Текст книги "Pinnacle Studio Plus. Основы видеомонтажа на примерах"

Параметры видеокамеры

В приведенных выше примерах присутствовало множество характеристик видеокамер, пока читателю не понятных. Пришло время о них поговорить подробно.

В цифровых видеокамерах изображение фокусируется на специальную светочувствительную матрицу, называемую также Прибором с Зарядовой Связью (ПЗС) или, по-английски, CCD (Charged Coupled Device). Физические размеры матриц принято считать в дюймах, и в бытовых камерах они составляют обычно 1/4" или 1/6", а в профессиональных моделях – 1/3".

Новый термин

Матрица представляет собой набор фотоэлементов, преобразующих оптическое изображение в электрический сигнал.

Итак, в цифровых фотокамерах установлены ПЗС (CCD) светочувствительные матрицы или КМОП-сенсоры (CMOS). Недорогие камеры оснащаются одной ПЗС-матрицей, а в профессиональных видеосистемах, где особенно важно обеспечить хорошее соотношение сигнал/помеха, используют три матрицы (3CCD). В таких системах световой луч, проходящий через объектив, с помощью специальной призмы разделяется на три составляющие – красную (R), зеленую (G) и синюю (В), каждая из которых фокусируется на отдельную матрицу. При этом в распоряжение камеры попадает больше цветовой информации, поэтому она сможет передать цвета достовернее, чем камеры с одним ПЗС-сенсором. Таким образом, трехматричная система выдает более естественные цвета и применяется, по причине дорогой технологии, в профессиональной технике.

Все видеокамеры «шумят» при слабом освещении, т. е. качество съемки значительно понижается с наступлением темноты: изображение становится зернистым и теряет естественную окраску.

Новый термин

Чувствительность видеокамеры характеризует ее способность снимать при плохом освещении или вообще в темноте. Практически все производители оснащают свои модели дополнительными технологиями, позволяющими снимать в полной темноте или в сумерках. Камкодеры имеют функции NightShot – в камерах Sony, NightView – у Panasonic, Nightscope – у JVC. А использование объектива с асферической оптикой, пропускающего при полностью открытой диафрагме в три раза больше света, чем стандартный объектив, позволяет повысить чувствительность камеры в три раза.

Чувствительность камеры и размер ее ПЗС-матрицы непосредственно связаны между собой. Чем больше размер матрицы, тем больше число ее светочувствительных элементов и тем выше чувствительность камеры. Этот параметр обычно измеряется в люксах (0,1 люкс – свет от одной горящей свечи).

Количество необходимых пикселов в матрице, т. е. ее разрешение, зависит от системы телевидения и составляет для PAL – 720x576=415 000 пикселов, а для NTSC – 350 000 пикселов. Таким образом, разрешение видеокамеры, в отличие от разрешения фотокамеры, жестко ограничено стандартом телевидения, поэтому, если по спецификации видеокамеры количество пикселов гораздо больше, чем было указано выше, то это означает, что камера позволяет делать фотоснимки с разрешением, определяемым именно этим количеством пикселов.

Многие видеокамеры снабжены возможностью стоп-режима, т. е. режима фотографирования. На взгляд автора такая возможность камеры как фоторежим целесообразна лишь в том случае если разрешение камеры в фоторежиме выше, чем ее видеоразрешение. В самом деле, в большинстве видеокамер фотографии делаются с разрешением 640x480 пикселов. Этими же камерами видеосъемка в формате DV ведется с разрешением 720x576 пикселов. Следовательно, в любом видеоредакторе можно, перемещаясь по кадрам видеофильма, выбрать любой стоп-кадр с разрешением 720x576 пикселов. Так нужен ли такой фоторежим?

Объектив – система из линз, формирующая изображение снимаемого объекта на плоскости матрицы цифровой видеокамеры (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Объектив видеокамеры

Фокусное расстояние объектива

Одним из важнейших параметров объектива является фокусное расстояние. При изменении фокусного расстояния меняется сектор обзора – объектив становится длиннофокусным (телеобъективом) или короткофокусным (широкоугольным). Объективы с малыми фокусными расстояниями уцобны для панорамных съемок, а с большими – для работы с удаленными объектами. Стандартным (нормальным, штатным) объективом обычно называют объектив с фокусным расстоянием, равным диагонали кадра. Нормальные объективы позволяют получать изображения с перспективой, близкой к восприятию человека, и имеют фокусное расстояние около 50 мм.

