Obturaattori (optiikka)

Obturaattori ( fr.  obturateur , lat.  obturo  - Sulje) - optisten laitteiden mekanismi , joka on suunniteltu katkaisemaan ajoittain säteilyvirtaus . Yksi elokuvatekniikan keskeisistä osista , mukaan lukien elokuvaprojektorit ja filmikopiokoneet . Filmikamerassa obturaattorilla on sama rooli kuin suljin kamerassa [ 1] . Obturaattorin työ synkronoidaan hyppymekanismin kanssa siten , että kalvo pysyy liikkumattomana obturaattorin avaamisen alusta, kunnes se sulkeutuu kokonaan [2] .

Yleisin kiekkosulkija on pyörivä kiekko, jossa on yksi tai useampi leikattu sektori . Vähemmän yleisiä ovat pyörivät kartiomaiset ja sylinterimäiset ikkunaluukut [3] sekä edestakaisin liikkeellä toimivat verhokaihtimet . Infrapunamodulaatioradiometreissä suljetussa tilassa oleva obturaattori voi olla vertailusäteilyn lähde.

Avautumiskulma ja obturaatiokerroin

Obturaattorin pääominaisuus on avautumiskulma, joka määrää sen valonläpäisyn. Avautumiskulma on yhtä suuri kuin yksiteräisen obturaattorin sektorileikkauksen kulma tai moniteräisen obturaattorin kaikkien aukkojen kulmien summa [2] . Muun kuin levyn muodon ollessa kyseessä avautumiskulma ilmaistaan ​​obturaattorin käyttölenkin kokonaiskiertokulmana, joka vastaa sen avointa tilaa, kun valo kulkee vapaasti. Avautumiskulman teoreettinen raja on 360°, mikä vastaa jatkuvaa valonläpäisyä, kun taas kiinteällä läpinäkymättömällä levyllä on nollakulma. 180° avautumiskulma tarkoittaa yhtäläisiä valon ja pimeyden aikavälejä.

Avautumiskulma määrittää suljinnopeuden kuvattaessa. , missä  on kuvaustaajuus,  on obturaattorin terien lukumäärä [4] .

Siten filmikamerassa kuvaustaajuuden ja sulkimen avautumiskulman yhdistelmä määrittää valotusajan, jonka valoherkkä filmi vastaanottaa kunkin kuvan valotuksen aikana [5] . Obturaattorin suurinta avautumiskulmaa rajoittaa hyppymekanismin mekaaninen tehokkuus, joka ei pysty liikuttamaan kalvoa välittömästi. Kouran tai Maltan mekanismin liian nopea toiminta aiheuttaa suuria mekaanisia kuormituksia rei'itykseen ja vaurioitumisvaaraa [6] . Siksi useimmissa filmikameroissa sulkimen avautumiskulma ylittää harvoin 180°, lukuun ottamatta erikoismalleja, mukaan lukien videonauhurit [7] . Sulkimen suurinta avautumiskulmaa pidetään elokuvakameran tärkeänä ominaisuutena, sillä se määrittää sen soveltuvuuden kuvaamiseen luonnonvalossa ilman lisävaloa. On kameroita, joissa on säädettävä sulkimen avautumiskulma, jonka avulla voit säätää suljinnopeutta vakiotaajuudella. Tällaisella sulkimella varustetut filmikamerat soveltuvat yhdistettyyn kuvaamiseen ja siirtymien , kuten "sumennus" ja "pimennys" valmistukseen [8] [9] .

Joskus obturaattorin pääominaisuutena pidetään obturaatiokerrointa , eli avoimen tilan (altistuksen) keston suhdetta kehyksen vaihtojaksoon.

