www.LeonidKonovalov.ru | Леонид Коновалов главная ::> новости ::> форум ::> контакт ::> карта сайта ::> добавить в избранное ::> поиск ::>
Космос | Луна

Луна


комментировать материал | весь архив раздела | версия для печати

07.05.2018

ПОЧЕМУ ФОТОГРАФ НА ЛУНЕ ВСЁ ВРЕМЯ СНИМАЛ ЛУННЫЙ МОДУЛЬ С 19-ТИ МЕТРОВ?

Статья с продолжением, в процессе написания 18-я часть.   

        
Главы 4-7    Главы 8-12     Главы 13-15    Главы 16-18  



Главы 1-3


Глава I.
ПОЧЕМУ АСТРОНАВТЫ НА ЛУНЕ НЕ МОГЛИ ОТОЙТИ ОТ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ ДАЛЬШЕ, ЧЕМ НА 19 МЕТРОВ?



      Вы замечали, что на лунных снимках, когда астронавты фотографируются на фоне лунного модуля (который их доставил на Луну), они никогда не отходят от него дальше, чем на 19 метров? Наверное, не обращали на этот факт внимания. Вот близко к лунному модулю астронавты подходят, и даже что-то там делают около лесенки. Но  максимальное расстояние, на которое отходит астронавт с фотоаппаратом,  чтобы сделать снимок прилунившегося модуля, никогда не превышает 19 метров. Как будто есть граница, дальше которой ему не разрешено отходить.

     Не удивлюсь, если вначале вам такое утверждение покажется невероятным. Допускаю даже, что заглянув в интернет и посмотрев для убедительности несколько десятков снимков НАСА с лунным модулем в кадре, у вас вначале возникнет стойкое желание не согласиться со мной. Но после того, как я разъясню причины, почему астронавты не могли отойти от лунного модуля дальше 19-ти метров, вы тоже начнёте замечать эти «странности» лунных снимков НАСА буквально во всех миссиях "Аполлон".

      Давайте попробуем определить, с какого расстояния был сделан этот снимок из миссии «Аполлон-15» (рис.I-1), на каком удалении от лунного модуля находился фотограф? 

 



 

Рис.I-1. Снимок из миссии Аполлон-15. Астронавт салютует флагу США. На заднем плане, по данным NASA, гора Хэдли Дельта высотой около 3,5 км.

 


      Определить расстояние не сложно.  Во-первых, из справочника фирмы-производителя (а это Грумман Корпорейшн) известно, что расстояние между крайними чашами опор лунного модуля составляет 9,5 метров (31 фут) - рис.I-2.  






Рис.I-2. Размеры лунного модуля миссии Аполлон, согласно справочнику Груммана 1971 г.
 



Во-вторых, нам известно, что снимок сделан на 70-мм киноплёнку среднеформатным фотоаппаратом Хассельблад 500, с объективом Zeiss Biogon 5,6/60. Фокусное расстояние объектива 60 мм, угол охвата по горизонтали – 47° (рис.I-3).  На приведённой выше фотографии (рис.I-1) видно, что крайние опоры занимают ровно половину ширины кадра. 



 

Рис.I-3. Схема съёмки общего плана (вид сверху).

 

        На фотоснимке мы видим три опоры. С точки зрения фотографа, расстояние от левой опоры до центральной (линия А рис.I-3) в 2 раза меньше, чем расстояние от центральной опоры до правой (линия В). Из этого можно сделать вывод, что лунный модуль повернут диагональю, соединяющей удаленные опоры, примерно на 21 градус по часовой стрелке. Поскольку диагональ, соединяющая крайние точки опор, равна 9,5 метрам (линия С на схеме), то проекция этой диагонали (расстояние А+В) составляет около 8,87 м. А поскольку данное расстояние (А+В) - это примерно половина ширины кадра, то полная ширина кадра по линии, проходящей через опору N (зеленая горизонтальная линия), будет составлять 17,7 м. Зная угол охвата объектива по горизонтали, 47°, получаем расстояние от фотоаппарата до линии опоры N - это 20,4 м. А если считать расстояние не от опоры, а от центра лунного модуля, то тогда расстояние до фотоаппарата будет равно 19 метрам.  Фотограф, снимая лунный модуль, находился от него на удалении примерно 19 метров.

      И вот что странно: просмотрев массу последовательных кадров из разных кассет, мы заметили, что всегда лунный модуль снимают именно с этого расстояния. Максимальное удаление не превышает 19 метров.

      Вот, например, кассета с цветной фотоплёнкой, обозначенной как Magazine 86/NN, из миссии “Аполлон-15”. Все пять кадров, где появляется лунный модуль, сняты примерно с одного и того же расстояния, около 19 метров (рис.I-4). Опоры лунного модуля занимают по ширине примерно половину кадра.  

 

 


 

Рис.I-4. Аполлон-15. Кассета с цветной фотоплёнкой, 1971 г.

 

      А вот другая кассета, Magazine 92/OO, (это уже черно-белая фотоплёнка). Здесь восемь последовательных кадров с лунным модулем, и все кадры опять сняты с расстояния от 16 до 19 метров (рис.I-5). Обратим внимание также на то, что солнце светит сбоку, тень падает слева направо.

 



 

Рис.I-5. Аполлон-15. Кассета с черно-белой фотоплёнкой из миссии "Аполлон-15".


 

       И вот что удивительно, проходят 9 месяцев после экспедиции Аполлона-15, а кадры лунного модуля следующей миссии, Аполлон-16, снимаются абсолютно точно также: опять солнце светит сбоку, слева направо, и опять фотограф отошёл на расстояние около 18-19 метров (рис.I-6).


 


 

Рис.I-6. Пять последовательных кадров с лунным модулем, миссия "Аполлон-16".

 


       Вы спросите – и в других миссиях также? Их ведь было шесть - миссий с высадками на Луну.

       Да точно также. Все кадры с лунными модулями делаются под копирку, по одной и той же схеме, как будто съёмка производится в одном и том же месте. Вот посмотрите на кадры, сделанные через 8 месяцев после Аполлона-16, в миссии Аполлон-17 (рис.I-7): на всех шести кадрах солнце светит опять сбоку, слева направо, и  опять съёмка производится с расстояния примерно 19 метров. 

 



 

Рис.I-7. Кадры из миссии Аполлон-17, 1972 г.

 


       Почему фотограф от лунного модуля никогда не отходит дальше? А он просто не может отойти дальше – там, через 19 метров, лунная поверхность заканчивается!