Новый термин

Фокусное расстояние объектива это расстояние от оптического центра объектива до плоскости светочувствительного сенсора (в миллиметрах). Именно фокусное расстояние определяет угол обзора камеры: чем больше фокусное расстояние, тем меньше угол обзора.

Оптическое и цифровое приближение объектива (трансфокация)

В камкодерах наиболее популярными являются оптические системы с переменным фокусным расстоянием (ZOOM-объективы или трансфокаторы), состоящие из объектива и расположенной перед ним афокальной насадки. Плавное изменение фокусного расстояния обеспечивается путем перемещения оптических компонентов насадки.

Новый термин

Если фокусное расстояние объектива можно изменять в определенном диапазоне значений, то отношение наибольшего фокусного расстояния к наименьшему является коэффициентом оптического увеличения объектива или его кратностью зума.

Следует различать оптическое и цифровое увеличение. Оптическое увеличение более важный и дорогостоящий параметр по сравнению с цифровым (интерполяционным) увеличением. Режим оптического увеличения (приближения) использует механическое перемещение линз объектива и практически не ухудшает качество изображения. Цифровое увеличение (приближение) дешевле оптического, но оно связано с потерей четкости изображения. Принцип цифрового зума таков: в центральной части ПЗС-матрицы выделяется определенное количество активных элементов, а полученное с них изображение программно растягивается (интерполируется) на весь экран.

Зум-объектив (трансфокатор) хорош тем, что позволяет снимать из одного и того же положения как нормальные сюжеты, так макро– и телесъемку. Однако платой за такую универсальность являются неизбежные потери в светосиле объектива и в качестве изображения за счет аберраций (см. ниже).

Автофокусировка

Современные видеокамеры используют систему AF (AutoFocus), в которой применяются компактные быстродействующие электромеханические устройства для автоматического наведения резкости. В большинстве случаев автофокусировка производится на ближайший объект, находящийся в центральной зоне съемки. Но иногда необходимо сосредоточить внимание на детали заднего плана. Для этого различными компаниями были разработаны дополнительные способы автоматической фокусировки, например, FlexiZone (Canon), где главный объект выбирается с помощью прицельной рамки.

Система автофокуса в цифровых камерах бывает активной, пассивной и комбинированной. В активном режиме камера вьиисляет расстояние до снимаемого объекта и фокусирует объектив на это расстояние. В режиме пассивной автофокусировки электроника исследует изображение в поисках контрастных линий и границ объектов. Затем камера фокусируется таким образом, чтобы эти линии стали максимально резкими.

Иначе говоря, в режиме активного автофокуса камера испускает инфракрасный луч, отражающийся от объектов съемки. Затем камера вычислит расстояние до объектов съемки и перефокусирует объектив. У такого способа съемки есть свои проблемы. Камера тратит определенное время на то, чтобы определить расстояние, поэтому при съемке быстродвижущихся объектов у вас могут возникнуть проблемы, связанные с задержкой фокусировки. Камера будет пытаться настроить фокус движущегося объекта, но при этом она будет запаздывать. Решением проблемы будет ручная фокусировка.

Ручная фокусировка

Хорошая видеокамера должна иметь кнопку, выключающую автоматическую фокусировку. Затем вы можете фокусировать камеру вручную. Ручная регулировка фокуса имеется сейчас в профессиональных моделях цифровых камер, поскольку существует множество ситуаций, когда без нее невозможно добиться резкости изображения. Например, когда объект занимает лишь малую площадь кадра, или находится за стеклом, или когда в кадре находится предмет, значительно лучше освещенный, чем объект съемки, или при съемке в сумерках.

Апертура и светосила объектива

Важной характеристикой объектива является апертура (от лат. apertura — отверстие). Она определяется размерами линз и диафрагм, ограничивающих световой пучок, проходящий через оптическую систему. С увеличением апертуры повышаются светосила объектива и его разрешение.

Новый термин

Апертура – величина отверстия оптической системы (объектива), используемая в момент съемки. Апертура объектива определяет количество света, которое проходит через объектив, и разрешающую способность объектива.

