Текст книги "Пиксель. История одной точки"

Сначала его звали Тедди Маггериджем. Или, может быть, Эдди. Мы не знаем, как обращалась к нему мать, но точно известно, что Эдвердом (Eadweard) Мейбриджем он стал намного позже. Это имя было последним – и самым странным – из множества его псевдонимов. На самом деле его звали Эдвард Джеймс Маггеридж. Он родился в Кингстоне-на-Темзе неподалеку от Лондона. В приведенной ниже таблице отражены вариации имен, под которыми этот известный шоумен выступал перед публикой:

Далее мы будем называть его Эдвардом Мейбриджем, потому что свою величайшую работу, имеющую значение для Цифрового Света, он сделал именно под этим псевдонимом.

Он приехал в Америку как Э. Дж. Маггридж (Muggridge) – с двумя «g». Он стал Э. Дж. Майгриджем (Muygridge), заменив одно «g» на «y», к 1860 году, когда купил билет на почтовый дилижанс Сухопутной почты Баттерфилда, следовавший из Калифорнии на Восточное побережье. До пункта назначения он не добрался. Ему стоило бы выбрать трансконтинентальную железную дорогу, столь важную для его будущего, но ее еще не существовало. Как бы то ни было, где-то в Техасе, на знаменитом Южном почтовом маршруте, лошадей что-то напугало, дилижанс перевернулся, и Майгриджа выбросило наружу. Он получил существенные телесные повреждения и, возможно, серьезные моральные страдания, поскольку подал в суд на Баттерфилда и получил 2500 долларов в качестве компенсации. Он все еще оставался Майгриджем, когда, вернувшись в Англию на лечение в 1861 году, попытался запатентовать стиральную машину. Он впервые назвался Мейбриджем (Muybridge) – с «yb» – в 1862 году в патентной заявке на процесс фотопечати. Как ни странно, он даже не попытался запатентовать свое самое важное изобретение – зоопраксископ, который создал позднее (названия киноустройств так же забавны, как и названия компьютеров).

Его самым ярким псевдонимом был Гелиос (только имя без фамилии). Он взял его в Сан-Франциско, когда решил стать художником нового типа – фотохудожником, – примерно в то же время, когда Джон Мьюр выступил в защиту чудесных видов долины Йосемити в Калифорнии. Фотографии Гелиоса, столь же ослепительные, как и сам бог солнца, запечатлели пейзажи долины и получили широкое признание.[22]22
  Джон Мьюр (1838–1914) – американский писатель и ученый, защитник дикой природы, участник движения по созданию национальных парков и заповедных территорий. – Прим. ред.


[Закрыть]

Судебный процесс по делу об убийстве в Сан-Франциско принес ему дурную славу уже как Эдварду Мейбриджу. Впрочем, жюри присяжных, состоящее исключительно из мужчин, оправдало его. Он застрелил любовника своей жены и вероятного отца своего ребенка. Его виновность не ставилась под сомнение – он выстрелил ему в упор в грудь из специально приобретенного пистолета со словами: «У меня есть для вас сообщение от моей жены». Несмотря на увещевания судьи, в Калифорнии после «золотой лихорадки» присяжные не собирались признавать человека, защищающего свою «честь» (!?), виновным в убийстве.

Мейбридж начал пользоваться странным именем Эдверд гораздо позже, в возрасте 52 лет, когда уже добился славы в мире искусства в Париже. Наверняка он позаимствовал его со знаменитого коронационного камня (рис 5.1) в своем родном городе Кингстон-на-Темзе. Два короля, носивших имя Эдуард, короновались там в 900-х годах. На камне дважды выбито слово Eadweard – староанглийское написание имени Эдвард. Таким образом, в качестве последнего псевдонима Мейбридж выбрал просто имя Эдвард, несмотря на вызывающее написание.

