В кинофильме, а точнее - в фильмокопии, которая проецируется в кинотеатре, звук записан на ту же самую киноплёнку, на которой находится изображение. Для зрителя, сидящего в кинозале, звуковая дорожка находится слева от киноэкрана. Поскольку кинопленка является светочувствительным материалом, то точно так же, как изображение, звук записывается на пленку с помощью света. И воспроизводится звук так же с помощью источника света (например, читающая лампа).
В одном из самом распространенном кинопроекторе для кинопередвижек (Домов Культуры), КН-17, от читающей лампы (внешне похожей на лампу от подфарника автомобиля) свет фокусируется коллекторной линзой и через узкую щель направляется на кинопленку. Пройдя через звуковую дорожку, свет попадает на фотоэлемент.
Звуковая дорожка записана методом переменной ширины. Чем тише звук, тем уже дорожка, чем звук громче, тем дорожка шире. Во время паузы (тишины) вместо звука идет тонкая линия. Поскольку во всех фильмах пишется стереозвук, то на аналоговой дорожке параллельно идут две линии разной толщины - для левого и правого динамика.
Чем шире звуковая дорожка (прозрачная дорожка на темном фоне), тем больше света попадает на фотоэлемент, тем сильнее сила тока протекает через фотоэлемент. Пропорционально этой силе тока возникает громкость звука в динамиках.
Для качественного воспроизведения звука необходимо, чтобы прозрачная часть (сама звуковая дорожка) отличалась от фона дорожки не менее, чем в 100 раз по количеству пропускаемого света.
Поскольку звук должен передавать высокие частоты до 8000-10000 Гц (например, высокие ноты музыкальных инструментов), крайне необходимо записать колебания звука как можно четче.
Цветная позитивная кинопленка состоит из трех эмульсионных слоев, которые до обработки представляют из себя СИЛЬНО МУТНУЮ среду. Разрешающая способность слоя сильно зависит от его расположения. Так, разрешающая способность (в лин/мм) верхнего слоя почти в два раза выше, чем нижнего.
Данные по разрешающей способности цветной позитивной кинопленки СВЕМА ЦП-8р:
Верхний, синечувствительный слой:
Средний, зеленочувствительный слой:
Нижний, красночувствительный слой:
В первых цветных позитивных кинопленках было "классическое" расположение светочувствительных слоев: синий- зеленый-красный.
Поэтому было принято решение звук записывать только в верхний слой. Звуковая дорожка в позитиве формировалась за счет желтого красителя. Однако качественному восприятию звука мешало одно принципиальное обстоятельство - фотоэлемент кинопроектора имел максимум чувствительность в инфракрасной зоне. А все красители в инфракрасной зоне свет пропускают, они совершенно прозрачны для инфралучей. К тому же лампа накаливания (в качестве читающей лампы) излучала большую часть энергии как раз в инфразоне. Поэтому звуковая дорожка, состоящая только из красителя, очень плохо "читалась" - прозрачное пространство звуковой дорожки очень мало отличалось от фона.
Решить проблему можно было двумя путями: либо поставить перед фотоэлементом фильтр, отрезающий ИК-лучи, чтобы отрезать ненужную чувствительность в инфразоне, либо сделать звуковую дорожку в фильме непрозрачной для инфралучей. Пошли по второму пути. Внесли изменения в звуковую дорожку.
Помимо красителя звуковая дорожка содержала металлическое серебро.
В позитивных кинопленках все серебро удаляется из эмульсионных слоев с помощью отбеливания и фиксирования, в конце обработки изображение состоит только из красителей. Путем изменения режима обработки удалось придумать способ, чтобы серебряное черно-белое изображение удалить со всей пленки, кроме звуковой дорожки. Это потребовало внести изменение в конструкцию проявочной машины и в сам процесс обработки.
Так, процесс обработки ЦВЕТНОГО НЕГАТИВА состоит из следующих основных операций:
1. Цветное проявление (образуется черно-белое серебряное изображение из экспонированных галогенидов серебра и цветное изображение из красителей).
