4000.
* Do nagrywania w formacie DCI 4K (4096 × 2160 / 17:9) wymagane jest wewnętrzne oprogramowanie w wersji 2.0 lub wyższej.
FX6
W kamerze ILME-FX6 wykorzystano technologię z jednej z najlepszych na rynku kamer filmowych — Sony VENICE — i połączono ją z najlepszymi technologiami z innowacyjnych aparatów bezlusterkowych Sony α. Wykonany w technologii BSI, pełnoklatkowy przetwornik obrazu CMOS Exmor R™ o rozdzielczości 10,2 megapiksela zapewnia szeroki, ponad 15-stopniowy zakres dynamiki, dużą czułość i niski poziom zakłóceń. Wykorzystanie technologii przetwarzania koloru z kamery VENICE oznacza, że materiał filmowy z modelu FX6 można z łatwością dopasować do nagrań z innych kamer z rodziny Cinema Line.
FX3
W kamerze ILME-FX3 wykorzystano technologię z jednej z najlepszych na rynku kamer filmowych — Sony VENICE — i połączono ją z najlepszymi technologiami z innowacyjnych aparatów bezlusterkowych Sony α. Wykonany w technologii BSI, pełnoklatkowy przetwornik obrazu CMOS Exmor R™ o rozdzielczości 10,2 megapiksela zapewnia szeroki, ponad 15-stopniowy zakres dynamiki, dużą czułość i niski poziom zakłóceń. Wykorzystanie technologii przetwarzania koloru z kamery VENICE oznacza, że materiał filmowy z modelu FX6 można z łatwością dopasować do nagrań z innych kamer z rodziny Cinema Line.
FR7: pełnoklatkowa kamera PTZ z wymiennymi obiektywami
FR7 to pełnoklatkowa kamera filmowa PTZ wyposażona w szereg zaawansowanych funkcji, takich jak możliwość nagrywania w profilu log oraz wewnętrzny zapis obrazu w rozdzielczości 4K. Wbudowane filtry ND o zmiennej gęstości i autofocus ze śledzeniem twarzy zapewniają wysoką jakość nagrań, a kolorystyka S-Cinetone™ pozwala nadać materiałom filmowy charakter. Kamera FR7 idealnie nadaje się do nagrywania wydarzeń na żywo, programów typu „reality TV” i eventów firmowych, stanowiąc wszechstronne i efektywne narzędzie do rejestracji wysokiej jakości materiałów wideo.
