Тестирование цифровых кинокамер в стенах ВГИКа
Одна из актуальных и малоизученных проблем это искажение цвета при установке на камеру плотного нейтрально серого светофильтра. Те светофильтры, которые много лет кинооператоры использовали на пленочной камере при натурных съемках, или осветительные светофильтры для павильонной съемки сегодня оказываются непригодны для цифровой камеры. При установке на камеру НД фильтра плотностью 0.9 темные фактуры окрашиваются в теплый оттенок, лица розовеют, небо становится малиновым, а цвет зелени грязным. Более плотные фильтры приводят к откровенному браку. Причем на разных камерах эффект будет отличаться, и предугадать характер искажений без предварительных проб будет невозможно.
Изучение информации в интернете не дало однозначных решений. Операторы активно обсуждают эту тему в сети с 2009 года, но, в основном, пишут об актуальности проблемы, приводят примеры испорченных кадров из своих фильмов, делают самостоятельные тесты, предлагают варианты цветокоррекции. Производители светофильтров в последние годы выпустили линейки светофильтров для устранения этих искажений, но информация на их сайтах иногда противоречива.
Чтобы разобраться в этой проблеме на операторском факультете решили провести собственный тест. Мы выбрали три ведущие цифровые кинокамеры, используемые в профессиональном кинематографе: Arri Alexa Plus, которая есть во ВГИКе, Sony F65, предоставленную кинокомпанией «Амедиа», и Red Epic от компании «Cinemafrog». Тема нашего исследования вызвала интерес у многих кинооператоров и компаний, торгующих в России светофильтрами, а также фирм, сдающих съемочную технику в аренду. В результате нам удалось собрать во ВГИКе на три дня практически весь ассортимент светофильтров фирмы Tiffen, Schneider и Formatt.
Причина искажения цвета кроется в том, что, в отличие от пленки, сенсор ПЗС или КМОП матрицы цифровой камеры по своей природе очень чувствителен к инфракрасному свету. Особенно актуальна эта проблема для кинокамер Arri Alexa, Red Epic и Sony F65, которые имеют очень высокое значение светочувствительности, около 800 ISO. При съемке в солнечную погоду, оператор вынужден уменьшать экспозицию, закрывая диафрагму, уменьшая угол раскрытия обтюратора или устанавливать на объектив камеры нейтрально серые светофильтры. Использовать при съемке на цифровые камеры значение диафрагмы более 8 не рекомендуется из-за снижения резкости за счет дифракции, малый угол обтюратора может вызвать стробящийся эффект при передаче движения, поэтому в арсенале оператора для уменьшения экспозиции остаются только НД фильтры.
В прямом солнечном свете содержится большое количество инфракрасного излучения, а большинство объектов съемки, например растительная зелень, кожа человека или черные ткани в ИК диапазоне отражает света больше, чем в видимом спектре.
Спектральная характеристика фильтра ND 0.9
При больших плотностях фильтра количество ИК, попадающего на матрицу, значительно возрастает, особенно это становится заметно на темных фактурах, доля отраженного видимого света от которых и так незначительна.
Нейтрально серые светофильтры с индексом IR представляют собой адсорбционные фильтры более широкого, по сравнению с классическим НД фильтром, спектрального диапазона. Равномерное уменьшение света простирается не только на видимую часть спектра, но захватывает и ближнюю инфракрасную зону, примерно до 720 нанометров. Такие фильтры можно комбинировать друг с другом, но нельзя использовать в комплекте с обычным НД. Фильтры имеют незначительный голубоватый или зеленый оттенок, поэтому при смене фильтра необходимо балансировать камеру.
Второй способ фильтрации ИК – нанесение на поверхность стекла интерференционного покрытия. Такой фильтр будет отражать все инфракрасное и тепловое излучение, не допуская его на матрицу. Называется такой фильтр Hot Mirror (горячее зеркало), и имеет сокращенное обозначение в названии HM. По такой технологии чаще всего изготавливают светофильтры, устанавливаемые на матрицы камер. Hot Mirror можно использовать в комплекте с обычными НД, необходимо только следить за тем, чтобы HM был установлен первым снаружи отражающим слоем от камеры. Однако, при больших плотностях НД фильтра, внешний HM перестает полностью блокировать инфракрасный свет. Недостатки Hot Mirror фильтра проявляются так же на широкоугольных объективах в виде розового или голубого виньетирования изображения. Вызвано это дихроичной природой покрытия и неодинаковым ходом лучей по центру краям фильтра. Выпускают фильтры в трех модификациях: прозрачные защитные фильтры, линейку HM ND фильтров различных плотностей и фильтры HM IR ND, в которых используется одновременно оба способа защиты от инфракрасного спектра.
Для камеры Arri Alexa на натуре необходимо использовать светофильтры с фильтрацией типа IR, а для Red Epic – Hot Mirror.
Кинокамера Red Epic, светофильтр Schneider IR ND 2.1
Кинокамера Sony F65, встроенный светофильтр ND 1.8
Фирма Tiffen для съемки на камеру Arri Alexa, кроме светофильтров IR ND, выпускает специальные светофильтры Т1 и Т1/2. Кроме устранения ИК, эти фильтры призваны улучшить воспроизведение тона кожи и красного цвета.
Кинокамера Arri Alexa, светофильтры Tiffen Т1/2 IR и Tiffen ND 1.2
Для камеры Red Epic, как и на натуре, оптимальным оказался фильтр типа HM. Прозрачный фильтр Hot Mirror, не влияя на экспозицию, устранил синий оттенок в тенях изображения.
Кинокамера Sony F65, светофильтр Tiffen IR ND 1.2
Второй вопрос, ответ на который мы искали ответ в нашем тесте – это использовать при съемке один нейтрально серый фильтр с защитой или «сендвич» из обычного НД и защитного. Мы не рассматривали очевидные проблемы, которые возникают при установке в компендиум нескольких фильтров одновременно, связанные с переотражениями, потерей резкости и т.п. Мы оценивали только эффективность борьбы фильтров с инфракрасным светом и влияние на цветопередачу. Степень необходимой фильтрации ИК возрастает вместе с плотностью НД фильтра. Очевидно, что нецелесообразно использовать совместно IR и обычные светофильтры. В нашем тесте комбинация из Hot Mirror и обычного НД корректно работала только до плотности 0.9, при больших плотностях разница с использованием одного фильтра, например HM ND 1.2, была заметна на изображении.
В целом результаты нашего теста подтвердили рекомендации по использованию светофильтров на различных типах камер, приведенные на сайте фирмы Tiffen. При этом для оператора, а в конечном итоге именно оператор отвечает за качество изображения, необходимость самостоятельно проводить перед съемкой испытания техники и камеры остается.
Таблица совместимости кинокамер и светофильтров с сайта Tiffen
Материал статьи впервые был представлен в 2013 году на научно-практической конференции «Кинооператорское искусство России. Традиции и инновации».