Покадровая съемка — это метод, при котором частота, с которой захватываются кадры фильма ( частота кадров ), намного ниже частоты, используемой для просмотра последовательности. При воспроизведении с нормальной скоростью время кажется движущимся быстрее и, таким образом, истекающим . Например, изображение сцены может быть захвачено со скоростью 1 кадр в секунду, но затем воспроизведено со скоростью 30 кадров в секунду; в результате получается кажущееся увеличение скорости в 30 раз.
Процессы, которые обычно кажутся человеческому глазу тонкими и медленными, такие как движение солнца и звезд на небе или рост растения, становятся очень выраженными. Покадровая съемка — это экстремальная версия кинематографической техники замедленной съемки . Покадровая анимация — это сопоставимая техника; объект, который на самом деле не движется, например, марионетка, может многократно вручную перемещаться на небольшое расстояние и фотографироваться. Затем фотографии можно воспроизводить как фильм со скоростью, которая показывает, что объект движется.
И наоборот, пленку можно воспроизводить на гораздо более низкой скорости, чем та, на которой она была снята, что замедляет быстрое действие, как при замедленной или высокоскоростной съемке .
Некоторые классические сюжеты покадровой съемки включают в себя:
Эта техника использовалась для фотографирования толп, движения транспорта и даже телевидения. Эффект фотографирования объекта, который меняется незаметно и медленно, создает плавное впечатление движения. Объект, который меняется быстро, превращается в натиск активности.
Зарождение покадровой съемки произошло в 1872 году, когда Лиланд Стэнфорд нанял Эдварда Мейбриджа, чтобы доказать, находятся ли копыта скаковых лошадей одновременно в воздухе во время бега. Эксперименты продолжались в течение 6 лет до 1878 года, когда Мейбридж установил ряд камер на каждые несколько футов трассы, на которых были растяжки, которые лошади активировали во время бега. Фотографии, сделанные с нескольких камер, затем были объединены в коллекцию изображений, на которых были запечатлены бегущие лошади. [2]
Первое использование покадровой съемки в художественном фильме было в фильме Жоржа Мельеса « Перекрёсток Оперы» (1897). [3]
Ф. Перси Смит был пионером [4] использования покадровой съемки в фотографии природы в своем немом фильме 1910 года «Рождение цветка» . [5]
Покадровая фотосъемка биологических явлений была впервые проведена Жаном Командоном в сотрудничестве с Пате Фрер в 1909 году, [6] [7] Ф. Перси Смитом в 1910 году и Романом Вишняком с 1915 по 1918 год. Покадровая фотосъемка получила дальнейшее развитие в 1920-х годах благодаря серии художественных фильмов под названием Bergfilme ( горные фильмы ) Арнольда Фанка , включая Das Wolkenphänomen in Maloja (1924) и The Holy Mountain (1926).
С 1929 по 1931 год Р. Р. Райф поразил журналистов первыми демонстрациями покадровой микросъемки с большим увеличением [8] [9], но ни один режиссер не может похвастаться большей популяризацией техники покадровой съемки, чем Джон Отт , [ необходима ссылка ] чья жизненная деятельность задокументирована в фильме «Исследование спектра» .
Первой «дневной» карьерой Отта была работа банкира, а покадровая киносъемка, в основном растений, изначально была просто хобби. Начиная с 1930-х годов Отт покупал и создавал все больше и больше оборудования для покадровой съемки, в конечном итоге построив большую теплицу, полную растений, камер и даже самодельных автоматизированных электрических систем управления движением для перемещения камер, чтобы следить за ростом растений по мере их развития. Он снимал покадровую съемку всей своей теплицы с растениями и камерами по мере их работы — виртуальная симфония покадрового движения. Его работа была представлена в эпизоде телешоу Request TV You Asked for It в конце 1950-х годов .
Отт обнаружил, что движением растений можно управлять, изменяя количество воды, которую им давали, и изменяя цветовую температуру освещения в студии. Некоторые цвета заставляли растения цвести, а другие — плодоносить. Отт открыл способы изменять пол растений, просто изменяя цветовую температуру источника света. Используя эти методы, Отт создавал покадровую анимацию растений, «танцующих» вверх и вниз, синхронизированную с предварительно записанными музыкальными треками. Его кинематография цветущих цветов в таких классических документальных фильмах, как « Секреты жизни » Уолта Диснея (1956), стала пионером современного использования покадровой съемки в кино и на телевидении. [ необходима цитата ] Отт написал несколько книг об истории своих приключений с покадровой съемкой, включая «Мой подвал из слоновой кости » (1958) и «Здоровье и свет» (1979), и выпустил в 1975 году документальный фильм «Исследование спектра» .