Filmiprojektoreissa obturaatiokerroin vaikuttaa suoraan valotehokkuuteen vähentäen valon läpäisyä sen pienentyessä. Filmin projisoinnin aikana filmiin kohdistuvat kuormitukset ovat kuitenkin vielä rajoitetumpia kuin kuvauksen aikana, koska ne vaikuttavat monta kertaa teippimekanismin läpi kulkevan filmikopion turvallisuuteen, toisin kuin filminegatiivissa . Maltalaisen mekanismin paremman tehokkuuden vuoksi filmiprojektoreissa obturaattorin avautumiskulma voisi olla suurempi kuin filmikameroissa, jos valovirran ylimääräistä päällekkäisyyttä tyhjäkäynnillä olevan terän kanssa ei vaadita. Filmiprojisoinnissa ruudun näkyvän välkkymisen eliminoimiseksi obturaattori on varustettu toisella terällä, ja yhden ruudun projisoinnin aikana valo estetään kahdesti [10] . Tämä lisää välkyntätaajuutta fysiologisen näkyvyyden kynnyksen yläpuolelle , mutta vähentää järjestelmän valonläpäisyä [11] . Äänifilmiprojektoreissa obturaattorissa on yksi toimiva ja yksi tyhjäkäyntiterä, joka tuottaa 48 Hz:n välkyntätaajuuden. Äänettömissä filmiprojektoreissa, jotka oli suunniteltu 16 ruutua sekunnissa olevalle elokuvan projisointitaajuudelle, obturaattorissa oli kaksi tyhjäkäyntiä [12] .

Liikkeen siirto

Valotusajan lisäksi liikkeen tasaisuus näytöllä riippuu sulkimen avautumiskulmasta. Nopeasti liikkuvien kohteiden hämärtyminen suuressa avautumiskulmassa peittää kuvan epäjatkuvuuden [13] . Jos valotusaika on liian pitkä, myös suurella nopeudella liikkuvat kohteet ovat teräviä. Katsottaessa tämä aiheuttaa epämiellyttävän kuvan välähdyksen (fraktioivuuden) tunteen, joka on erityisen voimakasta suurella näytöllä, jossa on mukana nopean vasteen perifeerinen näkö. Myös avautumiskulman pienentyessä stroboskooppinen vaikutus tulee näkyvämmäksi, esimerkiksi kun pyörät pyörivät vastakkaiseen suuntaan. Siksi sulkimen avautumiskulman pienentämistä käytetään pääasiassa kohtauksissa, joissa on paikallaan olevia kohteita tai pieni liikenopeus, pääasiassa elokuvallisten tehosteiden luomiseen . Nopeiden prosessien teknisessä ja nopeassa kuvauksessa käytetään usein uritettuja obturaattoreita, joiden avautumiskulma on erittäin pieni [14] . Joissakin tapauksissa liian pitkiä suljinaikoja voidaan käyttää taiteellisena tekniikkana: valokuvauksen ohjaaja Janusz Kaminsky pienensi tarkoituksella sulkimen avautumiskulmaa 45 asteeseen kuvattaessa " Saving Private Ryan " -elokuvan toimintakohtauksia, mikä sai aikaan epätodellisen tunteen. liikkeiden ja räjähdysten selkeys [15] .

Obturaattorin työntövoima

Obturaattorin synkronoinnin katkeaminen hyppymekanismin kanssa elokuvaprojektorissa johtaa epämiellyttävään vaikutukseen pystysuoran silmukan muodossa kirkkaista kuvan yksityiskohdista ja sen vapinasta ruudulla. Projektionistisessa ammattikielessä tätä ilmiötä kutsutaan "sulkimen työntövoimaksi" ja se tulisi korjata välittömästi säätämällä toimilaitteita [16] [17] . Sama filmikameran toimintahäiriö aiheuttaa korjaamattoman avioliiton, kun kuvan valo vetää pystysuoraa "pyrstöä" elokuvan liikkeen vuoksi valotushetkellä. Jotkut elokuvantekijät käyttävät tätä tehostetta luodakseen illuusion kädessä pidettävällä uutiskameralla kuvaamisesta , kuten historiallisten elokuvien toimintakohtauksissa. Samalla tahriintumista valvotaan huolellisesti, jotta kuva ei näytä vialliselta, vaan vain hieman pidentää kohokohtia filmiä pitkin. " Full Metal Jacket "- ja "Saving Private Ryan" -elokuvien luojat käyttivät annosteltua "suljintyöntövoimaa" joissakin taistelukohtauksissa [15] .

Peilisuljin

Toisen maailmansodan jälkeen useimmissa filmikameroissa kytkentätähtäin ja peilisulkija yleistyivät, ja sitä käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1937 saksalaisessa Arriflex 35 -kamerassa [18] [19] . Tällaisten laitteiden kiekkosobturaattorin 2 taso sijaitsee 45°:n kulmassa linssin 1 optiseen akseliin nähden , ja obturaattorin linssiä päin oleva pinta on peitetty peilikerroksella [20] [9] . Siksi, kun kehysikkuna 9 on tukossa, obturaattori ohjaa koko linssistä tulevan valovirran himmeälle lasille 3 , joka sijaitsee kohtisuorassa kalvon tasoon nähden [21] . Siten mattapinnalle saadaan kuva, joka on identtinen kehyksen ikkunan kanssa obturaattorin ollessa auki. Peilisulkijalle rakennetun tähtäimen toimintaperiaate on samanlainen kuin yksilinssisen refleksikameran etsimen toiminta .