В промежутке между Гелиосом и Эдвердом обычный Эдвард и изобрел нечто эпохальное. Его покровитель Леланд Стэнфорд разбогател как барон-разбойник на строительстве первой трансконтинентальной железной дороги – тех самых железных коней, которые отправили дилижанс Баттерфилда со всеми лошадьми в небытие (или на ипподром). Главным наследием его огромного состояния стал, конечно же, Стэнфордский университет, из которого в 1960-х годах возникла Кремниевая долина – рассадник закона Мура. Но какое-то время Стэнфорд много тратил на главную свою страсть – скаковых лошадей, особенно на рысаков.[23]23
  Барон-разбойник (robber-baron) – пренебрежительное название американских бизнесменов конца XIX века, использовавших неэтичные способы обогащения. – Прим. ред.


[Закрыть]

Эдвард Мейбридж (такое имя он носил тогда) сфотографировал одного из любимых рысаков Стэнфорда в той фазе галопа, когда все четыре копыта отрываются от земли. Считается, что после этого Мейбридж занялся изобретением кино. Есть версия, что именно он первым продемонстрировал, как несколько неподвижных фотографий движущегося объекта, например лошади или человека, сделанных в быстрой последовательности, показывают объект в движении, если проецируются со скоростью съемки. В действительности дело обстояло иначе.

Вот что сделал Мейбридж. На ферме Стэнфорда в Пало-Альто – студенты Стэнфорда до сих пор называют университетский кампус Фермой – он соорудил устройство из 24 камер, расположенных на определенном расстоянии вдоль беговой дорожки ипподрома. Он придумал хитроумный спусковой механизм, чтобы открывать затвор каждой камеры в быстрой последовательности, когда мимо проносилась лошадь. Каждая камера формировала одно фотографическое изображение на стеклянной пластине, покрытой химической эмульсией. Пластины готовились на месте непосредственно перед съемкой.

Рис. 5.1

Чтобы показать результаты в движении, он воспользовался проекционным волшебным фонарем, с помощью которого ораторы демонстрировали неподвижные изображения, своего рода PowerPoint того времени. Мейбридж добавил к нему вращающийся диск размером немного больше, чем старая долгоиграющая виниловая пластинка. По краям он поместил небольшие картинки, созданные на основе последовательно снятых фотографий лошади (рис. 5.2). Поскольку диск вращался с более или менее постоянной скоростью, казалось, что проецируемые изображения воссоздают движение лошади. Полный оборот занимал около одной или двух секунд.

Мейбридж показал предположительно первый фильм в особняке Леланда Стэнфорда в Сан-Франциско 16 января 1880 года. Однако возникают некоторые сомнения. Во-первых, на диске его проектора размещались не фотокадры, а картинки, отрисованные по фотографиям. Во-вторых, он слегка их модифицировал – вытянул ноги и туловища лошадей по горизонтали, чтобы компенсировать искажения проекционной системы. В-третьих, он применял не кинокамеру, а два десятка фотокамер, причем каждая из них снимала одну сцену. И, наконец, пользоваться системой мог только сам Мейбридж, так как она была построена в определенном месте и не предполагала возможности перемещения. Назвать кинематографической системой сооружение без кинокамеры, кинопленки и проецирования настоящих фотографий нельзя даже с большой натяжкой. По аналогии с почти-компьютером о ней в лучшем случае можно сказать «почти-кино».