Новый термин

Светосила объектива характеризует его способность создавать освещенность изображения. Чем выше светосила объектива, тем меньшая выдержка (продолжительность освещения матрицы) требуется при съемке. Большая светосила означает лучшее качество объектива, и наоборот.

Светосила объектива зависит от двух величин: от размера максимального отверстия диафрагмы объектива и от его фокусного расстояния. Объектив тем светосильнее, чем больше его отверстие и чем короче его фокусное расстояние.

Аберрации

Из-за несовершенства реальных оптических приборов световые лучи, при прохождении через линзы, не сходятся в одной точке (в фокусе), что приводит к различным паразитным эффектам (окрашиванию контуров изображения, искажению геометрии картинки, нерезкости и т. д.). При этом говорят об аберрации – искажении изображения, вызванном тем, что в реальных объективах невозможно обеспечить теоретически обоснованные условия прохождения лучей, характерные для идеальных оптических систем.

Новый термин

Аберрация (от лат. aberratio – уклонение). Аберрация – это искажения, которые создает оптика из-за несовершенства отражающих и преломляющих поверхностей оптической системы. Аберрация выражается в том, что изображение получается нечетким, с неправильной передачей геометрии объекта съемки или окрашенным, например, по контуру.

Для компенсации аберраций на практике используют тот факт, что разные виды линз, выполненные из разных сортов стекла, обладают разными оптическими свойствами. Поэтому, если собрать несколько разных оптических элементов в одну систему, то они способны во многом компенсировать аберрации друг друга. Эта особенность широко используется в проектировании объективов, количество разных линз в которых может быть 10 и более.

Диафрагма

Отношение диаметра входного зрачка объектива к его фокусному расстоянию называют относительным отверстием, а обратную величину – диафрагмой объектива. Обычно значения фокусного расстояния и диафрагменное число приведены на оправе объектива.

Новый термин

Диафрагма (от греч. diaphragma – «перегородка») позволяет изменить диаметр отверстия, ограничивающего сечение светового потока, который проходит через объектив. От диафрагмы зависит глубина резко изображаемого пространства. Диафрагма может управляться как вручную, так и автоматикой камеры.

Обычно при съемке пейзажей для хорошей фокусировки используются большие значения диафрагменных чисел (малый диаметр отверстия диафрагмы), а при съемке портретов для смягчения изображения часто используются маленькие значения диафрагменных чисел (большой диаметр отверстия диафрагмы).

Замечание

Теперь некоторые технические характеристики видеокамер из примеров 2.1 и 2.2 становятся понятными. Так, если в спецификации видеокамеры мы встречаемся с обозначениями 7,2—50,8 мм и 1:2,8–3,5, то это означает, что объектив имеет переменное фокусное расстояние в диапазоне от 7,2 до 50,8 мм. Максимальное диафрагменное число (светосила) на расстоянии 7,2 мм составляет 2,8, а на расстоянии 50,8 мм – 3,5. Поделив 50,8 на 7,2, получаем кратность зума равной 7.

Глубина резко изображаемого пространства

Глубина резко изображаемого пространства – это расстояние, в пределах которого предметы изображаются на матрице цифровой видеокамеры достаточно четко. Глубина резкости при полном отверстии объектива и небольшом расстоянии до точки наводки особенно мала у очень светосильных объективов.

Новый термин

Глубина резко изображаемого пространства это расстояние вдоль оптической оси объектива между двумя плоскостями в пространстве объектов, в пределах которого в кадре они передаются достаточно резко. При фокусировке объектива на предмет, расположенный на гиперфокальном расстоянии, задняя граница резко изображаемого пространства находится в бесконечности. Гиперфокальное расстояние это расстояние от плоскости матрицы до предмета, при фокусировке на который задняя граница резко изображаемого пространства находится в бесконечности. Зависит от фокусного расстояния, установленной диафрагмы и физических размеров сенсора.

Глубина резко изображаемого пространства тем больше:

• чем больше диафрагменное число (чем меньше диаметр отверстия диафрагмы);

• чем дальше от объектива находится объект съемки;

• чем меньше фокусное расстояние объектива (чем больше угол зрения объектива);

• чем меньше матрица.