Peilisuljin mahdollistaa tarkennuksen himmeälle lasille erittäin tarkasti linssin polttovälistä riippumatta. Lisäksi tällaisessa etsimessä ei ole täysin parallaksia, ja sen avulla voit hallita visuaalisesti syväterävyyttä . Mahdollisuus läpinäkymiseen oli olemassa jo ennen peilin suljinta, esimerkiksi Bell & Howell 2709 -kameroissa vuonna 1912: laite pystyi liikkumaan ohjaimia pitkin tasaisen alustan poikki asettamalla kehysikkunan filmillä tai himmeällä lasilla suurennuslasilla. vastapäätä kuvauslinssiä [22] . Tällä menetelmällä kehys kuitenkin näkyi vain kuvaustaukojen aikana, ja kameran ollessa käynnissä jouduttiin rajaukseen käyttämään palallax-apuetsintä. Jatkuva havainto oli saatavilla filmin kautta Debrie Parvossa ja joissakin muissa, mutta se liittyi sen valaistumisen riskiin suurennuslasin kautta ja osoittautui sopimattomaksi uusimmille pankromaattisille elokuville, joissa oli lähes läpinäkymätön antihalaatio- alakerros [23] .

Peilisuljin ei kärsi mistään näistä puutteista, joten voit rajata ja tarkentaa kuvan tarkasti sekä kuvauksen aikana että mekanismin ollessa pysäytettynä, mikä asettaa sulkimen automaattisesti katseluasentoon kuvauksen lopussa useimmissa kameroissa. Jos tällaista automaatiota ei ole, obturaattoria käännetään manuaalisesti yleiskäytön kahvasta. Peilinsulkijalla varustetun konjugoidun ristikon näyttämä näkökenttä on täsmälleen sama kuin minkä tahansa kuvausobjektiivin näkökenttä, joten voit käyttää vaihdettavia objektiiveja ja zoom-objektiiveja ilman rajoituksia [24] . Peilisulkijan tulo muutti kameramiehen työn tekniikkaa siinä määrin, että kameroita, joita ei ollut sillä varustettu, kutsuttiin "sokeiksi" [25] .

Peilinsulkija voi sijaita linssin optisen akselin alapuolella tai sen sivulla (useimmiten oikealla). Ensimmäisessä tapauksessa ( Arriflex 35 BL , " Konvas-avtomat ", " Rodina ", " Kinor 16СХ-2М ", " Krasnogorsk ") yleinen layout osuu yksilinssiseen refleksikameraan ja himmeä lasi, jossa on suurennuslasikääre. järjestelmä on sijoitettu päälle. Harvempi on lateraalinen obturaattori: Arriflex 35 , Mitchell BNC R. Tässä tapauksessa himmeä lasi on myös sivulla suurennuslasin optiikan ohella. Monimutkaisissa filmikameroissa (esimerkiksi 2KSK) peilisuljin toimii yhdessä levyn tai kartiomaisen sulkimen kanssa, mikä tarjoaa täydellisemmän päällekkäisyyden kehysikkunalle ja estää välkkymisen suurennuslasin läpi, kun kamera on pysäytetty.

Värierotussuljin

Joissakin varhaisissa värielokuvajärjestelmissä värierotteluun käytettiin levysuljinta . Tätä varten sen läpinäkyviin sektoreihin asennettiin värilliset suodattimet . Kun tällaista useimmiten kaksiteräistä suljinta kierrettiin, elokuvan viereiset kehykset valotettiin eriväristen suodattimien läpi ja soveltuivat värierotellun negatiivin saamiseksi . Tuloksena olevaa kalvoa esitettäessä käytettiin samaa obturaattoria ja positiivin värierotetut kehykset projisoitiin vastaavan värin obturaattoriosan läpi, mikä loi värikuvan visuaalisen sensaation. Tätä värien erotteluperiaatetta käytettiin esimerkiksi Euroopassa 1900- luvun alussa laajalle levinneessä Kinemacolor - järjestelmässä [26] . Neuvostoliitossa samaa periaatetta käytettiin kokeellisessa tekniikassa "Spectrocolor". Tällä hetkellä samanlaista värien erottelutekniikkaa käytetään videoprojektoreissa , joissa on yksi DLP -matriisi [27] .

