Кинопроекционная аппаратура и техника киносъемки

Аппарат для съемки на светочувствительную пленку объектов, находящихся в движении, и для последующего воспроизведения полученных снимков путем проецирования их на экран первоначально называли кинематографом. Сейчас для этих целей используют аппараты: киносъемочный (киноаппарат, кинокамера) и кинопроекционный (кинопроектор).

В учебных заведениях (там, где сохранились учебные кинофильмы) широко применялись и применяются киноустановки облегчен­ной конструкции типа «Украина», «КПШ», «Радуга», «Русь», «Свет», «Каштан», «Луч» и др. Моделям разных лет выпуска при­сваиваются порядковые номера.

Кинопроектор «Русь-2» (портативный) предназначен для демонстрации немых 8-миллиметровых любительских кинофильмов в аудитории вместимостью 30 чел.

Эффективен в использовании рирпроектор, состоящий из светопропускающего экрана, диапроектора с мощным источником света и надежной системой охлаждения, малошумных кинопроекторов с большим световым потоком. В процессе изложения материала метод рирпроекции позволяет учителю действовать на фоне изображения, показывать нужные места изображаемого, быстро менять фон, обстановку, ситуацию.

Важнейшим материалом при создании кинофильма является кинопленка.

Кинопленка представляет собой длинную гибкую и тонкую светочувствительную ленту, по краям которой пробиты отверстия - перфорации, служащие для продвижения пленки в киносъемочных, кинокопировальных и кинопроекционных аппаратах.

По ширине (формату) кинопленка бывает узкой (8,16мм), широкой или нормальной (35 мм) и широкоформатной (70 мм).

По фотографическим свойствам и назначению кинопленки бывают: негативные - для киносъемок, позитивные - для печати с негатива (они менее чувствительны) и лавандовые - для получения промежуточных копий при изготовлении вторичных негативов.

Учебные кинофильмы снимают как на черно-белой, так и на цветной кинопленке. Черно-белая кинопленка состоит из четырех слоев: основы, подслоя, эмульсионного светочувствительного (фотографического) и лакового слоев. Основа должна быть гибкой, прозрачной и прочной. Гибкость (эластичность) основы обеспечивается добавлением в процессе ее изготовления смягчителя - пластификатора.

Все учебные и художественные кинофильмы выпускаются на негорючей основе, которую правильнее было бы назвать безопасной. Так, пленка на диацетатной основе, на которой тиражируется большинство 16-миллиметровых кинофильмов, воспламеняется только при температуре 427 °С. При этом загоревшуюся пленку легко по­тушить, а выделяемые при ее горении газы невзрывоопасны.

Подслой кинопленки скрепляет основу с эмульсионный слоем. Лаковое покрытие - его наносят на наружную сторону основы - служит для предохранения пленки от скручивания во время сушки.

Цветная позитивная пленка имеет более сложное строение и насчитывает семь или девять слоев, три из которых - эмульсионные, чувствительные к синим, зеленым и красным лучам света.

Кроме изображения на кинопленку в процессе работы наносится и соответствующая фонограмма. При производстве школьных учебных кинофильмов применяют оптический (фотографический) и магнитный методы записи звука.

Участок ленты, на который наносится звукозапись, называют фонограммой, или звуковой дорожкой. Если звукозапись выполняется фотографическим способом, то и эту часть пленки покрывают эмульсионным слоем, а если магнитным, то на основу со стороны лакового слоя наносят слой ферромагнитного материала на ширину звуковой дорожки,

Запись звука опережает соответствующие ей кадры видеоряда, что необходимо для синхронизации изображения и звука при демонстрации фильма. При оптической фонограмме опережение составляет 26 ±0,5 кадра, при магнитной 28 ±1,5 кадра.

Кинопособие или каждая из его частей имеет сюжетную часть, на которой зафиксированы изображение и звуковое сопровождение, и специальные участки в начале и конце, называемые ракордами. Каждый участок сюжетной части фильма состоит из трех элементов - видеоряда, фонограммы и перфорации.

