Цифровые кинокамеры: введение. Какими камерами снимали и снимают кино?

Введение

«Любая камера в руках любителя является любительской, любая камера в руках профессионала является профессиональной». Эта расхожая фраза, популярная в среде киноработников, во многом справедлива, ведь кино снимает человек, а не камера.

После того, как выбрано художественное решение фильма, его стилистика, оператор-постановщик выбирает нужное технологическое решение для реализации творческих задач режиссера. Интересное, качественное киноизображение, помимо самого процесса съемок, базируется на трех основных параметрах: выбор камеры, выбор оптики и работа с изображением на этапе цветокоррекции и постпродакшена. Все эти составляющие тесно связаны друг с другом и неразрывно влияют на то, каким фильм окажется в итоге. Сегодня поговорим о выборе камеры для создания кинофильма.

Кинопленочные кинокамеры 35 мм

Изначально фильмы снимались на кинопленку, и стандартом для профессионалов были камеры с 35-миллиметровой пленкой, в то время как любители снимали на 8 и 16 мм. Сегодня в основном кино снимается на цифровые кинокамеры, пленка сильно сдала свои позиции, но до сих пор остается непревзойденным эталоном качества. Именно поэтому оригиналы многих фильмов до сих пор хранят на кинопленках, ведь эта технология проверена более чем вековой историей, в то время как цифровым носителям нет и 20 лет. К тому же многие известные режиссеры до сих пор снимают на пленку и решительно отказываются переходить на новые форматы — среди них Квентин Тарантино, Кристофер Нолан, Мартин Скорсезе, Джей Джей Абрамс и другие. Все дело в неповторимой мягкости цвета в передаче оттенков, полутонов, пластичности изображения, максимальной широте белого и черного. Современная технология кинопроизводства предусматривает сканирование получаемого пленочного негатива и дальнейшую обработку и монтаж фильма с помощью компьютера по технологии Digital Intermediate. Поэтому нередко в фильмах, снимаемых на цифровые кинокамеры, есть эпизоды, снятые на пленку для придания сцене большей выразительности. Около половины фильмов, выдвигаемых на Оскар, до сих пор снимаются аналоговым способом.

Основные фирмы, производящие кинопленочные кинокамеры, это Panavision и Arriflex. Устройства Panavision распространены в основном в США, сдаются исключительно в аренду. В российском кинематографе есть несколько картин, снятых на эти камеры, в том числе «Сибирский цирюльник» Никиты Михалкова. Компания Arriflex родом из Германии, их продукция широко представлена для аренды и продажи во многих странах мира.

Помимо традиционного формата, есть также технология съемки на вдвое больший размер кинопленки — система 70 мм. Самый заметной камерой в данной области является Super Panavision 70. Огромный размер исходного изображения придает получаемой картинке непревзойденный объем и пластику. Анаморфотный аналог этой камеры — Ultra Panavision 70 — также отлично известен и недавно использовался в съемках вестерна «Омерзительная восьмерка» Квентина Тарантино.

На рынке кинокамер представлены решения и с втрое большим размером кадра — камеры IMAX. Впервые зрители увидели фильмы, снятые по этой технологии, еще в 1970 году в Японии и Канаде. К сожалению, размер используемой кинопленки ограничивал длительность фильма IMAX, поэтому такой формат чаще использовался для документальных фильмов и короткометражек. Со временем технологический прогресс позволил снимать в IMAX и полноценные художественные фильмы, первым фильмом в новом формате стал «Apollo 13», а одним из первых блокбастеров, частично снятых по технологии IMAX, — «Темный рыцарь» Кристофера Нолана. Также немало подобного материала вошло в картину «Звездные войны: Пробуждение силы». Предстоящие «Мстители: Война бесконечности» (Avengers: Infinity War) станет первым художественным фильмом, полностью снятым на IMAX.

Цифровые кинокамеры

С середины 80-х цифровые технологии постепенно проникают в кино. Первые фильмы, при создании которых пленка подвергалась цифровой обработке: «Звездные войны», «Трон», «Терминатор 2».