       Дело в том, что съёмка лунных миссий производилась в павильоне на фоне большого киноэкрана. Чтобы создать ощущение, что действие происходит на Луне, на киноэкран проецировался слайд (диапозитив) с изображением некой лунной горы, а перед экраном насыпался мелкий песок, имитирующий лунный грунт. Когда снималось видео (телекамерой) или кино (на 16-мм киноплёнку), то по этому песку передвигались прыжками актёры в бутафорских скафандрах, с фотоаппаратами из пенопласта, изображая астронавтов на Луне. К бутафории пришлось прибегнуть, поскольку нужно было в павильоне создать «лёгкость» прыжков, сымитировать лунную гравитацию. Вместо реального скафандра, который весил 65 кг, актёры бегали в лёгком по весу муляже скафандра и вместо реального Хассельблада крутили в руках копию фотоаппарата из пенопласта. Бутафория легко читается в видеосюжетах. 


ПОСМОТРИТЕ:   ВИДЕО из миссии Аполлон-17


         Расчёт был сделан на то, что качество картинки телекамеры очень низкое, изображение на 16-мм киноплёнке тоже не очень высокого качества (размер кадра на 16-мм киноплёнке 10,2 х 7,5 мм), поэтому зритель не отличит реальный скафандр от муляжа, а муляж фотоаппарата на общем плане - от реального Хассельблада.

          Но вот когда астронавты позировали для фотосессии и стояли статично, то этом случае они надевали реальные скафандры и брали в руки фотоаппараты Хассельблад, ведь съёмка производилась на среднеформатную плёнку с размером кадра 53 х 53 мм. Информационная ёмкость такого кадра несравнимо выше - площадь фотокадра в 36 раз больше, чем площадь кадра на 16-мм киноплёнке (см. рис. I-8).







Рис.I-8. Сравнительные размеры кадра на 70-мм фотоплёнке и 16-мм кинопленке. Арнольд, сотрудник фирмы Кодак, демонстрирует КОПИЮ ролика 70-мм фотоплёнки из Миссии Аполлон-11.


       На всех снимках, обратите внимание, например, на рис.I-1, отчётливо видна граница, которая отделяет горизонтальную плоскость с насыпным грунтом от вертикальной плоскости экрана. Верхняя и нижняя половины кадра заметно отличаются и по тональности, и по фактуре. Эту границу легко заметить и на других  приведенных кадрах, где сфотографирован лунный модуль, будь то миссия Аполлон-15, Аполлон-16 или Аполлон-17 (рис.I-4,I-5,I-6,I-7).  Видна не только граница раздела, но совершенно очевидно, что на этой границе происходит резкая смена фактуры «лунной» поверхности.

       Можно даже без труда определить расстояние до экрана. Лунная поверхность заканчивается буквально за дальней опорой лунного модуля. Иногда за «пепелацем» видна еще небольшая полоска насыпного грунта, но это не более 3-4 метра в глубину. Итого получается, что до киноэкрана расстояние около 26 метров (см. рис.I-3). 

        А ширина той части киноэкрана на фоне, что попадает в кадр – около 23 метров. Иногда мы замечаем, что во время съёмок фотограф делает небольшие повороты камеры влево-вправо, при этом открывается дополнительно ещё часть горы (рис.I-9). Следовательно, экран продолжается за границами кадра. Однако этот дополнительно просматриваемый участок не превышает ½ ширины кадра и составляет  примерно 40%. Обратите внимание, что фотограф никогда не поворачивает фотокамеру при съемке серии из 5 или 8 кадров больше, чем на 20 градусов (на ширину половины кадра).  Можно сделать вывод, что полная ширина киноэкрана примерно на 40% больше 23 метров и составляет около 32 метров.  





Рис.I-9. При съёмке второго кадра открылось дополнительно по ширине примерно 40% горы на фоне.

 

       У меня, как у кинооператора, который 25 лет в институте кинематографии читает лекции студентам на тему «Как делается кино», нет никакого сомнения в том, что эти фотографии – обычные комбинированные съёмки, сделанные в павильоне, а не документальные кадры пребывания астронавтов на Луне. Для меня это совершенно очевидно, и в этом нет даже повода для спора. Интерес представляет другой вопрос. Сейчас, когда мы уже просмотрели впечатляющие кинокартины на космическую тему, например, американский фильм «Гравитация» (2013 г.) или российский фильм «Салют-7» (2017 г.), мне, как кинооператору, любопытно узнать, с помощью какой технологии были получены те или иные "убедительные" космические кадры, какие способы комбинированных съёмок применялись в том или ином эпизоде фильма. Конечно, в этих игровых постановочных фильмах есть и специальная подвеска актёров на тросах, и использование хромакея.

         В случае «лунных» снимков НАСА мне интересна именно технология, с помощью которой актёры в павильоне совмещались с отснятым заранее "лунным" пейзажем. Каким образом актёр в скафандре, который изображал астронавта, был размещён на фоне предполагаемой лунной горы Хэдли Дельта? Как это всё было сделано без хромакея? Какой из отработанных технологических приёмов здесь применила НАСА?

       Например, в течение десятилетий в кинематографе применялся метод совмещения актера с заранее отснятым пейзажем, под названием рирпроекция. Как только мы покажем типичные примеры, вы тут же без труда вспомните, что в старых фильмах часто замечали кадры, снятые по такой схеме (рис.I-10).

 

 


 

Рисунок I-10. Общий вид съемки методом рирпроекции

 

 

       При рирпроекции («рир» - от английского слова “rear”, сзади) кинопроектор с изображением пейзажа (дороги или облаков) находится позади просветного (полупрозрачного) экрана. Съёмочная камера и персонажи находятся с одной стороны, а изображение на экран проецируется с другой стороны. Скорость съемки и скорость проекции синхронизируются специальным кабелем, чтобы исключить несовпадение частот съёмки и проекции.

     Светочувствительность негативных киноплёнок в середине ХХ века была очень низкой. Из-за низкой светочувствительности киноматериалов приходилось использовать небольшие по размеру экраны, шириной 4-5 метров, чтобы обеспечить необходимую для съёмок яркость. Сейчас, когда на любом цифровом фотоаппарате можно установить индекс светочувствительности 3.200 единиц или даже 25.000 единиц, трудно поверить, что светочувствительность в 100 единиц в те годы считалась высокой. И если черно-белые плёнки достигали значения 250 единиц, то цветные киноплёнки были значительно ниже по чувствительности. По данным НАСА, в лунных экспедициях использовалась цветная 16-мм киноплёнка светочувствительностью 160 ед. АСА (ASA, American Standard Association) и цветная обращаемая фотоплёнка Эктахром светочувствительностью 64 единицы.