2. Отбеливание (на этой стадии металлическое серебро превращается в соль).
3. Фиксирование (соли серебра растворяются, на кинопленке остаются только красители).
Для того, чтобы на звуковой дорожке осталось серебро, стадию ОТБЕЛИВАНИЯ и стадию ФИКСИРОВАНИЯ отодвигают друг от друга и между ними вставляют дополнительную операцию - обработку звуковой дорожки вязким черно-белым проявителем. При этом соли серебра, образовавшиеся после отбеливания вновь превращаются в металлическое серебро. Чтобы проявитель действовал только на звуковую дорожку, по краю пленки, по звуковой дорожке катится металлический диск, который одной стороной окунается в ванночку с проявителем и набрасывает проявитель на дорожку. Чтобы проявитель не растекался и не попадал на изображение, он делается вязким. Это достигается, например, путем добавления в проявитель обычного клея для обоев. Время контакта с проявителем очень короткое, поэтому для таких целей выбирается быстроработающий проявитель, подобный проявителю для фотобумаг. Перед нанесением проявителя производится обдув звуковой дорожки (для удаления лишней влаги).
Поскольку нанесение узкой полоски проявителя на пленку требует четкого визуального контроля, сам процесс проявки звуковой дорожки производится не в темноте, а на свету. Позитивная кинопленка в середине процесса выходит из проявочной машины и какую-то часть времени движется по воздуху. Аппликаторное устройство возвышается над проявочной машиной.
Чтобы пленка не засветилась, вводится дополнительное фиксирование, после цветного проявления. И порядок обработки цветного кинопозитива выглядит следующим образом:
1. Цветное проявление.
2. Первое фиксирование.
3. Отбеливание.
4. Обдув пленки и проявка звуковой дорожки.
5. Второе фиксирование.
Конечно же, после каждой из этих основных стадий используется ПРОМЫВКА.
Первое фиксирование требуется для того, чтобы растворить светочувствительные вещества (галогениды серебра), которые остались после цветного проявления невосстановленными (неэкспонированные участки). А второе фиксирование растворяет те соли серебра, которые образовались после стадии отбеливания (экспонированные участки).
В конце обработки звуковая дорожка состоит из желтого красителя и восстановленного серебра, отчего воспринимается коричневой.
В годы Советского Союза в нашей стране это был самый распространенный вид звуковой дорожки, потому что для тиражирования фильмов использовалась либо советская пленка "Свема ЦП-8р", либо немецкая (ГДР) кинопленка ORWO-PC7, которые имели классическое расположение светочувствительных слоев.
ИЗМЕНЕНИЯ в цвете звуковой дорожки произошли после того, как в 1954 году фирма Кодак поменяла расположение слоев в позитивной кинопленке. Разработчики кинопленки приняли во внимание следующее обстоятельство. Желтый краситель на фоне белого киноэкрана практически не несет ДЛЯ ГЛАЗА никакой информации о резкости. Если всю информацию, которую несут три красителя принять за 100%, то на долю желтого красителя придется лишь около 10%. Получается парадокс: максимум информации о резкости у нас закладывается в самом верхнем слое, а там находится желтый краситель, который для глаза никакой информации о резкости не несет.
В связи с этим фирма Кодак переместила синечувствительный слой с желтым красителем в самый низ кинопленки. Для уменьшения ореолов РАССЕЯНИЯ внутри эмульсионного слоя, сам эмульсионный слой впоследствии был прокрашен водорастворимым фиолетовым красителем, тем самым уменьшив рассеянный паразитный свет внутри слоя и увеличив резкость.
Нетрудно догадаться, что на таких кинопозитивах звуковая дорожка должна выглядеть ПУРПУРНОЙ. В нашей стране такие звуковые дорожки стали появляться в середине 90-х годов ХХ века, после распада Советского Союза и уничтожения "железного занавеса", когда на наш рынок хлынул поток импортной позитивной кинопленки, сначала "AgfA CP-10", а потом в большом количестве Кодака и Фуджи.
