В кинотехнологиях (как в кино , так и в видео ) высокая частота кадров ( HFR ) означает более высокую частоту кадров, чем обычно.
Частота кадров для кинокамер обычно составляла 24 кадра в секунду (fps) с несколькими вспышками на каждом кадре во время проекции для предотвращения мерцания. Аналоговое телевидение и видео использовали чересстрочную развертку , при которой только половина изображения (известная как видеополе ) записывалась и воспроизводилась/обновлялась одновременно, но со скоростью, в два раза превышающей ту, которая была бы разрешена для прогрессивного видео той же полосы пропускания, что приводило к более плавному воспроизведению, в отличие от прогрессивного видео , которое больше похоже на то, как работает целлулоид. Частота кадров аналоговых телевизионных и видеосистем обычно составляла 50 или 60 полей в секунду. Использование частоты кадров выше 24 кадров в секунду для художественных фильмов и выше 30 кадров в секунду для других приложений является новой тенденцией. Кинорежиссеры могут снимать свои проекты с высокой частотой кадров, чтобы их можно было равномерно преобразовать в несколько более низких частот для распространения.
В ранней истории кинематографа не было стандартной частоты кадров . Ранние фильмы Томаса Эдисона снимались со скоростью 40 кадров в секунду, в то время как братья Люмьер использовали 16 кадров в секунду. Это было связано с комбинацией использования ручного привода вместо двигателя, что создавало переменную частоту кадров из-за непоследовательности прокручивания пленки через камеру. После внедрения синхронной записи звука частота кадров 24 кадра в секунду стала стандартной для отрасли для захвата и проецирования кинофильмов. [1] 24 кадра в секунду были выбраны, потому что это была минимальная частота кадров, которая обеспечивала адекватное качество звука. Это было сделано из-за того, что пленка была дорогой, а использование минимально возможной частоты кадров использовало бы наименьшее количество пленки. [2]
Несколько форматов фильмов экспериментировали с частотой кадров выше стандарта 24 кадра в секунду. Оригинальные 3-полосные фильмы Cinerama 1950-х годов работали со скоростью 26 кадров в секунду. [3] Первые два фильма Todd-AO 70 мм , Oklahoma! (1955) и Around the World in 80 Days (1956) были сняты и показаны со скоростью 30 кадров в секунду. [4] Формат фильма Showscan 70 мм Дугласа Трамбулла работал со скоростью 60 кадров в секунду. [5]
Фильм IMAX HD Momentum , представленный на выставке Seville Expo '92 , был снят и проецировался со скоростью 48 кадров в секунду. [6] IMAX HD также использовался в тематических парках развлечений, основанных на фильмах, включая Soarin' Over California компании Disney . [7]
Предложенный формат Maxivision 48 позволял использовать 35-мм плёнку со скоростью 48 кадров в секунду, но так и не был реализован в коммерческих целях. [8]
Digital Cinema Initiatives опубликовала документ, в котором изложены рекомендуемые практики для цифрового кино с высокой частотой кадров. [9] В этом документе описываются частоты кадров и разрешения, которые могут использоваться в цифровых театральных презентациях с высокой частотой кадров с использованием имеющегося в настоящее время оборудования.
В случае кино, снятого на пленку, в отличие от (аналогового или цифрового) видео, HFR предлагает дополнительное преимущество помимо временной плавности и размытости движения. Особенно для неподвижных объектов, когда они сняты на достаточно быструю пленку , физически случайное изменение положения зерен пленки в каждом кадре с более высокой скоростью эффективно передискретизирует пространственное разрешение изображения за пределы минимальной мелкости отдельных зерен при просмотре.
В серии фильмов Питера Джексона « Хоббит» , начиная с «Хоббита: Нежданное путешествие» в декабре 2012 года, использовалась частота кадров съемки и проекции 48 кадров в секунду, что стало первым художественным фильмом с широким прокатом, в котором использовалась такая частота. [10] Его сиквел 2013 года «Хоббит: Пустошь Смауга» и сиквел 2014 года «Хоббит: Битва пяти воинств» последовали этому примеру. У всех фильмов также есть версии, которые конвертированы и проецируются со скоростью 24 кадра в секунду.
В 2016 году Энг Ли выпустил фильм «Долгая прогулка Билли Линна в перерыве футбольного матча» . В отличие от трилогии «Хоббит» , в которой использовалось 48 кадров в секунду, в картине снимались и проецировались отдельные сцены со скоростью 120 кадров в секунду, что в пять раз быстрее стандарта в 24 кадра в секунду, используемого в Голливуде. [11] «Гемини» Ли 2019 года также снимался и распространялся со скоростью 120 кадров в секунду. [12]
Другие режиссеры, которые намеревались использовать формат с высокой частотой кадров, включают Джеймса Кэмерона в его сиквелах «Аватара» [13] [14] и Энди Серкиса в его адаптации « Скотного двора » Джорджа Оруэлла . [ 15]
В начале 2022 года Кэмерон объявил, что в разработке находятся HFR-конверсии для его предыдущих фильмов «Аватар» и «Титаник» . [16]
Avatar: The Way of Water выпущен 16 декабря 2022 года с динамической частотой кадров. Некоторые сцены отображаются со скоростью до 48 кадров в секунду, в то время как другие отображаются с более традиционной, более медленной частотой. [17]
Даже при съемке на пленку частота кадров выше 24 кадров в секунду и 30 кадров в секунду довольно распространена в телевизионных драмах и игровых видеороликах . ~50 или ~60 кадров в секунду были универсальными в телевизионном и видеооборудовании, вещании и стандартах хранения с момента их появления. Поддержка собственного контента с частотой 120 кадров в секунду является основной особенностью новых стандартов телевидения сверхвысокой четкости, таких как ATSC 3.0 .
Некоторые медиаплееры способны показывать произвольно высокие частоты кадров, и почти все компьютеры и смарт-устройства также могут обрабатывать такие форматы. В последние годы некоторые телевизоры имеют возможность брать обычные видео 24 кадра в секунду и «конвертировать» их в HFR-контент путем интерполяции движения изображения, создания новых кадров, сгенерированных компьютером, между каждыми двумя ключевыми кадрами и запуска их с более высокой частотой обновления. Аналогичные компьютерные программы позволяют это, но с более высокой точностью и лучшим качеством, поскольку вычислительная мощность ПК выросла, как в реальном времени, так и в автономном режиме .
Кинорежиссеры могут создавать свои проекты на 120, 240 или 300 кадров в секунду, чтобы их можно было равномерно понизить до различных различных частот кадров для распространения, например, 25, 30, 50 и 60 кадров в секунду для видео и 24, 48 или 60 кадров в секунду для кинотеатра. То же самое делается и при создании последовательностей замедленного действия , и иногда это называют «переразгонкой». [18]
Обычно камеры (в том числе установленные в мобильных телефонах) исторически использовали два способа кодирования видео с высокой частотой кадров (или замедленной съемки) в видеофайл: метод реального времени и метод ручной съемки .