Видеоряд состоит из серии кадров отдельных снимков объекта демонстрации. Все кадры отделены один от другого межкадровой полосой. Расстояние между центрами смежных кадров называют шагом кадра, а расстояние между центрами перфорационных отверстий - шагом перфорации. У 16-миллиметровой фильмокопии шаг кадра и шаг перфорации совпадают.

Начальный и конечный ракорды содержат надписи названия фильма, номера частей, «конец», название кинокопировальной фабрики. Кроме того, на них расположены специальные знаки, обеспечивающие правильную укладку фильмокопии в кинопроектор и синхронизацию работы двух кинопроекционных установок. Передначальным и после конечного ракорда каждая часть фильмокопии имеет защитные участки из прозрачной, безэмульсионной пленки длиной 1,2м.

Нормативный срок эксплуатации 16-миллиметровой фильмокопии - 250 сеансов. Техническое состояние фильмокопии оценивают по характеру дефектов перфорации и эмульсионной поверхности, применяя специальную технологию с использованием сигнальных участков и специальных отметок на фильмокопии. В зависимости от технического состояния фильмокопии разделяют на четыре категории: три первые - рабочие, а к четвертой относят фильмокопии, которые должны быть реставрированы или сняты с проката.

Как уже отмечалось, в учебном кино используют разные виды съемки. Нормальная съемка происходит в таком же темпе, что и снимаемый процесс. Ее используют для отображения процессов, действий или событий, сущность которых доступна при непосредственном наблюдении, но наблюдать их в естественном виде во время, отводимое на их изучение, сложно или невозможно.

Способность кино изменять естественный темп протекания событий на экране, его ускорение или замедление обеспечиваются за счет использования съемок с увеличенной или уменьшенной частотой смены кадров. В зависимости от частоты экспонирования кадров съемки подразделяют на: ускоренные, скоростные, замедленные и покадровые.

При ускоренной съемке частоту смены кадров в съемочном окне можно изменять от 32 до 250 кадров/с. Если снимают 240 кадров/с, то в процессе демонстрации фильма, при частоте смены кадров 24 кадра/с событие на экране замедлится в 10 раз. Ускоренную съемку применяют для демонстрации событий, процессов или явлений, недоступных для восприятия из-за большой скорости их протекания. В тех случаях, когда замедление в 10-12 раз недостаточно для доступного отображения событий, на экране используют скоростную, или рапидсъемку. Для скоростной съемки используют специальную съемочную аппаратуру, которая обеспечивает экспонирование от 250 до 50 000 кадров/с. Скоростная съемка делает доступными для восприятия явления, которые протекают практически мгновенно, - электрический разряд, взрыв и т.д.

Если ускоренная и скоростная съемки позволяют замедлить, растянуть во времени события на экране, то замедленная и покадровая съемки решают обратную задачу - они ускоряют темп событий на экране.

Замедленная съемка проводится с частотой от 4 до 16 кадр/с, что позволяет в 1,5-6 раз ускорить событие по отношению к действительному времени их протекания. При покадровой съемке частоту смены кадра можно устанавливать произвольно, в зависимости от времени протекания события, которое отображается в фильме, -1 кадр/с, 1 кадр/ч.

Микросъемка, рентгеносъемка и съемка в крайних лучах производятся с помощью оптических приборов, когда объекты или явления не воспринимаются невооруженным глазом.

Для микросъемки кинокамеру объединяют с микроскопом, имеющим большую разрешающую способность, и проводят съемку нормальную или с измененной частотой смены кадров в зависимости от характера микропроцессов, о которых создается кинофильм. Кинопособия, созданные с использованием микросъемки, позволяют показать учащимся процессы, происходящие на молекулярном и атомном уровнях: функционирование кровеносной системы, процесс деления клетки и т.д.