           Как правило, способом рирпроекции снимались средние и крупные планы, очень часто - планы с движущимся фоном за окном автомобиля. В фильме о композиторе Штраусе 1938 г. «Большой вальс» (реж. Ж.Дювивье) актеры сидели в неподвижной карете, а изображение движущегося "венского" леса проецировалось сзади на полупрозрачный экран (рис.I-11).



 

Рис.I-11. Кадры из фильма «Большой вальс», снятые методом рирпроекции


 

ВИДЕО: Эпизод "Рождение музыки" из фильма "Большой вальс"



        Рирпроекцию использовал Стенли Кубрик в одном из эпизодов фильма "С широко закрытыми глазами" (1989 г.), когда для монтажа понадобился дополнительно ещё один план с актёром Томом Крузом (рис.I-12).  




Рис.I-12. Том Круз в фильме "С широко закрытыми глазами". Кадр снят методом рирпроекции.



Чтобы не устраивать съёмку в городе, кадр был отснят в павильоне методом рирпроекции (рис.I-13): 




Рис.I-13. Том Круз идет по траволатору перед киноэкраном (рирпроекция). Чтобы не засветить экран, на приборе сверху установлены шторки.


         А вот кадр из любимого многими зрителями фильма «Терминатор», 1984 г. - Сара Коннор убегает от взрывающегося бензовоза (рис.I-14). Актриса на самом деле просто пробегала перед экраном. На этот экран сзади проецировался отснятый заранее движущийся бензовоз. Высота экрана, как нетрудно понять, была немногим больше, чем человеческий рост, а ширина – около 5 метров. Поскольку экран по размеру небольшой, актрисе, чтобы не выйти из резкости, приходилось бежать не столько вперёд, сколько по диагонали вдоль него, слева направо. 


 


 

Рис. I-14. Использование рирпроекции в фильме «Терминатор».

 


Чтобы взрыв казался масштабнее, поджигался макет, хоть и большой, но игрушечный бензовоз (рис.I-15). 

Взорвать реальный бензовоз в городе было бы крайне опасно.





Рис.I-15. Рабочие моменты сцены с бензовозом. Даже небольшой шар огня по отношению к макету создаёт ощущение большого взрыва.



         Вы, наверное, думаете - для чего мы в деталях описываем способ съемки одного кадра из фильма "Терминатор"? С какой целью показываем рабочие моменты, где видны используемые при съёмке макеты?  Дело в том, что на тот исторический отрезок времени использование макетов - это применяемая технология съёмок комбинированных кадров. И НАСА воспользовалась этими технологиями. Мы имеем в виду использование небольших макетов вместо реальных, больших по размеру, машин и аппаратов. Таких кадров, где используются макеты, в "лунных миссиях" не то чтобы много, их невероятно много. Возможно, что их около двух тысяч, "лунных" фотоснимков, где вместо реальных объектов фигурируют уменьшенные копии - макеты. И очень часто позади этих макетов установлен киноэкран, на который проецируется удалённый "лунный" пейзаж.    

        Способ рирпроекции, как я полагаю, действительно рассматривался, как один из вариантов, для создания "лунных" фотографий, для тех случаев, когда в кадре нужно показать астронавта на фоне лунной горы. А вот использование хромакея (в те годы чаще всего использовался синий экран) было сразу отвергнуто, поскольку этот приём легко обнаружить, во-первых, по размытости контуров на границе "фон-объект" (видна «окантовка»), а во-вторых, из-за рефлексов, которые синий экран давал в теневых частях белых скафандров и в стеклах шлемов. Синий фон с помощью маски и контрамаски удаляется полностью, и его можно заменить на серый лунный пейзаж, а вот синие рефлексы в теневой части белых скафандров оставались – и это, конечно, было недопустимым.

       Те, кто снимал на зелёном хромакее, знают, что большую неприятность доставляют рефлексы цветного фона на белых одеждах. Там, где белая одежда ярко освещена, слабые зеленые рефлексы не читаются (рис.I-16). А вот в теневых участках на белых одеждах  эти рефлексы хорошо видны. Именно из-за таких цветных рефлексов, выдающих комбинированные съемки, НАСА отказалась от применения хромакея в лунных миссиях.





Рис.I-16. Зелёный цвет хромакея создаёт цветные рефлексы на белых одеждах в теневых участках.



          Способ рирпроекции не создаёт ненужных цветных рефлексов, но у него есть два недостатка. Первый проистекает из-за того, что актеров перед экраном приходится ярко высвечивать, создавая ощущение солнечного дня на Луне, и рассеянный свет в большом количестве попадает на экран. На экране исчезает «чернота», изображение на фоне становится малоконтрастным, серым, что хорошо видно в кадрах фильма «Большой вальс». В кадре из фильма "С широко закрытыми глазами" большая часть ночной улицы засвечена световыми гирляндами, витринами магазинов и уличными фонарями. А ведь в лунных снимках почти половина кадра по площади должна занимать абсолютная "чернота" космоса. 

       Определенный выход из этой ситуации можно найти. Для этого нужно, чтобы ни один из прожекторов, который освещает актёра-астронавта, не был направлен в сторону экрана. Другими словами, прожектор, который имитирует эффект света от солнца, должен освещать актёра исключительно сзади. А поскольку непосредственно сзади за актёром находится киноэкран, прожектор-солнце ставят сбоку от экрана. Отсюда и получается задне-боковой свет. Чуть выше мы обращали ваше внимание на тот факт, что на фотографиях разных миссий Аполлон всё время используется один и тот же задне-боковой свет.

         Мы показали 24 разных снимка, где астронавт появляется на фоне лунного модуля (рис.I-4,I-5,I-6,I-7), сделанные в трёх разных экспедициях. Но все кадры, как братья-близнецы, похожи друг на друга: сняты с одного и того же расстояния, с одним и тем же направлением света, везде видна граница раздела «экран-грунт». Иначе говоря, все эти кадры выполнены по одной и той же технологии и, возможно, в одном и том же павильоне.  