Elektroninen suljin

Nykyaikaisilla videokameroilla , jotka käyttävät fotomatriiseja valon muuntajana videosignaaliksi, on kyky ohjata valotusaikaa latausten lukemiseen, mikä toiminnallisesti vastaa mekaanisen sulkulaitteen ominaisuuksia, joissa on muuttuva avautumiskulma. Jotkut videokameravalmistajat kutsuvat tätä ominaisuutta "elektroniseksi sulkimena " .  Kuten perinteisessä obturaattorissa, myös elektronisessa obturaattorissa valotusaika vaikuttaa liikkeen tasaisuuden siirtymiseen ja pienillä valotusajoilla nopea liike välittyy murto-osaisesti, mikä on katsojalle epämiellyttävää. Filmikameroita korvaavissa digitaalisissa elokuvakameroissa ei ole mekaanista suljinta. Sen avautumiskulman säätötoiminto suoritetaan matriisiohjausjärjestelmään integroidulla elektronisella analogilla.

Joissakin digitaalikameramalleissa [28] on kuitenkin edelleen mekaaninen obturaattori, joka estää CMOS-matriisien synnyttämien liikeartefaktien ilmaantumisen, joiden on fyysisesti estettävä valovirta latauksen lukemisen aikana. Lisäksi mekaanisen peilisulkijan käyttö mahdollistaa optisen näkyvyyden pitämisen näkyvissä. Toisin kuin filmikamerat, elektroniset eivät liikuta filmiä, ja virtuaalisen sulkimen avautumiskulma voi olla jopa 360°, jolloin maksimi suljinnopeus saadaan otosjakson kestoon. Siten kuvausnopeudella 24 kuvaa sekunnissa suurin suljinaika voi olla 1/24 sekuntia verrattuna 1/48:aan, tyypillisesti perinteisille kameroille. Tämän avulla voit kuvata matalammalla valotasolla.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 53.
  2. ↑ 1 2 Photokinotechnics, 1981 , s. 214.
  3. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 346.
  4. ↑ Artishevskaya, 1990 , s. 6.
  5. ↑ The Movie Lover 's Reference Book, 1977 , s. 193.
  6. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 269.
  7. ↑ Kameramiehen käsikirja, 1979 , s. 110.
  8. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 54.
  9. ↑ 1 2 Photokinotechnics, 1981 , s. 215.
  10. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 62.
  11. ↑ Elokuvaprojektio kysymyksissä ja vastauksissa, 1971 , s. 150.
  12. ↑ Kuvan tallennuksen ja toiston perusteet, 1982 , s. 135.
  13. ↑ Konovalov, 2007 , s. 102.
  14. ↑ Kuvauslaitteet, 1971 , s. 297.
  15. ↑ 1 2 Amerikkalainen elokuvaaja, 2017 .
  16. ↑ Filmin projektiotekniikka, 1966 , s. 354.
  17. ↑ Obturaattorin säätö . mediamain. Haettu 12. kesäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 12. kesäkuuta 2020.
  18. ↑ Kameran kroniikka, 2013 , s. 3.
  19. ↑ Kuvauslaitteet, 1971 , s. 134.
  20. ↑ Filmitekniikan perusteet, 1965 , s. 61.
  21. ↑ Artishevskaya, 1990 , s. 7.
  22. ↑ Albert Steeman. Klassiset elokuvakamerat  . Kuvaajien tietosanakirja. Haettu 17. toukokuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 10. toukokuuta 2020.
  23. ↑ Elokuvatekniikan historia, 2007 , s. 63.
  24. ↑ Kameramiehen käsikirja, 1979 , s. 72.
  25. ↑ Elokuvan tekniikka ja tekniikka, 2008 , s. kaksikymmentä.
  26. ↑ Cinemacolor.  Ensimmäinen onnistunut värijärjestelmä . American WideScreen Museum. Haettu 16. toukokuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 9. kesäkuuta 2012.
  27. ↑ Vladislav Kononov. Valitse videoprojektori. Teoria ja käytäntö . Ferra.ru (4. toukokuuta 2010). Käyttöpäivä: 5. tammikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 6. tammikuuta 2017.
  28. ↑ Sony F65 UKK (englanniksi) . Haettu 4. joulukuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 2. huhtikuuta 2012.

Kirjallisuus