В научно-популярном, художественном и учебном кино для отображения на экране событий или явлений, которых в действительности не было, используют комбинированную съемку. Комбинированная съемка позволяет объединить на экране события, которые происходили в разное время, и объекты, разделенные большими расстояниями.

Большое значение в учебном кино имеет мультипликация (от лат. multiplico - умножаю, увеличиваю). Чтобы получить на экране необходимое движение, художник-мультипликатор должен изготовить (размножить) много рисунков, раскладывающих это движение на составляющие его последовательные фазы.

С помощью мультипликации показывают главным образом объекты и процессы, которые нельзя непосредственно наблюдать. Движущийся мультипликационный рисунок условен, но его применяют обычно в сочетании с натуральными кадрами.

Мультипликация помогает создать у учащихся наиболее полные и точные представления о сложных биологических, физических, химических процессах, происходящих внутри объекта съемки, в соответствии с их действительным ходом.

Мультипликация может показать то, чего нет в действительности, но создано человеческим воображением (например, различные машины будущего или жизнь в отдаленные от нашей эпохи времена и т.п.).

Мультирисунок требует большой и сложной работы: каждое движение разлагают на множество положений, которые изображают на отдельных рисунках; получают сотни и тысячи кадров - рисунков фаз движения в зависимости от сложности и характера изображаемого движения. Отдельные рисунки фаз движения снимают методом покадровой съемки на специальном мультипликационном станке по одному кадру, аналогично цейтраферной съемке. Затем эти рисунки в строгой последовательности «собирают» на пленку и, пропуская через кинопроекционный аппарат со скоростью 24 кадра/с, заставляют двигаться на экране изображенные на них предметы, схемы, чертежи, карты и т.п. В настоящее время широкое распространение получает компьютерная анимация, которая позволяет создавать очень интересные сюжеты.

Кроме мультипликации в учебных фильмах используются специальные виды съемок, кадры из других видов фильмов.

В учебной работе можно применять кинопособия, созданные с использованием подводной съемки и съемки в условиях опасных сред. Особенностью этих видов съемки является качество применяемой аппаратуры и кинопленки.

В процессе съемки выразительность изображения на экране, его доступность, образность и эмоциональность обеспечиваются не только использованием различных видов съемки, но и применением специальных кинематографических приемов: варьирование планом и ракурсом, движение киносъемочного аппарата.

План съемки определяет размер (масштаб) отображения объекта на экране и зависит от расстояния между кинокамерой и объектом съемки. Различают четыре вида плана: общий, средний, крупный деталь.

Общий план используют в тех случаях, когда нужно показать Остановку, в которой происходит действие, познакомить зрителя с объектом съемки, показать его взаимосвязь с окружающей средой.

Средний план является как бы частью общего плана, он уточняет, чем пойдет речь в фильме, направляет внимание на тот предмет, который является объектом рассмотрения. Из кадра убирают дале­кую перспективу, общий вид окружающей обстановки, оставляют только элементы, связанные с объектом съемки.

Крупный план используют для увеличения показа наиболее важ­ных элементов объекта съемки, показа их взаимодействия.

Отснятые кинокадры монтируют, т.е. объединяют в единое сюжетно законченное произведение - учебный кинофильм.

Полнометражный фильм состоит из 8 частей общей длиной 960 м (длина кинопленки одной части 120 м, продолжительность демон­страции - 11 мин).

Короткометражный фильм состоит из 2-3 частей, общая про­должительность демонстрации кинофильма - 30 мин.

Кинофрагмент имеет продолжительность демонстрации от 3 до 15 мин.

Киноколъцовка имеет продолжительность демонстрации 1-1,5 мин.

Определение длительности демонстрации учебного фильма ведется из расчета 24 кадра/с, что равняется 18 см кинопленки. Длина учебного кинофильма указывается в его техническом паспорте.