В 90-х кинематограф захлестнула волна минимализма, пришедшая из датской «Догмы». Пришла мода на «грязное», несовершенное изображение. Ярким примером служат картины режиссеров Ларса фон Триера и Томаса Винтерберга «Торжество» и «Идиоты», снятые на любительские камеры Sony.

В 2000-х большинство голливудских киностудий перешли на цифровые кинокамеры. По сути, это видеокамера высокого разрешения, предназначенная для съемки кинофильмов по беспленочной цифровой технологии. Базируются эти решения на светочувствительных матрицах (аналоговая или цифроаналоговая микросхема, преобразующая световой сигнал, который поступает в объектив, в электрический, согласно определению википедии) двух типов: CCD (ПЗС) и CMOS (КМОП). Первый тип позволяет получить высокое качество изображения, меньшую степень шумов, но при этом имеет большой размер пикселя и потребляет очень много энергии. А еще подобные матрицы очень дорогие. Второй тип потребляет меньше энергии, менее дорогой, у таких сенсоров отсутствует эффект «смиринга» (от англ. smearing — размазывание), который есть у CCD-матриц и проявляется в кадре как вертикальные «столбы света» от точечных ярких объектов (солнца, ярких лампочек). Несмотря на плюсы, у этой технологии есть и свои недостатки: в том числе, малый размер светочувствительного элемента приводит к увеличению шумов на картинке.

Есть ряд отличительных особенностей, которые есть у техники для создания кинофильмов, но не у традиционных видеокамер. Первые используют стандартную киносъемочную оптику, дают изображение, повторяющее по своему характеру (глубина резкости, угол поля зрения) изображение, получаемое на кинопленке. Одна из важнейших особенностей кинокамер заключается в возможности выбора значения гамма-коррекции, сопоставимой с характеристической кривой кинопленки. Кроме того, они функционально построены таким образом, чтобы технология обслуживания и управления камерой не отличались от традиционного киносъемочного аппарата.

В таких кинокамерах не применяется чересстрочная развертка и стандартная частота смены кадров выбирается равной частоте киносъемки — 24 кадра в секунду. Поэтому временна́я дискретность изображения соответствует пленочной, что придает картинке кинематографический характер. Еще одно принципиальное отличие цифровой кинокамеры от видеокамер: минимальная глубина цвета не должна быть ниже 10 бит. Это приближает качество получаемого изображения к кинематографическому, расширяя динамический диапазон. Все цифровые кинокамеры имеют возможность получения видеоданных в несжатом формате RAW, например ArriRAW или Redcode RAW.

Конструктивные отличия

Большинство существующих цифровых кинокамер используют киносъемочные объективы, рассчитанные на работу с кинопленкой. Поэтому физический размер матриц подбирается таким же, как размеры кадра существующих форматов кинопленки. За редким исключением цифровая кинокамера не имеет движущихся механизмов, что делает ее бесшумной, в отличие от традиционного киносъемочного аппарата. Это избавляет от необходимости применения специальной шумоизоляции для проведения синхронных киносъемок. Запись полученного с матрицы изображения производится на внешний рекордер или съемную твердотельную память большой емкости. Звук с выносных микрофонов или микшера записывается на тот же носитель, что и изображение. Для этого предусматриваются несколько звуковых входов профессиональных стандартов. Визирование и наводка на резкость производятся при помощи электронного видоискателя. Камера обязательно оснащается функцией записи временно́го кода вместе с изображением для последующей синхронизации со звуком, если тот записан внешним рекордером, или с изображением других камер при многокамерной съемке.