Рис. 5.2

Мейбридж далеко не первым додумался превратить статичные картинки в движущиеся, будь то фотокадры или полученные на их основе силуэты. В 1860-х и 1870-х годах такое уже делали с помощью популярного прибора под названием «зоотроп» (рис. 5.3). Представьте себе картонный цилиндр примерно в полфута высотой и два фута в диаметре. Если бы вы уменьшились настолько, чтобы забраться внутрь, то увидели бы множество изображений, равномерно расположенных по окружности цилиндра. Каждая картинка – это часть последовательности, изображающей, например, бегущую лошадь. Конечно, внутрь цилиндра вы не поместитесь, поэтому придется заглянуть в него снаружи – в стенках между картинками как раз прорезаны щели. Если цилиндр расположить на уровне глаз и осветить его изнутри свечой или небольшой лампой, через каждую щель будет видна картинка, расположенная на противоположной стенке. Если вы обойдете цилиндр снаружи, то увидите, что каждая щель открывает очередную картинку из последовательности, очередную фазу галопа лошади. Теперь представьте, что вы неподвижно стоите в темной комнате, а цилиндр вращается. Между щелями вы видите темную внешнюю стенку цилиндра. Изображение предстает перед вами, только когда щель оказывается в нужном положении. Каждая картинка располагается напротив щели и изображает следующую фазу галопа лошади. Таким образом, когда цилиндр вращается с соответствующей скоростью, вы видите прерывистую последовательность освещенных изображений в одном и том же месте на противоположной от вас стенке цилиндра. Меняющиеся картинки вы воспринимаете как бегущую лошадь. Даже по описанию заметно отдаленное сходство с принципом работы кинопроектора – темные части барабана выступают в качестве затвора[24]24
  15 и 60 см. – Прим. пер.


[Закрыть].

Для зоотропа подходят как фотографии, так и созданные на их основе рисунки. Китайцы изобрели аналогичное устройство (конечно, не предполагавшее использование фотографий) почти два тысячелетия назад. И изображения, разумеется, не ограничивались бегущими лошадьми.

Мейбридж даже не первым придумал проецировать последовательность изображений. Афанасий Кирхер сделал это в 1671 году или, по крайней мере, записал свою идею. Оговорка необходима, потому что на рисунке своего изобретения Кирхер поместил линзу не с той стороны, о чем он, конечно, сразу бы догадался, если бы действительно воплотил свою задумку (рис. 5.4). Реализация идеи – это место, где мечта встречается с грубой реальностью.

Рис. 5.3

Позже в этой главе мы перейдем от фильмов с живыми актерами, снятых в реальном мире, к анимационным фильмам, создающим нереальные миры. Оригинальный вклад Мейбриджа в изобретение кинематографа, как ни странно, более важен для анимации. Мультипликаторы прошлого века перерисовывали кадр за кадром людей или животных, запечатленных в движении на фотографиях. Этот метод называется ротоскопированием – именно его Мейбридж применил для создания предположительно первого кинофильма.

Мультипликаторы также используют приемы искажения – техники сжатия и растяжения, преувеличения и упреждения, – чтобы приспособиться к низкой частоте дискретизации последовательности кадров. Мейбридж растягивал изображения лошадей в своем предположительно первом фильме (или поручил кому-то проделать эту работу). Таким образом, более справедливо чествовать его как первого, кто использовал ротоскопирование и растяжение, – достижения, если честно, немного уступающие приписываемой ему славе изобретателя кинематографа.

На самом деле наиболее значительным наследием Мейбриджа остались изумительные статичные массивы последовательных фотографий движущихся людей и животных. Они до сих пор широко распространены в виде открыток, плакатов или альбомов с собраниями его работ. Они располагаются в последовательности слева направо и сверху вниз, как пиксельный растр в цифровом изображении.

Рис. 5.4

Аниматоры высоко ценят «растры» Мейбриджа. В начале 1920-х два молодых приятеля Аб Айверкс и Уолт Дисней использовали их как учебные пособия, когда начинали свой мультипликационный бизнес. Мультипликаторы и аниматоры чтят Мейбриджа до сих пор. Сотрудники Pixar даже сделали картинку, которой одновременно спародировали его и отдали ему дань уважения (рис. 5.5). Мейбридж помог Стэнфорду победить в споре, показав, что в одном из кадров все четыре ноги лошади отрываются от земли, а на этой «недавно заново обнаруженной работе» демонстрируется, что одна нога настольной лампы Люксо отрывается от земли на четырех кадрах.