Эта звуковая дорожка называлась "high-magenta", из-за большой плотности фона звуковой дорожки, которую рекомендовал Кодак. Звуковая дорожка состояла в основном из пурпурного красителя, а также серебряной составляющей (плотность серебряного фона около D=1.10). Помимо АНАЛОГОВОЙ стереодорожки (на два канала) появляется ЦИФРОВАЯ фонограмма (5+1), которая записывается между перфорациями. И теперь цифровая фонограмма становится основной, а аналоговая - дублирующей. Когда по каким-либо причинам участок цифровой фонограммы не читается, процессор кинопроекционного аппарата выдает в зал звук аналоговой фонограммы. При этом, естественно звук идет всего с двух сторон и пропадают многие задуманные звуковые эффекты.
При проекции широкоэкранных фильмов перед объективом кинопроектора стоит анаморфотная насадка, которая растягивает изображение по горизонтали в 2 раза. При этом соотношение сторон получается как 2,35:1. Вид кадра на экране кинотеатра:
Для того, чтобы звук записался только в верхние слои кинопозитива, в звуковой блок копировального аппарата вставлялся желтый фильтр, который полностью отрезал поток синих лучей.
Позитивная кинопленка балансируется под цветовую температуру примерно 2200 К. Печать производится лампой накаливания с цветовой температурой около 3000 К, но прежде чем свет от лампы попадет на позитивную кинопленку, свет проходит через оранжевую маску негатива, которая снижает цветовую температуру примерно до 2200 К. Чтобы быть сбалансированной на такую низкую цветовую температуру (где синих лучей совсем мало, а красных - много), светочувствительность синего слоя позитивной кинопленки делается заведомо высокой, примерно в 40-50 раз выше чувствительности красного слоя.
Вот как выглядят кривые спектральной чувствительности при испытании равноэнергетическим белым светом.
Из-за того, что светочувствительность зеленого слоя заметно больше чувствительности красного, при экспонировании звуковой дорожки через желтый фильтр сильнее всего экспонируется именно зеленочувствительный слой, и в позитиве выходит преимущественно пурпурный краситель.
Следует отметить, что в последних рекомендациях Кодака значится, что фонограмму следует экспонировать не через желтый, а через желто-зеленый фильтр.
Звуковая дорожка такого цвета в фильмокопиях продержалась в нашей стране примерно 15 лет.
Примерно к 2005 году произошли очередные ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ. В наших кинотеатрах стали появляться кинопроекторы, в которых роль читающей лампы стал выполнять луч лазера. Луч красного цвета. И поскольку излучение лазера отличается узким спектральным диапазоном, в таком излучении отсутствует инфракрасная составляющая. В связи с этим отпала необходимость в серебряной составляющей звуковой дорожки. Аппликаторные устройства, которые использовались больше полувека для проявления звуковой дорожки, оказались больше не нужны. Процесс обработки позитива заметно упростился.
Теперь звук в позитиве формировался за счет голубого красителя. ВИЗУАЛЬНО для глаза такая голубая (циановая) дорожка кажется довольно светлой, но этот голубой краситель сильнее всего поглощает именно голубые лучи.
Плотность такой дорожки за красным фильтром денситометра должна быть не менее D=2.0. Это означает, что голубой фон дорожки поглощает красные лучи в 100 раз. Таким образом соотношение потока света, проходящего через прозрачную часть звуковой дорожки и фон голубого цвета отличается примерно в 100 раз, что обеспечивает высокое качество выделения звукового сигнала на фоне шума.
На следующем рисунке - участок начального ракорда фильмокопии с тестовыми шкалами для определения правильности цветопередачи. На ракорде в звуке находится пауза, поэтому на голубом фоне - две тонкие линии.
В киноаппаратной кинотеатра.
Считывание звука:
Помимо двух линий аналогового звука на пространстве, выделенном под звук, появилась ещё и управляющая дорожка. Она прижимается почти вплотную к изображению. Кроме этого, можно заметить, что две дорожки не симметричны - левый и правый канал отличаются друг от друга. При съемке так называемой "восьмерки" голос актера в данный момент доносится с какой-то одной стороны.