         Разглядывая эти фотоснимки, вы, наверное, обратили внимание ещё на один признак, который (как мы увидим в дальнейшем), ещё раз подчеркнёт, что перед нами – комбинированные съёмки: мы не видим промежуточных кадров, снятых с разного расстояния. Ведь, по логике вещей,  если бы астронавт на самом деле оказался на Луне, то он, удаляясь от ракеты, сделал бы несколько снимков последовательно: например, сначала был бы снимок вблизи лунного модуля, потом, отойдя на несколько шагов, появилась бы серия снимков с астронавтом на переднем плане и лунным модулем у него за спиной, потом, удалившись ещё на несколько шагов, фотограф сделал бы пару-тройку общих планов «для всего человечества» с маленькой фигуркой астронавта, лунным модулем и электромобилем вдалеке. Но мы не видим такой последовательности снимков, вместо этого все кадры в течение нескольких экспедиций однотипно снимаются с одного и того же расстояния, в одном и том же ракурсе, и затем, в одни и те же заданные границы кадра вписываются (ставятся в кадр) нужные «элементы»: гора на фоне, лунный модуль, астронавт и электромобиль (ровер). 

      Обратите внимание на те фотоснимки, что предшествуют фотосессии из 5-6 снимков с 19 метров, -  это кадры, снятые уже в другом месте и в другое время: то это какое-то сиденье от ровера, то угол какого-то модуля, то крупно часть флага, иногда - просто кадр с тенью астронавта, или даже вообще – кадр с орбиты. Кадры с лунным модулем на фоне лунной горы стоят изолированно от всего материала. 

      Поскольку в данной статье мы хотим рассказать о технологии создания «лунных кадров», то сразу раскроем ещё один очень важный «секрет»: съемка фотокадров производилась не легким маневренным фотоаппаратом, а громадной неподвижной установкой весом более тонны. И эта съёмочная установка была жестко «привязана» к экрану, т.е. находилась всё время на одном и том же расстоянии от киноэкрана, на который проецировался слайд с проектора.  Она, эта установка, не могла перемещаться по павильону, как ходил бы фотограф с фотоаппаратом, она была жёстко закреплена. А для того, чтобы получить хоть какое-то разнообразие кадров с одной и той же точки съемки, приходилось двигать не съёмочную камеру, она оставалась неподвижной, а перемещать платформу с грунтом в пространстве между съёмочным аппаратом и киноэкраном. 

       Первоначально предполагалось, что в лунных миссиях будет применяться способ рирпроекции. Но как мы говорили выше, у этого способа есть два недостатка, которые могли бы подчеркнуть фальсификацию. Первый недостаток связан с тем, что ярко высвечивая огромный лунный модуль и актеров "как в солнечный день", мы тем самым засвечиваем расположенный сзади них экран, и фон становится малоконтрастным, как будто в атмосферной дымке (обратите внимание ещё раз на кадры из фильма "Большой вальс", лес на фоне подёрнут дымкой). А поскольку на Луне никакой атмосферной дымки нет, то падения контраста освещения на фоне не должно быть. С этим первым недостатком можно как-то бороться.    

       Второй недостаток рирпроекции, легко преодолимый на средних и крупных планах, возник при съемке общих планов. И этот недостаток поставил крест на использовании рирпроекции в "лунных экспедициях". Вначале американцы думали, что смогут побороть этот второй недостаток, но их усилия оказались тщетны. Дело в том, что для съемки действительно общих планов необходим огромный экран на фоне, шириной в несколько десятков метров. Но когда на 30-метровый экран было спроецировано изображение, оно оказалось таким слабым по яркости, что производить киносъемку оказалось невозможным. Одно дело, когда экран шириной 5-6 метров, его площадь не более 15 кв.м., и в павильоне снимается средний план (типа кадра с Томом Крузом). И совсем другое дело, когда ширина киноэкрана увеличивается до 30-32 метров - его площадь приближается к 400 кв.метров. Поскольку площадь экрана увеличивается примерно в 25 раз, то соответственно в 25 раз падает яркость. И при таком падении яркости уже катастрофически не хватает светочувствительности киноматериала, чтобы нормально проэкспонировать киноплёнку. Это и есть второй недостаток рирпроекции - невероятно низкая яркость экрана при съёмке общих планов. Поэтому, говоря о технологии создания "лунных кадров", мы не можем пройти мимо того, каким образом решалась проблема повышения яркости на большом киноэкране. 

 



Глава II. 

ЯРКОСТЬ КИНОЭКРАНА


 

          В современных кинотеатрах экраны довольно большие. В самых больших кинозалах Москвы установлены экраны шириной 20-26 метров. В кинотеатре IMAX (на Речном вокзале), который был открыт в 2003 году, находится самый большой по площади экран в Москве: 22х17,5 метра, 385 кв.м. Высота этого экрана сопоставима с размерами пятиэтажного здания (рис.II-1). 

 


 

 Рис.II-1. Кинотеатр IMAX.

 

 

Зал кинотеатра «Октябрь» на Новом Арбате очень вместителен, но площадь экрана меньше, около 280 кв.м., размер экрана 26х11 м (рис.II-2). 

 

 

 

Рис.II-2. Зал кинотеатра «Октябрь»

 

      Как обычному зрителю оценить уровень яркости экрана, если он не специалист в этом вопросе? Можно ли яркость экрана в кинотеатре сравнить с чем-то, что мы встречаем в повседневной жизни? 

     Существуют определенные нормативы, которые регламентируют яркость экрана. Согласно ОСТ 19-155-00 нормой считается яркость 50 кд/м2 в центре экрана при работающем проекторе без киноплёнки. Поскольку это значение обычному человеку ни о чём не говорит, попробуем через формулу ( Е = L × π ⁄ β )  перевести  яркость в освещенность, поскольку уровни освещенности представить гораздо проще. Если экран бело-матовый с коэффициентом отражения 80% ( β=0,8), то его освещённость будет равняться (Е=50 х 3,14/0,8=196) примерно 200 люкс (лк).

     Освещенность в центре экрана без кинопленки должна составлять примерно 200 люкс. Эту величину легко представить - такая освещенность по вечерам в наших квартирах (рис.II-3). 




  

Рис.II-3. Нормы освещённости



        Мы можем констатировать, что яркость экрана в кинотеатре примерно соответствует яркости белого листа бумаги, лежащего на нашем рабочем столе под люстрой.