Рис. 5.5 [Пластинка 1292. Детеныш лампы в прыжке. Эдверд Мейбридж, ок. 1889]

Некоторые историки обвиняют барона-разбойника Стэнфорда в попытках украсть у Мейбриджа славу изобретателя кинематографа, но документы свидетельствуют об обратном. Несколько десятилетий назад, рассматривая антикварные издания в букинистическом магазине, я обнаружил большой альбом 1882 года в бархатном переплете под названием «Лошадь в движении». Я вцепился в него, полагая, что это то самое оригинальное исследование Мейбриджа, известное всем, кто интересуется анимацией.

Но все оказалось иначе. Во-первых, автором значился не Мейбридж, а некий Дж. Д. Б. Стиллман, о котором я никогда не слышал. На титульном листе обнаружилось упоминание, что публикацию действительно, как и ожидалось, профинансировал Леланд Стэнфорд. Но где же Мейбридж? Я нашел упоминание о «мистере Мейбридже» уже в первом абзаце предисловия, которое написал Стэнфорд. В приложении, посвященном, «установке мистера Э. Дж. Мейбриджа», описана его техника съемки. И в последнем абзаце вновь упоминается «мистер Мейбридж». Таким образом, он проходит через всю книгу.

Из текста ясно, что Стэнфорда и Стиллмана просто не интересовала фотография. Они считали более важным вопросом теоретические изыскания, касающиеся аллюра лошади. Фотографии Мейбриджа воспринимались не столько как произведения искусства, сколько как результат работы по найму, как средство для достижения цели нанимателя. Стиллман упоминает и о художественном значении, но он имеет в виду только помощь живописцам в точном изображении лошадей. Все дело в лошадях. Так почему же Мейбридж подал в суд на Стэнфорда из-за этой книги?

Ко времени ее публикации он уехал в Париж и провозгласил себя благородным Эдвердом (рис. 5.6, справа). Он хвастался в местном творческом сообществе, что изобрел новый вид искусства и водит дружбу с магнатом Стэнфордом (рис. 5.6, слева). Он удивлял их фотографиями с лошадьми и людьми в движении. Он объявил себя провозвестником эры проекции движущихся изображений, и его превозносили как такового. Он даже отправил в английское Королевское общество Исаака Ньютона статью «О положениях животных в движении» и уговорил запланировать ее публикацию. Но затем вышла книга Стиллмана, где говорилось, что Мейбриджа просто наняли для выполнения фоторабот, а идея сделать снимки лошади в движении принадлежит самому Стэнфорду. Важно отметить, что на титульном листе не стояло имя Мейбриджа. Королевское общество отказалось публиковать его статью, заподозрив автора в плагиате. Он пережил сильнейшее унижение. Некоторые из недавних поклонников называли его мошенником.

Мейбридж проиграл в суде, что по прошествии многих лет кажется большой ошибкой. Стэнфорда заботили только лошади, а Мейбриджа полностью поглотило совершенствование техники фотографии. Идея сделать снимки лошади в движении действительно принадлежала Стэнфорду. Он высказал ее еще в 1872 году, а затем заново вернулся к ней в 1874 году, прочитав в журнале «Популярная наука» статью о работах Этьена-Жюля Марея во Франции. Но именно изобретение Мейбриджа сделало возможным ее реализацию. Снова началась битва башни из слоновой кости со зловонной лабораторией, но в ином обличии – идея против инженерного воплощения. Стэнфорд в предисловии воздает по заслугам за фотографии человеку, которого нанял для реализации своей идеи. Фактически он за доллар уступил права интеллектуальной собственности на технику Мейбриджу. Он не учел ее потенциальное значение как в художественном, так и в финансовом плане.