Затвор – это устройство, предназначенное для пропускания световых лучей к матрице в течение определенного промежутка времени, измеряемого в секундах и называемого выдержкой. Другими словами, затвором называется шторка, расположенная между объективом камеры и светочувствительным элементом. При съемке затвор открывается на короткое время, позволяя свету пройти к регистрирующему элементу. Выдержка определяет, сколько времени будет открыт затвор. Чем она длиннее, тем большее количество света пройдет сквозь объектив.

Новый термин

Отрезок времени, за который свет попадает на матрицу, называют выдержкой. Выдержка обеспечивается за счет затвора, а само значение выдержки означает время, на которое открывается затвор. Выдержка зависит от освещенности объекта съемки, чувствительности матрицы и установленной диафрагмы. Рассчитать ее можно по специальной таблице или экспонометру. В современных камерах автоматика камеры самостоятельно справляется с такими вычислениями.

Примечание

Среди стандартных возможностей приспосабливать камеру к различным условиям освещенности многие модели ограничиваются в своем наборе тремя основными режимами: "Полная автоматика" и два крайних состояния затвора: «Высокоскоростной» и «Медленный» или, что то же самое, "Слабое освещение" и "Сумерки".

Экспозиция и режимы автоэкспозиции

Экспозиция (от англ. Exposure) это количество света, которое попадает на светочувствительный элемент. Определяется произведением освещенности на время освещения. От экспозиции зависит качество снятого изображения – недодержка или передержка. Если фильм слишком темный – он недодержан, т. е. на матрицу попало мало света. Если видеоклип слишком светлый – он передержан, т. е. на матрицу попало много света.

В современных видеокамерах применяется система TTL (Through The Lens), которая позволяет определять величину светового потока, проходящего через оптическую систему. В режиме с автоматической экспозицией диафрагму и выдержку выбирает камера. С целью упрощения использования видеокамер для некоторых наиболее часто встречающихся случаев разработаны следующие программы (режимы) автоматической экспозиции:

• портретная съемка (Portrait). Экспозиция определяется по главному объекту съемки, а все, что находится перед ним и позади него, как бы "размывается". Видеокамера в таком режиме работает с полностью открытой диафрагмой, а кадровая выдержка автоматически уменьшается при увеличении яркости объекта;

• прожектор (Spotlight). Экспозиция вычисляется по самому яркому фрагменту кадра. Режим применяется при съемке фейерверков и памятников архитектуры с прожекторным освещением;

• натурная съемка (Sand & Snow). Режим для съемки сюжетов при естественном освещении с ярким фоном, например, в солнечную погоду зимой;

• съемка с приоритетом скорости затвора (Tv). В этом режиме можно выбирать и фиксировать кадровую выдержку, а значение диафрагмы определяется автоматически;

• съемка с приоритетом диафрагмы (Av). Режим позволяет выбрать и фиксировать необходимое значение диафрагмы, а скорость затвора определяется автоматически. Такая съемка обеспечивает постоянное значение глубины резкости.

Примечание

Выбором той или иной программы АЕ (автоэкспозиции) вы меняете запрограммированные предустановки отверстия диафрагмы и скорости затвора (выдержки). Как уже говорилось выше, от величины открытого отверстия диафрагмы зависит количество попадающего на матрицу света и глубина резкости (т. е. расстояние, на котором разные объекты съемки попадают в зону резкости). Выдержка влияет как на количество проникающего света, так и на четкость изображения двигающихся объектов. Чем выше скорость объектов, тем скоростнее должен срабатывать затвор. Чем слабее освещенность – тем больше требуемая выдержка.

Видоискатель (рис. 2.5) служит для нацеливания камеры на снимаемые объекты: он показывает, что получится в кадре после съемки, т. е. определяет границы кадра.

Рис. 2.5. Оптический видоискатель

Видоискатель может выполнять две основные функции: выбор кадра и наводку на резкость (определение дистанции до объекта). Прецизионные профессиональные видоискатели, как правило, оснащены индикацией пересвета, прозванной «зебра». Зебра не позволит оператору испортить запись в случаях избыточной освещенности отдельных объектов съемки, предупредив его штриховкой этих объектов в видоискателе. При съемке с близкого расстояния (макросъемке) изображение, видимое в видоискатель, не совпадает с изображением, формируемым объективом на матрице чувствительных элементов. Это явление называется параллаксом.