        С практической точки зрения (во время показа фильма) освещенность на киноэкране заметно ниже 200 люкс. И вот из-за чего. Мы говорили, что замер освещенности экрана по нормативам производится при работающем проекторе, но без плёнки. Как только мы устанавливаем плёночное изображение, освещенность на киноэкране тут же падает. Как определить, во сколько раз упала освещенность, если в изображении (в кинофильме) есть и светлые, почти прозрачные места и очень тёмные, чёрные? Светлые места могут пропускать 50% света (уменьшать количество света в 2 раза), а вот чёрные объекты могут ослаблять свет в 400-500 раз. Что принять за среднюю величину?

      Ответ на этот вопрос давно придуман. Когда разрабатывались первые фотоаппараты с автоматической установкой экспозиции, то в основу экспонометрических замеров было положено средневзвешенное значение отражения типичных объектов. Оказалось, что по статистике это 18%.  Экспонометр фотоаппарата «полагает», что вы все время снимаете некий средне-серый объект с коэффициентом отражения 18%. Когда вы производите съёмку сотовым телефоном, то перед вами находятся разные объекты, как темные, так и светлые, с разными коэффициентами отражения. Белая бумага может отражать 80-85% падающего света, лицо отражает 35-40% света, речной песок – 15-20%, тёмно-коричневый деревянный шкаф – 7-8% , садовая земля – 3%, чёрный пиджак – 2-2,5% света. Вы фотографируете, например, пейзаж, и пока у вас в кадре есть зелёная трава,  белые облака и тёмно-коричневая пашня, всё получается нормально, потому что в среднем получается пимерно 18% отражения. Но стоит фотоаппарат перевести на белый лист бумаги (переснять текст, написанный на листе), как тут же белый лист становится серым - ведь фотоаппарат «думает», что вы по-прежнему снимаете средне-серое поле. Вам вручную приходится вводить экспозиционную поправку, высветляя кадр.  А когда вы снимаете выступление в тёмном зале (например, театральный спектакль на ярко-освещённой сцене), то в автоматическом режиме ваш фотоаппарат будет высветлять черноту зала до серого тона, и лица актёров на сцене получатся пересвеченными. И снова придётся вводить ручную поправку, только теперь с другим знаком, в сторону притемнения кадра.

      Вот примерно такая же ситуация и с проекцией фильма.  В фильмокопии (и на слайде) есть разные участки – тёмные и светлые, но в среднем фильмокопия пропускает примерно 18% света. Получается, что от 200 люксов на экране остаётся всего лишь (200 х 0,18)  36 люксов.  

       Это очень низкое значение освещенности, примерно как вечером на лестничной площадке около лифта. Чтобы зритель адаптировался к таким условиям рассматривания фильма, верхний свет в кинозале перед началом сеанса гаснет постепенно. Или вы заходите в кинозал перед началом сеанса, а там светятся только светодиодные дорожки и слабый дежурный свет вдоль стены. И в результате у зрителя происходит то, что называется термином “темновая адаптация” - чувствительность глаза постепенно повышается.

     Вы, наверное, замечали, что иногда, проснувшись среди ночи и включив в комнате свет, вы чувствуете боль от невыносимо яркого света, хотя это всего-навсего обычная комнатная лампочка. Чувствительность глаза за время "темновой адаптации" (через 40-50 минут при нахождении в полной темноте) может повыситься примерно в три тысячи раз, отчего свет обычной комнатной лампы покажется нестерпимо ярким. 

      Во время показа освещённость на экране очень низкая, хотя в кинопроекторе используются очень мощные лампы, например, газоразрядные проекционные лампы, в которых  светится электрическая дуга в колбе, заполненной ксеноном. Чтобы уменьшить нагрев колбы, особенно её участков, расположенных вблизи анода (анод имеет больший диаметр), используется водяное охлаждение – цилиндрические муфты слева и справа (рис.II-4).

 

 

 

 

Рис.II-4. Ксеноновая кинопроекционная лампа кинотеатра Аймакс.

 

 

     Для зажигания лампы требуется высокое напряжение, 20-30 кВ, происходит пробой межэлетродного промежутка, ионизация газа и возникает дуговой разряд, постепенно прееходящий в газовый, лампа зажигается. Затем разряд поддерживается низким рабочим напряжением 20-30 В. Такая лампа дает яркий белый свет, близкий по спектру к дневному. Максимальная мощность может достигать 15-18 кВт.

    Но даже при таких мощных кинопроекционных лампах, во время демонстрации фильма освещённость на киноэкране оказывается на уровне 35-40 люкс.

    В качестве эксперимента мы попробовали переснять изображение с экрана кинотеатра цифровым фотоаппаратом в режиме записи видео – для этого нам потребовалось установить светочувствительность 2000 единиц при диафрагме 3,5.

      Как же осуществлялась на киностудиях съёмка методом рирпроекции, если в 1960-70-е годы не было киноплёнок столь высокой чувствительности, а светочувствительность цветных киноплёнок Кодак находилась на уровне 100-125 единиц?  При каких значениях освещенности экрана производилась пересъемка?

      Источником света в рирпроекторе является дуга интенсивного горения между двумя угольными стержнями. Это самый мощный источник света. Впервые электрическая дуга получена русским ученым В.В.Петровым в 1802 году. Чтобы зажечь дугу, нужно угли с различными электрическими зарядами (анод и катод) сблизить до соприкосновения. Вследствие этого отдельные участки катода нагреваются. Когда катод разогрееется, угли разводят, и между ними возникает дуга (рис.II-5). Самый большой световой поток получается при питании дуги постоянным током. Многие видели электрическую дугу, например, во время сварки металлов.

 

 

 

Рис.II-5. Электрическая дуга между двумя электродами.

 

    

     Мощные рирпроекторы (рис.II-6) имеют угли для положительного полюса диаметром 16 мм, для отрицательного - 13 мм, и работают в режиме 78 Вольт 225 Ампер.

 

        


Рис.II-6. Рирпроектор Zeiss Ikon Dresden


 

     В книге Б.Горбачёва «Техника комбинированных съёмок» (рис.II-7) есть глава «Технические средства  способа скорой рирпроекции». Вот что пишет кинооператор Б.Горбачев[1] о рирпроекторах: [2]

 

 


Рис.II-7. Книга кинооператора Б.Грбачёва



       «Рирпроектор средней мощности имеет полезный световой поток 10 000 лм, что дает на экране 3х4 м освещенность 830 лк. Световой поток мощного проектора с дугой на 225 а составляет 17 000 лм и дает на экране 3 х 4 м освещенность 1400 лк.»