Рис. 5.6

Тем не менее богатый Стэнфорд позволил изобретателю Мейбриджу, предоставив ему деньги, оборудование, место для экспериментов и свое покровительство, продемонстрировать миру, что быстро снятые последовательные фотографии, проецируемые в той же быстрой последовательности, создают иллюзию движения. Стэнфорд оплатил все эксперименты, потратив немало денег, но так и не понял, что именно профинансировал. Дело было не в лошадях. А харизматичный Мейбридж успешно продвигал эту идею повсюду, тем самым, возможно, внося свой главный вклад в изобретение кинематографа. Звание «отца кинематографа», как мне кажется, ему не подходит, а вот «Джонни Яблочное Семечко кинематографа» будет в самый раз. Его шоу заинтересовало кинематографом Томаса Эдисона в Америке и повлияло на Марея во Франции, тем самым предвещая грядущее состязание янки и французов[25]25
  Джонни Яблочное Семечко (Johnny Appleseed; 1774–1845) – американский миссионер и сельскохозяйственный энтузиаст, впоследствии ставший фольклорным персонажем. Прозвище получил в связи с тем, что первым начал сажать яблони на американском Среднем Западе. – Прим. ред.


[Закрыть].

Исчерпывающее определение понятия «компьютер» помогло нам продраться через густые заросли версий о происхождении компьютеров. Тем самым мы расчистили путь к Цифровому Свету. Воспользуемся этой же техникой, чтобы разобраться в истории кино.

Давайте также прибегнем к еще одному методу, хорошо сработавшему для компьютеров: будем различать аппаратное и программное обеспечение. Для кинематографа программное обеспечение – это фильмы. Мы можем посмотреть «Гражданина Кейна» в кинотеатре, по телевизору или на экране мобильного телефона. Магия, как и в примере с фортепианным этюдом Шопена, кроется в программном обеспечении. Но фундаментальные понятия в этой книге базируются на уважении к нашей современной медиакультуре, которая зависит от интуитивного понимания ее технологических основ – от способности увидеть чудо и красоту в обеих сферах. Поскольку о фильмах – программном обеспечении кинематографа – написано множество книг, мы сосредоточимся на недооцененном аппаратном обеспечении.

Но прежде чем перейти к аппаратному обеспечению кинематографа, давайте остановимся на любопытной особенности программного. Хотя пленка движется в кинопроекторе только в одном направлении, хранящееся на ней программное обеспечение заставляет зрителей воспринимать события, которые перемещают их назад во времени (флэшбеки в «Ирландце») или вперед (на десятки или даже целые тысячелетия, как в «2001: Космическая одиссея»), бесконечно зацикливаются («День сурка») или повторяются с изменением («Расёмон»). Кажется, будто программное обеспечение кинематографа вычисляет с помощью нашего мозга то, что оно не может вычислить, используя аппаратное обеспечение.

Нет общего термина для обозначения всего кинематографического оборудования. Классический кинематограф состоит из трех отдельных элементов: камеры, пленки и проектора. Говоря о кинооборудовании, мы подразумеваем все три, как если бы они составляли единое целое. Это и будет нашим определением. Кинооборудование для кинематографа – то же, что компьютер для программ. Все, что не содержит всех трех компонентов, в лучшем случае почти-кино – как почти-компьютеры из предыдущей главы. Поскольку здесь подразумевается аппаратное обеспечение, я часто буду опускать слово «оборудование» и использовать термины «движущееся изображение» и «кино» как синонимы слова «кинофильм».

Когда мы задаемся вопросом о создателе первого кинофильма, мы не имеем в виду контент. Речь идет о том, у кого появился первый комплект кинооборудования – камера, пленка и проектор, работающие как одна система. Именно это мы подразумевали под кинематографом с точки зрения аппаратного обеспечения большую часть прошлого века. Да и сейчас мало что изменилось. Для Цифрового Света мы используем цифровые камеры, мы храним его в виде цифровых кадров и воспроизводим с помощью цифровых проекторов.

Совсем не очевидно, что кино вообще должно работать. Кинофильм, в отличие от визуального потока в наших глазах, не отличается непрерывностью. Камера фиксирует каждую секунду только 24 неподвижных кадра из визуального потока, отбрасывая все происходящее между ними. Но результат все равно воспринимается нами как исходный поток. Мы видим неподвижное, но воспринимаем его как движущееся. Как же это происходит?