Оксфордский научный институт кино в Оксфорде, Великобритания , специализируется на системах покадровой и замедленной съемки и разработал системы камер, которые могут проникать в небольшие помещения (и перемещаться через них). [ необходима ссылка ] Их кадры появлялись в телевизионных документальных фильмах и фильмах.
В 1981 году в сериале PBS NOVA был показан целый эпизод о покадровой (и замедленной) фотографии и системах под названием Moving Still . Наиболее яркими моментами работы Оксфорда являются замедленные кадры собаки, стряхивающей с себя воду, с крупными планами капель, сбивающих пчелу с цветка, а также покадровая последовательность разложения мертвой мыши.
Неповествовательный художественный фильм Koyaanisqatsi (1983) содержал покадровые изображения облаков, толп и городов, снятые оператором Роном Фрике . Годы спустя Рон Фрике выпустил сольный проект под названием Chronos , снятый с использованием камер IMAX. Фрике широко использовал эту технику в документальном фильме Baraka (1992), который он снял на пленку Todd-AO ( 70 мм ).
Бесчисленное множество других фильмов, рекламных роликов, телешоу и презентаций включали покадровый материал. Например, фильм Питера Гринуэя A Zed & Two Noughts имеет подсюжет, включающий покадровую съемку разлагающихся животных, и включает композицию под названием «Time Lapse», написанную для фильма Майклом Найманом . В конце 1990-х годов покадровая съемка Адама Зоглина была показана в телесериале CBS Early Edition , изображающем приключения персонажа, который получает завтрашнюю газету сегодня. В сериале Дэвида Аттенборо 1995 года «Частная жизнь растений» также широко использовалась эта техника.
Частоту кадров при покадровой съемке можно варьировать практически в любых пределах: от частоты, приближающейся к обычной частоте кадров (от 24 до 30 кадров в секунду), до одного кадра в день, неделю или дольше, в зависимости от объекта.
Термин «таймлапс» может также применяться к тому, как долго затвор камеры открыт во время экспозиции каждого кадра фильма (или видео), а также применялся к использованию длинных выдержек, используемых в неподвижной фотографии в некоторых старых фотографических кругах. В фильмах оба вида покадровой съемки могут использоваться вместе, в зависимости от сложности используемой системы камеры. Ночной снимок звезд, движущихся по мере вращения Земли, требует обеих форм. Длительная выдержка каждого кадра необходима, чтобы тусклый свет звезд мог зафиксироваться на пленке. Промежутки во времени между кадрами обеспечивают быстрое движение, когда пленка просматривается с нормальной скоростью.
Поскольку частота кадров покадровой съемки приближается к нормальной частоте кадров, эти «мягкие» формы иногда называют просто ускоренным движением или (в видео) ускоренной перемоткой вперед . Этот тип пограничной техники покадровой съемки напоминает видеомагнитофон в режиме ускоренной перемотки вперед («сканирования»). Человек, едущий на велосипеде, будет показывать яростно работающие ноги, когда он мелькает по городским улицам со скоростью гоночного автомобиля. Более длительные выдержки для каждого кадра также могут привести к размытию движений ног человека, усиливая иллюзию скорости.
Два примера обоих приемов — это бегущая последовательность в фильме Терри Гиллиама «Приключения барона Мюнхгаузена» (1989), в которой персонаж обгоняет летящую пулю, и короткометражные и полнометражные фильмы 1980-х годов лос-анджелесского аниматора Майка Джиттлова , оба под названием «Волшебник скорости и времени» . При использовании в кино и на телевидении быстрое движение может служить одной из нескольких целей. Одно из популярных применений — комический эффект. Комическая сцена в стиле слэпстик может быть воспроизведена в ускоренном движении с сопровождающей музыкой. (Эта форма специального эффекта часто использовалась в комедиях немого кино на заре кинематографа.