      "Освещенность экрана размером 3х4 м в 830 лк позволяет снимать на современных чувствительных черно-белых негативных киноплёнках с диафрагмой 1:3,5. ... При диафрагме 1:2,3 можно снимать на экране, имеющем приблизительно в два раза большую площадь, то есть на экране размером 4,5 х 6 м. Такой размер экрана позволяет снимать не только крупные, но и средние актерские планы."

     И в следующем абзаце, как приговор:

"Дальнейшее увеличение размера экрана оказывается практически невозможным".

     Итак, максимальный размер экрана ограничен размером 4,5 х 6 метров, и это при том, что мы используем очень мощный рирпроектор и высокочувствительную киноплёнку.  

 

      Если мы рассмотрим фильмы 50-60-х годов ХХ века, где была использована рирпроекция, например, фильм-вестерн 1954 г. «Река не течет вспять», то заметим, что максимальная ширина применяемого экрана – не более 5 метров (рис.II-8), что позволяет снимать лишь средние планы (рис.II-9).  

 

 


Рис.II-8. Рабочий момент съемки эпизода на реке методом рирпроекции в фильме «Река не течет вспять»

 


 

Рис.II-9. Готовый кадр из фильма «Река не течёт вспять», кино широкоэкранное (Синемаскоп), соотношение сторон 2,35:1

 

 

       При этом всё равно не хватает глубины резкости: при наведении резкости на актёров, задний план оказывается в расфокусе, что выдаёт приём комбинированных съёмок. Чтобы увеличить глубину резкости, необходимо "зажимать" диафрагму объектива, а для этого требуется ещё больше света. 

       Для фильма «Мятеж на Баунти», 1962 г., (рис.II-10) студия MGM применила для рирпроекции 10-метровый экран. 

 

 


 

Рис.II-10. Сцена шторма в фильме «Мятеж на Баунти»

 


        Один проектор с такой задачей, конечно, не справился бы. Для этого фильма была придумана система из трех проекторов, работающих на выгнутый полупрозрачный экран. Отснятый заранее фон бушующих волн печатали на три плёнки так, чтобы в местах соединения изображений край кадра напоминал зубья пилы (рис.II-11). Это помогало скрыть вертикальную линию перехода между отдельными изображениями. И, кроме того, в кадре эти границы постоянно пересекались вертикальными линиями – тросами и мачтами.

 

 


 

Рис.II-11. Схема проекции на просветный экран с трёх рирпроекторов

  

 

     Также система из трех проекторов применялась для повышения яркости экрана, когда три проектора работали на один экран. Фирма «Митчелл», как сообщает Б.Горбачёв в книге «Техника комбинированных съёмок», изготовила для «Мосфильма» такой строенный рирпроектор, в котором средний проектор даёт прямое изображение, а два крайних, расположенных по обе стороны от него под углом 90°, отбрасывают изображения на экран с помощью зеркал с поверхностным зеркальным слоем (рис.II-12). Зеркала закреплены в оправах, позволяющих производить совмещение изображений боковых проекторов с изображением центрального проектора. При  этом яркость  экрана возрастала в 2,8 раза.

 

 


 

Рис.II-12. Схема строенной рирпроекционной установки

      


       А вот как такая система выглядела в американской киностудии: три одинаковых проектора жестко укреплены на одной станине, и свет от трёх рирпроекторов сводится на экран, расположенный в середине павильона (рис.II-13). В другой половине павильона, по ту сторону экрана, происходит съемка игровой сцены на фоне этого изображения.

 

 


 

Рис.II-13. Строенная рирпроекционная установка. Изогнутые трубы вверху – система охлаждения. В глубине павильона – проецируемое изображние.

 

 

      При рирпроекции бывает сильно заметно падение яркости по краям экрана, особенно на широкоугольной оптике. Чтобы избежать неравномерного освещения, на проекторах используют длиннофокусную оптику, при этом расстояние от проектора до экрана может достигать 30-45 метров. 

      Таким был передовой край развития техники рирпроекции к началу 60-х годов ХХ века. Максимально возможная ширина экрана для фонового изображения - около 10 метров. И когда перед специалистами кино была поставлена задача – вывести изображение достаточной яркости на 30-метровый экран для создания «лунных снимков», то они просто развели руками.

 

     Однако на этом этапе трудности не завершились. Есть ещё одно обстоятельство, которое сильно осложняет выполнение поставленной задачи, проекцию на 30-метровый экран. Свет от электрической дуги с помощью зеркального  отражателя и линз конденсора фокусируется на слайде (диапозитив для фоновой проекции), и этот слайд моментально нагревается. Когда демонстрируется фильм с движущейся кинопленки со скоростью 24 к/с, каждый кадрик фильма находится в кадровом окне фильмопроектора лишь 0,02 сек и не успевает перегреться. А если перед лампой установить неподвижный слад (с изображением лунной горы), то уже через пару секунд слайд начнет коробиться от тепла. И это даже при том, что в проекторе для предотвращения перегрева находится металлическая рубашка водяного охлаждения, и слайд обдувается потоком воздуха от вентилятора. Трубы, по которым подается воздух, хорошо видны на вышеприведённой фотографии (рис.II-13).

     Получить от рирпроектора бóльший световой поток, даже гипотетически, просто невозможно.

     При этом получаемая освещенность на киноэкране с изображением настолько мала, 35-40 люкс, что требуется светочувствительность около 2 тысяч единиц. Но в те годы такой светочувствительной кинопленки Кодак сделать не мог.

      Согласно отчётам НАСА, для съёмки киносюжетов использовалась 16-мм киноплёнка Kodak Ektachrome MS SO-368 (рис.II-14), которая имеет светочувствительность 160 единиц АСА.

 



 

Рис.II-14. Коробочка с 16-мм кинопленкой Ektachrome MS SO-368. Согласно отчётам НАСА, именно на эту киноплёнку снимались проезды электромобиля по Луне. 

 

    Даже сейчас, спустя почти полвека, самой высокочувствительной кинопленкой в кинопроизводстве является Кодак 5219, с индексом светочувствительности 500 единиц (рис.II-15).

 


 


Рис.II-15. Коробка современной кинопленки Кодак-5219 светочувствительностью 500 ед.

 

      Однажды после 2000-го года Кодак начал выпускать киноплёнку светочувствительностью 800 единиц, но вскоре закрыл выпуск – плёнка быстро теряла заявленную чувствительность. Так что 160 единиц для цветной кинопленки в 1969 году – это был самый верх возможностей Кодака.