Разрешение и формат цифровых кинокамер

Наибольшее распространение в цифровых кинокамерах получил сенсор «Супер-35». По физическим размерам он соответствует кадру кинопленки производственного формата «Супер-35» и превосходит кадр обычного формата. Большинство кинокамер с таким сенсором рассчитаны на использование как сферических объективов, так и анаморфотной оптики для съемки фильмов с широким экраном и последующим цифровым дезанаморфированием. Встречаются цифровые кинокамеры с одним сенсором формата «Супер-16», а также с тремя матрицами ⅔ дюйма высокого разрешения (3CCD). Основной тип присоединения объективов, применяемый в одноматричных цифровых кинокамерах — PL, соответствующий стандартному киносъемочному байонету Arri. Разрешающая способность в цифровом кино имеет свое обозначение. На сегодняшний день существуют два основных стандарта разрешения цифрового кино: 2К и 4К. Первый соответствует количеству пикселей 2048×1080, второй — в зависимости от соотношения сторон кадра — до 4096×2304. Так, цифровая кинокамера Arriflex D-21 обладает сенсором «Супер-35» с максимальным разрешением 2880×2160 пикселей. Однако существуют цифровые камеры с разрешением 8К и выше, например Sony F65 CineAlta с широкоформатной матрицей 8768×2324 пикселей. Цифровая технология позволяет получать высококачественное 3D-изображение (стереокино), и кинокамеры оснащаются специальными насадками для съемки стереопары (или создаются комбинации из двух идентичных камер). Полученный стереофильм также можно демонстрировать в обычном формате 2D, поэтому многие фильмы снимаются сразу в 3D для показа в различных вариантах.

Разрешение свыше 4К избыточно, поскольку большинство существующих цифровых кинотеатров оборудовано проекторами с разрешением 2К, даже кинотеатров с оборудованием 4К пока очень немного. Избыточное разрешение кинокамер используется для расширения возможностей обработки и создания спецэффектов или фильмов высокого разрешения, предназначенных для демонстрации в специальных кинотеатрах по системе IMAX Digital Theatre System. Главный недостаток цифровых кинокамер по сравнению с пленочными — меньший динамический диапазон. Также цифровое кино пока уступает по своей разрешающей способности формату IMAX, теоретическое разрешение которого достигает 70 мегапикселей.

Размеры изображений, формируемых цифровыми кинокамерами:

Производители

Первой в мире цифровой кинокамерой считается трехматричная Sony HDW-F900 Cine Alta, созданная в результате совместных усилий компаний Panavision, Sony и Lucas Film. Камера давала изображение 1920×1080 точек, которое еще и приходилось обрезать до 1920×817 для широких экранов. Первыми большими картинами, целиком снятыми по новым технологиям, стали «Звездные войны. Эпизод II: Атака клонов», «Видок». В России Александр Сокуров, используя камеру Sony, снимает полуторачасовой фильм «Русский ковчег» одним кадром, что было бы невозможно при использовании пленочной техники.

В середине 2000-х годов в США Джим Джанард, ранее основавший Oakley, создал Red Cinema. Его первой камерой стала Red One. На тот момент это было революционное решение, так как удалось достичь качества 4К, хорошей проработки в тенях и рапида (замедленной съемки).

Примерно в то же время на рынке появилась камера Arriflex D20 с одной матрицей, зеркальным обтюратором и оптическим видоискателем. На данный момент компания Arri выпускает линейку продукции под названием Alexa, став сегодня самой распространенной платформой для данного типа съемки. Не так давно вышла модель Alexa 65 с сенсором 6.5К, предлагаемая только в аренду (как и продукция Panavision). Фильм «Выживший», снятый оператором Эмануэлем Любецки только при естественном освещении, без электрической подсветки, продемонстрировал впечатляющие возможности нового сенсора. Во многом именно благодаря этим новым возможностям камеры удалось снять большое количество сцен в режимное время. Американская киноакадемия по достоинству оценила качество изобразительного ряда картины, наградив Любецки третьим подряд Оскаром за операторскую работу.

Основными производителями цифровых кинокамер на международном рынке на сегодняшний день выступают Arriflex, Panavision, Sony, Silicon Imaging, Vision Research (камеры Phantom, предназначенные для сильно замедленной съемки), Red. Камеры всех производителей обладают модульной конструкцией и совместимы с большинством систем киносъемочной оптики и оборудования. Компания Canon в 2011 году также запустила производство бюджетных цифровых кинокамер (Canon C300, Canon C500) с сенсором «Супер-35» и линейкой специально разработанных киносъемочных объективов. В России цифровые кинокамеры выпускает компания Kinor.