Видеофильмы. Видеофильмы достаточно быстро вошли в повседневный обиход людей, а затем и в образовательные учреждения Видеотехнологии перспективны для использования в учебно-воспитательном процессе. Видеомагнитофоны, телевизионные приставки сравнительно недороги, просты в обращении. Не представляет большой сложности запись на видеокассету любого материала с экрана телевизора, переписывание фильма с кассеты на кассету. Видеофильм в процессе просмотра очень легко вернуть назад, быстро прокрутить то, что не представляет в данный момент интереса, поставить на паузу, просматривать столько раз, сколько необходимо ученику для усвоения материала.

Телевидение - использование радиоволн для передачи изображений движущихся объектов на расстояние.

В современных телевизионных системах изображение объекта проецируют на фотомишень - светочувствительную мозаику из частиц серебра, нанесенных на слюдяную пластинку-изолятор, обратная сторона которой металлизирована. В результате фотоэффекта на каждой частице мозаики образуется электрический заряд (видеосигнал). Сила видеосигнала соответствует яркости отдельного элемента изображения объекта.

Электронный луч, создаваемый электронной пушкой, передвигается по поверхности мозаики слева направо и сверху вниз, считывая видеосигналы каждой строки. Передвижением луча управляет электрический ток пилообразной формы, подаваемый на электромагниты отклоняющей системы ЭЛТ. На каждый отдельный элемент фотомишени падает пучок электронов диаметром всего 0,02 мм. Это обеспечивает возможность считывать 820 элементов в каждой строке. Согласно стандарту, принятому в нашей стране в 1948 г., один кадр изображения на телевидении содержит 625 строк, передаваемых с частотой 25 кадров/с. От количества строк развертки зависит четкость изображения. Частота строк, принятая в других странах: в Великобритании - 405, США и Канаде - 525, в Западной Европе - 819.

Полученные видеосигналы поступают на видеоусилитель, где после усиления они смешиваются с синхронизирующими импульсами, обозначающими начало и конец каждой строки и кадра. Таким образом формируется полный телевизионный сигнал. Он поступает на радиопередатчик телецентра для передачи в эфир.

Телевизионное вещание традиционно ведется на метровых волнах - с первого по пятый канал на частотах 48,5-100 МГц (6,2-3 м); затем во избежание ТВ-помех в близко расположенных к телецентру городах было добавлено семь каналов в диапазоне частот 174-230 МГц (1,7-1,3 м). В настоящее время 12 ТВ-каналов оказалось недостаточно и к ним добавили 20 каналов на дециметровых волнах в диапазоне 470-630 МГц (64-47 см), исходя из того, что чем выше частота канала, тем шире полоса ТВ-сигнала. Для передачи изображения, содержащего 625 строк с частотой 25 кадров/с, нужен спектр частот около 8 МГц. Это и есть полоса частот одного ТВ-канала.

В телевизионном приемнике принятый из эфира сигнал усиливается и подается на кинескоп. Из ТВ-сигнала выделяются синхроимпульсы, управляющие работой генераторов строчной и кадровой развертки. Экран кинескопа покрыт люминофором, который светится при попадании на него луча электронного прожектора. Движущийся с большой скоростью по строчкам кадра электронный луч вызывает свечение отдельных точек экрана. Вследствие инерции зрения это создает иллюзию свечения всего экрана. Так создается изображение кадра. Звуковое сопровождение передается по отдельному частотно-модулированному каналу.

Для передачи цветного изображения в полный ТВ-сигнал добавляют сигналы цветности. Для этого цветное изображение объекта раскладывают на три одноцветных изображения (красного, зеленого и синего цветов), которые передают три ЭЛТ. Соответствен­но, в ТВ-приемнике предусмотрены три электронных прожектора, лучи которых, проходя через отверстия в маске, вызывают свечение люминофоров красного, зеленого и синего цветов. Маска представ­ляет собой тонкий металлический лист, имеющий 550 тыс. отверстий диаметром 0,25 мм. Люминофор цветного кинескопа содержит 1,5 млн зерен люминофоров красного, зеленого и синего свече­ния, расположенных точно напротив отверстий группами по три зерна каждого цвета. Три луча от трех ЭЛТ, сведенные в одну точку, падают в каждый отдельный момент времени на одну группу люминофоров, при этом каждый луч вызывает свечение одного зерна люминофора «своего» цвета. При развертке лучи перемещаются к следующему отверстию в маске, что позволяет совместить на экране сигналы трех одноцветных изображений.