       Поскольку более чувствительной кинопленки в ближайшие годы не ожидалось, а повысить световой поток проектора дальше было невозможно, то оставался ещё один «запасной», и к тому же недешёвый  вариант - использовать при съемке сверхсветосильную оптики.

       Мы знаем, что количество проходящего через объектив света зависит от аппертуры объектива, от значения диафрагмы (рис.II-16). Обычно применяемые в кино дискретные объективы (с постоянным фокусным расстоянием) имеют светосилу (максимально открытая диафрагма) 2.





Рис.II-16. Вид аппертуры диафрагмы при различных значениях. 


     Так, диафрагма 2 означает, что диаметр входного отверстия в 2 раза меньше фокусного расстояния. Если прочертить отрезок, равный фокусному расстоянию объектива, то указанный диаметр отверстия два раза уложится на линии фокусного расстояния. А диафрагма 8 уложится 8 раз вдоль линии фокусного расстояния (рис.II-17).



 

Рис.II-17. Диаметр отверстия диафрагмы при значении 2 (коричневая окружность) укладывается на фокусном расстоянии 2 раза, а диаметр отверстия при диафрагме 8 (синий кружок) соответственно в 8 раз меньше фокусного расстояния объектива.

 

      Поскольку площадь круга определяется по формуле S= πR2, то легко понять, что если радиус окружности при диафрагме 2 отличается от радиуса окружности при диафрагме 8 в 4 раза, то площадь отверстия, через которую проходит свет, будет отличаться  в 16 раз (четыре в квадрате).  Переходя от значения диафрагмы 2,8 к 2, мы получим двукратное увеличение площади входного отверстия (то, что называется 1 ступень).

       Попробуем рассчитать максимальный размер экрана, предположив, что у нас есть в наличии сверхсветосильная оптика.  Сейчас в продаже есть объективы со светосилой 1:1 и даже 1:0,95 (рис.II-18).

 

 


 

Рис.II-18. Объектив со светосилой 1:0,95.

 

    Предел светосилы, которого можно достичь, это 1:0,7. И вы, наверняка, слышали, что в своё время было изготовлено несколько объективов «Планар» с такими характеристиками.

    Перейдя от 2 к значению диафрагмы 0,7 мы получим 8-кратное преимущество в количестве пропускаемого объективом света.

 

Б.Горбачёв приводит такой пример из рипроекции:

«При цветной съёмке на плёнке ДС-2 при полезном световом потоке 10 000 лм едва удаётся снять негатив приемлемой плотности с экрана размером 2,3 х 3,2 м при съёмочной диафрагме 1:2,3.» (стр.190)

     Как мы знаем из процитированного немного выше текста, световой поток в 10 000 люмен давали рирпроекторы средней мощности, а мощные рирпроекторы обеспечивали до 17 000 люмен при силе тока 225 Ампер. Поскольку освещенность прямо пропорциональна световому потоку (освещённость – это световой поток, поделённый на площадь),  то увеличение светового потока в 1,7 раз (до 17 000 лм) приводит к увеличению освещённости также в 1,7 раз.

      Киноплёнка ДС-2, сбалансированная к дневному свету (ДС), имела светочувствительность 22 единицы.  При этом допустимая максимальная площадь экрана составляла 2,3 х 3,2  = 7,36 кв.м.

Теперь вместо киноплёнки ДС-2 со светочувствительностью 22 единицы ГОСТ мы получили Кодак SO-368 со светочувствительностью 160 единиц AСA. Поскольку разница между единицами ГОСТ и АСА составляла примерно 10% (90 единиц ГОСТ = 100 единиц АСА), то 22 единицы ГОСТ соответствовали 25 единицам АСА. Отсюда получаем выигрыш в светочувствительности в 160/25 = 6,4 раза.

    А за счёт того, что вместо диафрагмы 1:2,3 теперь имеется 1:0,7 мы получаем выигрыш в количестве света в (2,3/0,7)2 =  10,8 раз.

    Итого за счет увеличения светового потока рирпроектора, светочувствительности киноплёнки и светосилы объектива мы получили выигрыш в 1,7 х 6,4 х 10,8 = 117,5 раз.

    Казалось бы, и площадь экрана теперь можно увеличть в 117 раз. Но не торопитесь, мы не упомянули ещё один фактор, влияющий на конечный результат.  Дело в том, что для создания эффекта  «лунной гравитации», необходимо замедлить движение всех предметов и объектов. Поскольку сила гравитации на Луне отличается от земной в 6 раз, скорость съёмки необходимо увеличить в корень квадратный из 6, т.е. примерно в 2,5 раза – съёмка должна производиться на частоте 60 к/с. Тогда при проекции с нормальной скоростью 24 к/с все объекты будут двигаться медленнее в 2,5 раза. Увеличение скорости съемки требует соответственно большего количества света. Таким образом полученную выгоду в 117,5 раз необходимо разделить на 2,5. Получаем в результате 47 – во столько раз можно увеличить площадь экрана. И вместо начальных 7,36 кв.м. мы можем позволить себе экран площадью 346 кв.м. Для сравнения – площадь экрана в кинотеатре «Октябрь» - 280 кв.м., а в IMAX – 385 кв.м..

          Как видим, наибольший вклад в решение проблемы пересъёмки с большого экрана, внесла сверхсветосильная оптика,  она обеспечила 10-кратный выигрыш в количестве света.

          Если вы интересовались темой полетов на Луну, то, наверное, читали о таком факте: НАСА заказала в Германии, у компании Цейс (Карл Цейс Йена), сверхсветосильную оптику для съемки обратной стороны Луны. Было изготовлено всего 10 объективов «Karl Zeis Planar f/0,7» с фокусным расстояние 50 мм (рис.II-19):  один остался у компании, 6 штук купили для НАСА. Остальные 3 достались Стенли Кубрику. Это были безумно дорогие объективы, уникальные в своём роде, стоимостью примерно в миллион долларов. Изготовлены они были в 1967 году, т.е. за 2 года до предполагаемого полета на Луну.


  



Рис.II-19. Фотообъектив Karl Zeis Planar f/0,7



Стенли Кубрик использовал эту оптику в фильме «Барри Линдон» (1975 г.), в сценах со свечами, где дополнительных источников света не было (рис.II-20). У этого объектива очень маленькая глубина резкости, что хорошо заметно на средних и крупных планах - объекты на переднем плане и в глубине кадра сильно размываются.