Наиболее известные цифровые кинокамеры различных производителей:

Цифровые однообъективные фотокамеры

Совершенствование видеокамер, рассчитанных на стандарты высокой четкости, приблизило уровень качества телевизионного изображения к кинематографическому. Поэтому сегодня зачастую невозможно провести четкую грань между цифровыми кинокамерами и видеокамерами, в некоторых случаях используемыми для цифрового кинопроизводства. Появилась разновидность оптических DOF-адаптеров, позволяющая использовать с видеокамерами киносъемочную оптику формата 35 мм. При этом матрица небольшого размера фиксирует полный кадр, формируемый объективом на промежуточной оптической поверхности адаптера. Получаемое изображение ничем не отличается от снятого таким же объективом непосредственно на большую матрицу.

С появлением цифровых однообъективных зеркальных фотокамер, оснащенных функцией видеозаписи, многие кинопродюсеры с небольшими бюджетами получили возможность снимать исходный киноматериал при помощи таких камер. Самая известная из них — Canon EOS 5D Mark II — оснащена так называемым «полнокадровым» сенсором размером 24×36 мм, значительно превосходящим размер кадра кинопленки формата «Супер-35» и большинства цифровых кинокамер. Поэтому качество видео, получаемое таким фотоаппаратом, практически не уступает качеству профессиональных кинокамер, за исключением невозможности записи несжатого изображения и недостаточной глубины цвета. Кроме того, стоимость фотоаппарата или его аренды в несколько раз ниже стоимости аренды профессиональной цифровой кинокамеры. Для 5D Mark II (и других фотокамер Canon) есть прошивка Magic Lantern, написанная энтузиастами. Она позволяет записывать с камеры несжатый материал, что значительно расширяет возможности на постпродакшене. Правда, разработчики везде предупреждают, что делается это на свой страх и риск, так как камера изначально для этого не предназначена.

Дальнейшее развитие эта тенденция получила с появлением нового класса аппаратуры: беззеркальных фотоаппаратов с функцией видеозаписи. Многие низкобюджетные кинофильмы уже снимаются с использованием фотокамер. Даже высокобюджетный кинематограф в некоторых случаях прибегает к использованию такой технологии: известно, что до 40% исходных материалов картины Стивена Спилберга «Приключения Тинтина: Тайна “Единорога”» сняты цифровыми фотоаппаратами. Яркий российский пример — фильм Юрия Быкова «Майор»: бюджет 2 млн долларов, снят на зеркалку. О чем это нам говорит? О том, что никаких проблем с DSLR-камерами нет и быть не может. Они вполне адекватно решают поставленные художественные задачи, удобны в обращении и на последующем постпродакшене.

Также стоит отметить камеру Sony A7S, тоже очень достойный аппарат под свои задачи, да еще и 4К присутствует в ней штатно. К минусам этой модели можно отнести малое время работы от аккумуляторов и необходимость установки дополнительных переходников, если вы не хотите снимать на объективы Sony.

Неожиданный успех в сфере цифрового кинематографа привел к появлению нового класса фотоаппаратов, специально проектируемых для возможности профессиональной цифровой киносъемки. Корпорация Canon запустила новую линейку фотоаппаратуры Canon Cinema EOS, название которой говорит само за себя. В 2012 году одной из камер линейки стала Canon EOS-1D C, специально предназначенная для киносъемки с разрешением 4K. Высокое качество получаемого видео позволяет использовать его отдельные кадры в качестве полноценных фотографий. В свою очередь, некоторые фотографы начали использовать цифровые кинокамеры с разрешением 4К и выше для скоростной фотосъемки сложных сцен.

Еще одним бюджетным решением для цифрового кинематографа является продукция компании BlackMagic. Их камеры выдают материал с 16-битным RAW, с прекрасным динамическим диапазоном, да еще и в 2,5К и 4К, что дает больше возможностей на этапе цветокоррекции. Камера не получила пока широкого распространения из-за неудобной эргономики и нестабильности процесса записи на жесткие диски.

Также в кинопроизводстве нашли свое место и совсем небольшие по размеру «экшн»-камеры. Лучше всего известна продукция компании GoPro. Такие камеры имеют широкий угол обзора, большую резкость изображения, качественные аудиосистемы (например, подавление шума ветра). GoPro 4 Black Edition снимает видео с впечатляющим разрешением 4K при 30 кадрах в секунду, 2.7K при 50 к/с и 1080p при 120 к/с. В очень динамичных сценах погонь, например в картинах «Безумный Макс» и «Хардкор», есть немало кадров, снятых на эти недорогие и компактные решения. При быстрой смене планов зритель не успевает почувствовать разницу между картинкой с камеры за $2000 и за $200000.