На что было бы похоже кино, если бы мы изобрели его сегодня как одну из составляющих Цифрового Света, начиная с теоремы отсчетов? Ответ, как мне кажется, очевиден: надо разбить визуальный поток на кадры с удвоенной максимальной частотой временнóй волны, а затем использовать хороший «разбрасыватель» при проецировании, чтобы превратить кадры обратно в непрерывный и плавный визуальный поток – так же, как мы превращаем пиксели в единое неподвижное изображение.

Давайте разберем только что сказанное. Во-первых, каковы частоты в визуальном потоке? Какие волны Фурье использовал бы для его представления? Мы должны понять это, прежде чем применим теорему выборки – сделаем выборку с удвоенной частотой. Нам также нужно решить, что означает «самая высокая частота» в визуальном потоке. Затем мы должны выяснить, что такое «хороший разбрасыватель» для проецирования кадров. Что вообще означает «разбрасывание» для отдельного кадра?

В случае со звуком мы имеем дело со звуковыми волнами. Для неподвижной визуальной сцены волны – волнообразные колебания интенсивности света, показанные в главе о Фурье. Вспомните, как мы изучали мой сад с растениями-суккулентами в Беркли. Потребовалась некоторая практика, чтобы «разглядеть» ритмичные пространственные волны, составляющие визуальную сцену. Чтобы «увидеть» волны в визуальном потоке, тоже нужно тренироваться.

Вот несколько упражнений, которые помогут вам обнаружить их. Посмотрите на прогуливающегося по улице мужчину или на совершающую пробежку женщину. Их движения цикличны. Это первое свидетельство существования волн Фурье в визуальном потоке, льющемся в наши глаза. Предположим, что мужчина опускает ногу на землю каждую секунду или делает один полный шаг каждые две секунды. Тогда в волновом варианте потока появится волна с частотой один цикл в две секунды. Предположим, что женщина бежит в два раза быстрее, чем идет мужчина. Тогда в волновой версии возникнет волна с частотой один цикл в секунду.

Можно легко найти и другие примеры: движущийся по улице поток транспорта, вращение автомобильных колес или велосипедных педалей, отбойный молоток, руки дирижера симфонического оркестра, прыгающий мяч.

Нужно совершить гигантский скачок, чтобы перейти от них к волшебной идее Фурье, но давайте сделаем его: все, что вы видите в непрерывном визуальном потоке, поступающем в ваши глаза, – это сумма зрительных волн и только их одних, а суть зрительной волны – это интенсивность света, которая ритмично колеблется в пространстве и во времени.

В главе, посвященной Фурье, мы визуализировали волны, из которых состоит визуальная сцена – неподвижное изображение – в виде гофр, каждая из которых имеет поперечное сечение волны. То есть сечение гофры выглядит как волна, которую очерчивает секундная стрелка часов. К счастью, нам не обязательно «видеть» волны визуального потока – движущейся картинки, чтобы использовать их. И это очень хорошо, потому что волны Фурье визуального потока – четырехмерные, то есть зрительно представить их довольно сложно. Тем не менее давайте попробуем. Рисунок 5.7, показывающий половину одного временнóго цикла и четыре полных пространственных цикла, – это попытка изобразить одну такую волну, но ее интерпретация требует некоторого воображения.

Рассмотрим самую верхнюю гофру на рисунке. Она, как обычно, имеет некоторую частоту и амплитуду. Маленькая стрелка указывает ее амплитуду. Обратите внимание, что ее копия вынесена вправо и повернута на 90 градусов. Мы к ней скоро еще вернемся.

Амплитуда изображенных на рисунке гофр изменяется со временем, которое условно течет вниз по странице. Более того, амплитуда изменяется плавно и непрерывно, как движется секундная стрелка часов. Но нарисовать это у меня не получится, поэтому я обращаюсь к вашему воображению.