Другим применением ускоренного движения является ускорение медленных сегментов телепрограммы, которые в противном случае заняли бы слишком много времени, отведенного для телешоу. Это позволяет, например, сжать медленную сцену в шоу о ремонте дома, где мебель переставляют (или заменяют другой мебелью), в меньший отрезок времени, при этом позволяя зрителю увидеть, что произошло.
Противоположность быстрому движению — медленное движение. Кинематографисты называют быстрое движение недокруткой , поскольку изначально оно достигалось путем вращения камеры с ручным приводом медленнее, чем обычно. Ускоренная тяга создает эффект замедленного движения.
Фильм часто проецируется со скоростью 24 кадра/с , то есть на экране каждую секунду появляются 24 изображения. При нормальных обстоятельствах пленочная камера будет записывать изображения со скоростью 24 кадра/с, поскольку скорость проекции и скорость записи одинаковы.
Даже если пленочная камера настроена на запись с меньшей скоростью, она все равно будет проецироваться со скоростью 24 кадра/с. Таким образом, изображение на экране будет казаться движущимся быстрее.
Изменение скорости изображения на экране можно рассчитать, разделив скорость проекции на скорость камеры.
Таким образом, фильм, записанный со скоростью 12 кадров в секунду, будет казаться движущимся в два раза быстрее. Съемка со скоростью от 8 до 22 кадров в секунду обычно попадает в категорию недотянутого быстрого движения, а изображения, снятые на более медленной скорости, ближе попадают в область покадровой съемки, хотя эти различия в терминологии не были полностью устоявшимися во всех кругах кинопроизводства.
Те же принципы применимы к видео и другим методам цифровой фотографии. Однако до недавнего времени [ когда? ] видеокамеры не могли записывать с переменной частотой кадров.
Покадровую съемку можно осуществить с помощью некоторых обычных кинокамер, просто снимая отдельные кадры вручную. Но большую точность во временном приращении и постоянство в скоростях экспозиции последовательных кадров лучше достигать с помощью устройства, которое подключается к системе затвора камеры (если позволяет конструкция камеры), называемого интервалометром . Интервалометр регулирует движение камеры в соответствии с определенным интервалом времени между кадрами. Сегодня многие цифровые камеры потребительского класса, включая даже некоторые камеры типа «наведи и снимай», имеют доступные аппаратные или программные интервалометры. Некоторые интервалометры можно подключить к системам управления движением, которые перемещают камеру по любому количеству осей по мере достижения покадровой съемки, создавая наклоны, панорамы, треки и кадры с грузовиками, когда фильм воспроизводится с нормальной частотой кадров. Рон Фрике является основным разработчиком таких систем, которые можно увидеть в его короткометражном фильме Chronos (1985) и его художественных фильмах Baraka (1992, выпущен на видео в 2001) и Samsara (2011).
Как упоминалось выше, в дополнение к изменению скорости камеры, важно учитывать соотношение между интервалом кадра и временем экспозиции. Это соотношение контролирует степень размытия движения, присутствующую в каждом кадре, и, в принципе, точно такое же, как регулировка угла затвора на кинокамере. Это известно как «перетаскивание затвора».
Пленочная камера обычно записывает изображения со скоростью 24 кадра в секунду (fps). В течение каждой 1 ⁄ 24 секунды пленка фактически экспонируется на свету примерно половину времени. Остальное время она скрыта за затвором. Таким образом, время экспозиции для кинопленки обычно рассчитывается как 1 ⁄ 48 секунды (часто округляется до 1 ⁄ 50 секунды). Регулировка угла затвора на пленочной камере (если ее конструкция позволяет) может добавить или уменьшить размытость движения, изменяя количество времени, в течение которого кадр пленки фактически экспонируется на свету.
В покадровой съемке камера записывает изображения с определенным медленным интервалом, например, один кадр каждые тридцать секунд ( 1 ⁄ 30 кадра в секунду). Затвор будет открыт в течение некоторой части этого времени. В покадровой съемке с короткой выдержкой пленка подвергается воздействию света в течение обычного времени экспозиции в течение ненормального интервала кадров. Например, камера будет настроена на экспонирование кадра в течение 1 ⁄ 50 секунды каждые 30 секунд. Такая настройка создаст эффект чрезвычайно узкого угла затвора, придавая полученному фильму качество покадровой анимации .