Особенности использования

У каждого бренда, выпускающего профессиональные решения для кинематографа, есть свои сильные и слабые стороны.

Компания Arri, например, выпускает продукцию с прекрасной эргономикой и интуитивным меню, так как многие годы делала кинокамеры и знает, где и как должны располагаться нужные узлы аппарата. Камеры хорошо сбалансированы под ручную съемку, что немаловажно для сегодняшних высоких требований кинопроизводства. Модель Alexa Mini выпускается в более компактном корпусе, что позволяет с большей легкостью устанавливать ее на стабилизирующие устройства. К тому же есть встроенные нейтральные светофильтры, позволяющие быстро подбирать нужные экспозиционные параметры. Камера может дистанционно управляться с телефона. К недостаткам можно отнести высокую цену, запись в кодеке ProRes (для записи в RAW нужно отдельное устройство) и невозможность использования отдельных нужных функций (например, рапид), которые есть у других моделей.

Производитель цифровых кинокамер Red позволяет писать материал в RAW сразу в камеру, обладает большим, чем у Alexa, рапидом. С модели Epic добавлена функция HDRx, позволяющая делать не одну, а две экспозиции за время съемки каждого кадра. Экспозиционная вилка достаточно существенная, что дает возможность при дальнейшей обработке отснятого материала получать изображение с динамическим диапазоном до 18 экспозиционных ступеней. Продукция компании обладает небольшим размером и весом, имеет модульную конструкцию, дешевле при аренде по сравнению с немецким конкурентом. На сегодняшний день выпущена модель с подходящим названием Monstro с самым большим сенсором — 8К. К недостаткам многие относят не самое простое меню и достаточно часто обновляемые прошивки. Также камера более капризна к перегревам, охлаждению, нужно постоянно следить за температурой матрицы, чтобы не полезли артефакты.

Камеры фирмы Canon серии Cine подкупают недорогой арендной ценой, компактностью, функцией записи ProRes и RAW без дополнительных устройств, а также возможностью установки фотообъективов Canon без дополнительных переходников.

Камера Sony PXW-FS7 обладает высоким ISO (2000), хороша в балансировке и очень удобна по развесовке, эргономике, имеет много программируемых кнопок. С ней легко работать в одиночку, поэтому такая камера может найти применение в документальном кинематографе. Предыдущие модели типа FS100 и FS700 — вроде бы неплохие камеры, но у них была куча проблем: корпус пластиковый, не защищает от влаги, слабенькие байонеты. У FS7 байонет посильнее, держишь камеру в руках и чувствуешь, что над ней поработали, добавили новые форматы. Меню, однако, непростое для новичков, лучше иметь специалиста по настройкам.

Итоги

Ни одна из камер не имеет, к сожалению, уникального решающего преимущества. Недостатки каждой модели каждого бренда можно компенсировать чем-то другим, поэтому оператор сам для себя решает, с чем ему проще мириться, а без чего процесс встанет. Если позволяет бюджет, то проще выбрать топовые решения известных брендов, так вы гарантированно получите ожидаемый результат. Если нужно сэкономить, то можно обратить свой взор на более дешевые в аренде камеры. При правильном распределении ресурсов и постановке задач можно достичь больших высот в техническом качестве отснятого материала. При этом не стоит забывать, что порой выгоднее арендовать более дорогую камеру с большей светочувствительностью, чем тратить деньги на постановку дополнительного освещения. Неважно, какие объективы вы используете. Для красивой картинки важен баланс камеры и оптики. То есть если вы возьмете Mark III с 50mm 1.8 STM и 600D с 50mm 1.2L, разницы практически не будет. Нередки в наши дни и ситуации, когда выбор камеры диктуется отлаженной системой постпродакшена, как правило заточенной под определенные решения. В любом случае помните, что снимает не камера, а человек.

Автор статьи — профессиональный кинооператор Максим Чирков