Представьте, что, пока вы смотрите, высота волны меняется в соответствии с заданным ритмом. Другими словами, по мере того как вы наблюдаете, все впадины становятся одновременно глубже, затем одновременно мельче, затем одновременно глубже и так далее. Ритм этой пульсации и есть ритм волны. Задача состоит в том, чтобы вы вообразили эту анимацию. Откровенно говоря, для наших целей такой воображаемой анимации вполне достаточно. Это одна из множества волн Фурье, необходимых, чтобы представить визуальный поток.

Рис. 5.7

Тем не менее на рисунке 5.7 я попытался передать эту анимацию. На нем изображена пульсирующая в вашем воображении гофра. Через равные промежутки времени показаны девять гофр – если хотите, девять кадров анимации. Я (снова) призываю ваше воображение поместить еще одну гофру в каждый момент времени между каждой изображенной парой и так далее. Проблема, как вы уже знаете, заключается в том, что для этого требуется аналоговая бесконечность.

Маленькая стрелка показывает амплитуду волны в конкретный момент. Копии этих маленьких стрелок перенесены вправо и повернуты, как описано ранее. Кривая, соединяющая кончики повернутых стрелок, тоже представляет собой волну. Когда вы мысленно добавите еще одну гофру между любой изображенной парой, используйте в качестве ее амплитуды соответствующую точку на получившейся справа волне.

Таким образом, отдельная волна Фурье для визуального потока изменяется как волна (или гофра) в пространстве, а также как волна во времени. Каждая точка на пульсирующей гофре представляет собой интенсивность света. Это колеблющееся желе пространства-времени с волновым ритмом во всех трех измерениях.

Итак, мы разобрались с одной волной. Теперь представьте, что их целое семейство, и каждая из них пульсирует в пространстве (с определенной частотой и амплитудой), а также во времени (с другой частотой и амплитудой). Это, пожалуй, уже выходит за границы воображения. Не трудно догадаться, почему на практике просто используют математику, кратко описывающую то же самое. Согласно великой идее Фурье, полный визуальный поток – это сумма таких совершенных волн множества частот и амплитуд (а также направлений и фаз). Визуальный поток – это музыка пространства-времени.

Согласно теореме выборки – замечательной идее Котельникова, – чтобы точно представить визуальный поток, нам нужно взять в нем выборку, или кадр, с удвоенной максимальной временнóй частотой. Какова может быть эта самая высокая частота? Здесь становится очевидной полная наивность первых создателей кино. Они, не обладая знаниями о самой высокой частоте, просто угадывали. Их больше волновала стоимость кинопленки, а не точность отображения. Более высокая частота кадров увеличивала расход кинопленки. Таким образом, в целях экономии использовали настолько низкую частоту дискретизации во времени, насколько это сходило с рук. Зарождающаяся киноиндустрия довольно быстро (к 1920-м годам) остановилась на 24 кадрах в секунду, что и стало стандартом почти на век.

Но, если говорить об идеальном мире, какая самая высокая частота в визуальном потоке должна волновать нас? Вспомните эмпирическое правило, которое мы обсуждали, говоря о частотах визуальной сцены: у резких краев очень высокие частоты. Мы удаляем любые слишком высокие частоты, слегка размывая сцену перед ее дискретизацией в пиксели. В противном случае выборка будет неудачной, а мы получим раздражающие артефакты, такие как зубчатые диагональные края, называемые ступеньками.

То же самое верно и для визуального потока – визуальной сцены, изменяющейся во времени. С ней работает тот же трюк. Острая «грань» в визуальном потоке – это внезапное изменение направления движения. Снова подумайте о проходящем мимо мужчине. Предположим, он размахивает руками. Момент, когда его рука полностью отводится назад, а затем меняет направление, чтобы начать движение вперед, и есть граница визуального потока. Или рассмотрим прыгающий мяч. Момент отскока – это резкий край в визуальном потоке. Эти края нужно «сгладить», прежде чем делать выборку кадров из визуального потока, тогда теорема отсчетов сработает точно. Другими словами, необходимо удалить слишком высокие временные частоты. В противном случае возникнут раздражающие артефакты, например вращающиеся назад колеса. Позже мы разберем эту проблему более подробно.