Новый термин

Параллакс это эффект несовпадения границ кадра, который определяется через видоискатель, и кадра, который формируется объективом на матрице. Параллакс возникает вследствие несовпадения оси оптического видоискателя и оси объектива видеокамеры. Эффект параллакса особенно проявляется при съемке крупным планом и при макросъемке.

Из-за параллакса для более точной установки границ кадра при съемке с близкого расстояния вместо видоискателя лучше пользоваться ЖК-дисплеем.

Цифровая камера часто имеет как оптический видоискатель, так и ЖК-дисплей (экран), отображающий сцену, которую вы собираетесь снимать, а также позволяющий просматривать только что отснятые кадры. Стандартом является диагональ 2,5 дюйма. Обратите внимание, как дисплей поведет себя на солнце. Большинство дешевых экранов «слепнет», тогда пригодится видоискатель.

ЖК-экран может поворачиваться, что создает дополнительные удобства при съемке. Таким образом, ЖК-экран расширяет операторские возможности – становится возможной съемка из разных положений, например, вы можете вести съемку на вытянутых руках, подняв камеру над головой. Удобнее просматривать отснятый материал не в маленьком видоискателе, особенно если он черно-белый, а на ЖК-экране в цвете. Появляется возможность смотреть одновременно нескольким людям. Другие возможности ЖК-экранов: регулировка яркости изображения, широкий угол обзора. Размер, чем больше, тем лучше, но учтите, что это обходится в дополнительные затраты денег и энергии аккумуляторов.

Стабилизатор изображения компенсирует непроизвольные колебания камеры («шевеленку») в ваших руках при съемке на ходу или из движущегося транспорта, а также помогает качественно, без тряски, снимать, когда объект съемки находится на значительном расстоянии. Само по себе наличие стабилизатора желательно и необходимо: только съемка со штатива позволяет не использовать стабилизатор в принципе.

Стабилизаторы бывают двух видов – электронные и оптические.

В электронном стабилизаторе изображение при тряске все равно остается в пределах матрицы, так как стабилизатор резервирует элементы ПЗС-матрицы под возможное смещение изображения, что и обеспечивает неподвижность картинки.

Оптический стабилизатор за счет своей конструкции оперативно реагирует на малейшие дрожания камеры и компенсирует широкий диапазон вибраций с помощью подвижных элементов оптической системы.

Баланс белого связан с регулированием оттенка белого цвета в изображении. Разные источники света придают белому цвету различные оттенки. Система регулировки баланса белого в камере убирает оттенки, присущие различным источникам света.

Автоматический баланс белого

В цифровых видеокамерах существует устройство автоматической цветокоррекции на уровне микропроцессора камеры. Эта функция чипа цифровой камеры называется «балансом белого».

Новый термин

Баланс белого – процедура цветокоррекции, выполняемая встроенным программным обеспечением камеры при видеосъемке, которая заключается в приведении цветовой гаммы изображения к наиболее естественному для человеческого зрения виду. Иначе говоря, баланс белого это регулирование оттенка белого цвета в изображении. Разные источники света придают белому цвету различные оттенки. Система регулировки баланса белого в камере убирает оттенки, присущие различным источникам света.

Выставляя автоматический баланс белого, оператор должен подсказать автоматике, какой источник света используется в данный момент. В камерах встречаются предустановки баланса белого для различных условий освещения:

• INDOOR (в помещении) – съемка в помещении, освещенном лампами накаливания;

• OUTDOOR (снаружи) съемка при освещении лампами дневного (флуоресцентного) света;

• SUN (солнечно) – съемка на улице в ясный солнечный день;

• CLOUDY (пасмурно) – съемка на улице при облачной погоде.

Ручная настройка баланса белого

Когда камера в автоматическом режиме начинает съемку, то она оценивает все цвета, проходящие через объектив, и при этом пытается угадать белый цвет. После того как камера найдет правильный белый цвет, она отрегулирует все остальные цвета. Но есть шансы, что камера ошибется. В таком случае, например, при смешанном освещении, требуется определенная корректировка автоматики со стороны видеооператора. Для этого предусмотрен ручной режим баланса белого. В ручном режиме оператор помещает рядом с объектом съемки лист белой бумаги (указывает камере очевидный белый цвет) и, прежде чем начать собственно съемку, калибрует камеру по этому листу. Автоматика точно определяет необходимую корректировку, сохраняя установку до отмены оператором.