Совершенствование цветного телевидения нового поколения ведется по следующим направлениям:

· внедрение цифровых методов видеозаписи;

· автоматизация управления ТВ-системами;

· включение вставок из телепрограмм, ведущихся по параллельным каналам, в изображение просматриваемой программы;

· создание портативных (плоских) телевизоров;

· увеличение размеров ТВ-экрана до 60 м2;

· разработка миниатюрных ТВ-приемников;

· конструирование многоракурсных (голографических, стерео и др.) ТВ-систем, дающих трехмерное изображение объекта;

· поиск способов передачи запахов с помощью электрических сигналов для реализации «эффекта участия зрителя»;

· создание телевидения высокой четкости (до 1500 строк в кадре);

разработка телевизоров для среды мультимедиа.

В этом направлении есть видимые результаты. В нашей стране в 1985 г. под руководством И. Г. Басова реализована идея лазерного телевидения с экраном 12 м2. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную яркость и сочность цветов изображения. С технической точки зрения у цветного ТВ есть особенность, заключающаяся в том, что в нем техническое устройство и носители информации не разделены, как в ранее описанных статических, звуковых и дотелевизионных экранно-звуковых средствах (рис. 14).

Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм². Цифровое постоянное изображе­ние, антибликовый экран высокой контрастности с защитой от механических повреждений, цифровой гребенчатый фильтр, цифровое подавление шумов, видеовыход НТСЦ, стереозвук, система 3D Sound, функция «Картинка и Картинка», телетекст Fastext с памятью на 100 страниц, таймер автовыключения, средства защиты от использования детьми, автонастройка и сортировка каналов, гнездо для наушников, аудиовыход с фиксированным уровнем на задней панели, аудио/видеовход на передней панели и на задней панели.

Теперь в основном школы сами создают в рамках замкнутых телевизионных систем необходимые видеоматериалы для собственного пользования, что имеет как преимущества, так и негативные стороны. Положительными моментами такого вещания является то, что можно подготовить любой оперативный материал, широко использовать местные возможности и особенности. С другой стороны, создание высококачественного учебного материала требует соответствующего уровня психолого-педагогической, методической и специальной подготовки, которой в большинстве своем учителя школ в силу целого ряда причин не всегда обладают.

Кабельное телевидение, появившееся в стране в конце 80-х, может предоставить широкие возможности для использования телевидения в учебных целях.

В системе кабельного телевидения США в настоящее время начали применять волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, оптический кабель полностью защищен от электромагнитных помех и сам не создает помех другим устройствам.

Вместо телепрограмм, полученных из телецентра, на вход такого телепередатчика можно подавать, например, сигнал с видеомагнитофона или телекамеры, создавая местные ТВ-программы школьного технического центра и т. п.

Спутниковое учебное телевидение развито прежде всего в западных странах и США. Принцип такого телевидения состоит в том, что в студии формируют программы и в виде сигнала посылают на спутник, который как отражатель рассеивает его радиоволной на территорию вещания, а учебные заведения, настроив свои антенны, принимают данный сигнал. Преимуществом спутниковых систем связи является возможность осуществления связи в широкой полосе частот как с неподвижными, так и с подвижными объекта­ми практически в любой точке земного шара.

Внедрение кабельного и спутникового телевидения в перспективе открывает широкие возможности для использования телевидения в учебно-воспитательном процессе общеобразовательной школы. Но в нашей стране обе системы телевидения не имеют пока массового распространения из-за высокой стоимости.