При длительной экспозиции в режиме покадровой съемки время экспозиции будет приближаться к эффекту обычного угла затвора. Обычно это означает, что время экспозиции должно быть равно половине интервала кадра. Таким образом, 30-секундный интервал кадра должен сопровождаться 15-секундным временем экспозиции для имитации обычного затвора. Полученный фильм будет выглядеть гладким.
Время экспозиции можно рассчитать на основе желаемого угла затвора и интервала кадра с помощью уравнения:
Длительная выдержка покадровой съемки встречается реже, поскольку часто бывает сложно правильно экспонировать пленку в течение такого длительного периода, особенно при дневном освещении. Кадр пленки, экспонированный в течение 15 секунд, получит в 750 раз больше света, чем его аналог в 1 ⁄ 50 секунды. (Таким образом, это будет более чем на 9 ступеней больше нормальной экспозиции.) Для компенсации переэкспонирования можно использовать нейтральный фильтр научного уровня .
Некоторые из самых потрясающих покадровых изображений создаются путем перемещения камеры во время съемки. Покадровую камеру можно установить, например, на движущемся автомобиле, чтобы создать впечатление экстремальной скорости.
Однако для достижения эффекта простого трекингового снимка необходимо использовать управление движением для перемещения камеры. Установка управления движением может быть настроена на перемещение или панорамирование камеры в крайне медленном темпе. При проецировании изображения может показаться, что камера движется с нормальной скоростью, в то время как мир вокруг нее находится в режиме покадровой съемки. Такое сопоставление может значительно усилить иллюзию покадровой съемки.
Скорость, с которой должна двигаться камера, чтобы создать воспринимаемое нормальное движение камеры, можно рассчитать, обратив уравнение покадровой съемки:
«Барака» был одним из первых фильмов, где этот эффект использовался в полной мере. Режиссер и оператор Рон Фрике разработал собственное оборудование для управления движением, которое использовало шаговые двигатели для панорамирования, наклона и перемещения камеры.
Короткометражный фильм «Год по заброшенной дороге» показывает целый год, проходящий в норвежском Бёрфьорде (в коммуне Хасвик ) со скоростью, в 50 000 раз превышающей обычную, всего за 12 минут. Камеру вручную немного перемещали каждый день, и поэтому фильм создает у зрителя впечатление плавного путешествия по фьорду в течение года, каждый день сжимается до нескольких секунд.
Панорамирование покадровой съемки можно легко и недорого осуществить, используя широко распространенную экваториальную монтировку телескопа с двигателем прямого восхождения . [10] Двухосевое панорамирование также можно осуществить с помощью современных моторизованных монтировок телескопа.
Разновидностью этого являются установки, которые перемещают камеру во время экспозиций каждого кадра пленки, размывая все изображение. В контролируемых условиях, обычно с компьютерами, тщательно выполняющими движения во время и между каждым кадром, можно добиться некоторых захватывающих размытых художественных и визуальных эффектов, особенно когда камера установлена на системе слежения, которая позволяет ей перемещаться в пространстве.
Самым классическим примером этого является «щелевое сканирование» в начале эпизода «Звездных врат» в конце фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года » (1968), созданное Дугласом Трамбуллом.
Покадровую съемку можно комбинировать с такими методами, как съемка с высоким динамическим диапазоном . Один из методов достижения HDR включает брекетинг для каждого кадра. Три фотографии делаются с отдельными значениями экспозиции (захватывая три в непосредственной последовательности), чтобы создать группу изображений для каждого кадра, представляющую блики, средние тона и тени. Группы в брекетинге объединяются в отдельные кадры. Затем эти кадры упорядочиваются в видео.
Переходы от дня к ночи являются одними из самых сложных сцен в покадровой фотографии, и метод, используемый для работы с этими переходами, обычно называют техникой «Святого Грааля». [11] В отдаленной местности, не подверженной световому загрязнению, ночное небо примерно в десять миллионов раз темнее неба в солнечный день, что соответствует 23 значениям экспозиции . В аналоговую эпоху для устранения этой разницы использовались методы смешивания: один снимок был сделан днем, а другой ночью с точно такого же угла камеры .
Цифровая фотография предоставляет множество способов управления переходами от дня к ночи, например, автоматическая экспозиция и ISO , линейное изменение выдержки и несколько программных решений для управления камерой с компьютера или смартфона. [11]