Рис.II-20. Кадры из фильма "Барри Линдон", снятые сверхсветосильной оптикой.



         Вот только не понятно, зачем для съемки обратной стороны Луны нужна сверхсветосильная оптика? Обратную сторону Луны есть смысл фотографировать тогда, когда поверхность освещена Солнцем (в новолуние). Освещённость на поверхности Луны может составлять около 100 000 люкс, а значит, при этом необходимо сильно диафрагмировать объектив, не только до значения 8 или 11, а может и дальше, до 16 или 22. В солнечную погоду светосильная оптика не нужна. А когда производят ночные съемки, то просто увеличивают выдержку, время экспонирования - до нескольких секунд, и опять - особой нужды в светосильной оптике нет. Для чего может пригодиться на Луне сверхсветосильная оптика, да ещё  с маленькой глубиной резкости - вообще не понятно.

         Я видел сообщения, что НАСА заказывала эти объективы для фотографирования терминатора – линиии, разграничивающей на Луне день и ночь.  50 лет прошло уже с момента изготовления этих объективов, но что-то не встречал сообщений, чтобы ими кто-то снимал обратную сторону Луны или границу света и тени на Луне.

        Как я полагаю, объектив был заказан для другой цели - для пересъёмки изображения с киноэкрана. Ведь не зависимо от того, просветный экран используется для комбинированных съемок или отражающий (как в кинотеатре),  добиться высокой освещенности экрана при его большой площади никак не удаётся, а снимать кадры пребывания астронавтов на Луне однозначно нужно на фоне большого экрана. А чтобы нормально проэкспонировать такой кадр, требуется светосильная оптика.

    Однако, как мы увидим в последствии, эти объективы не были использованы для создания кадров "пребывания на Луне". При таком экстремальном значении диафрагмы (1:0,7) получалась очень маленькая глубина резко изображаемого пространства. А при реальной съёмке в солнечную погоду глубина резкости должна быть, из-за сильного диафрагмирования, как раз наоборот, очень большой (рис.II-21).








Рис.II-21. Зависимость глубины резко изображаемого пространства (ГРИП) от диафрагмирования объектива.




     И, как всегда происходит у тех, кто долго ищет и экспериментирует, в конце концов был найден довольно хороший вариант имитации в павильоне эффекта съёмки якобы в солнечную погоду - с получением большой глубины резкости на большом пространстве. При этом специальная (светосильная) оптика не использовалась, а экран для фоновой проекции был просто гигантский.




[1] Справка: 

Б.К.Горбачёв. Оператор-постановщик, оператор комбинированных съёмок. Автор разработок оригинальных способов комбинированных съёмок («метод блуждающей маски» в фильме «Светлый путь» (1940). Метод «блуждающая маска» использован также в фильме: «Дети Капитана Гранта» (1936), «Волшебное зерно» (1942), «Черевички» (1945), «Золушка» (1947), «Садко», «Адмирал Ушаков», «Корабли штурмуют бастионы» (все в 1953), «Веселые звезды» (1954), «Высота» (1957), «Русский сувенир» (1960), в которых Горбачев участвовал как оператор комбинированных съемок.


[2] Б.Горбачев. Техника комбинированных съёмок, ГИЗ, Искусство, М, 1961 г, стр. 190


 

       Я думаю, у вас не возникает вопроса - почему, показывая лунные фотографии, мы всё время говорим о киносъемке, а не о фотографировании. Дело в том, что в этих же световых условиях кроме фотографий параллельно снимается и кино. Следовательно, световые условия должны быть достаточными для проведения киносъемок. Ведь сделать фотографию можно и при низкой освещенности – достаточно лишь увеличить выдержку. Так снимают, например, ночной город, на длинной выдержке. При выдержке в 1 сек и открытой диафрагме ночью уже будут проработаны яркие звезды. А выдержка при киносъёмке со скоростью 24 к/с – примерно 1/50 с.

    



Глава III

НЕОБЫЧНЫЙ  КИНОЭКРАН


      

    Как мы знаем, в мае 1961 года перед Конгрессом президент США Джон Кеннеди провозгласил цель: до конца 60-х годов высадиться на Луну. В сентябре 1962 года Кеннеди выступил со своей программной речью на стадионе университета Райса, где собралось около 30 тысяч человек. Таким образом была положена программа Аполлон. В 1963 году был построен Космический центр в Хьюстоне. Вполне возможно, что уже в то время те, кто отвечал за полёт, прекрасно понимали, что никакой реальной высадки на Луну не будет. Уже вовсю была запущена машина производства фальшивого «космического» видео.

     Вот как, например, в июне 1965 года В ПРЯМОМ ЭФИРЕ американского телевидения был показан выход в открытый космос астронавта Э.Уайта. Как мы знаем, первым в открытый космос в марте 1965 года вышел Алексей Леонов (СССР), и якобы буквально через три месяца такой выход повторил американский астронавт. Поскольку США скрывали своё отставание в этом вопросе, и реально демонстрировать было нечего, то в прямом эфире показали всего лишь … мультфильм (рис.III-1). Да-да, обычный рисованный мультфильм. Мультфильм сопровождался голосом за кадром, причём предполагалось, что голос шёл не из соседней комнаты, а был голосом астронавта из открытого космоса по радиоканалу. Для большей убедительности, что сигнал якобы получен издалека, после слов диктора показали телевизионные помехи в виде белых полос, и только потом показали мультфильм  (как будто телевизионный сигнал мультфильма был получен из околоземного пространства). Вместо реальной картинки открытого космоса было объяснения выхода из капсулы с помощью рисунков.  





Рис.III-1. Кадры прямой трансляции выхода в открытый космос астронавта Уайта по телевидению США



ВИДЕО: Выход в открытый космос в прямом эфире.



     Итак, на дворе середина 60-х годов, а у США нет никаких успехов в мягкой посадке на Луну. Посылаемые на Луну ракеты (точнее, автоматические межпланетные станции) либо пролетают мимо, либо врезаются в Луну и разбиваются. «Пионер-1» пролетел только треть расстояния до Луны, вернулся и сгорел в атмосфере Земли, «Пионер-2» не долетел, «Пионер-3» и «Пионер-4» пролетели мимо на большом удалении. «Пионер-П1», «Пионер-П3», «Пионер-П30», «Пионер-П31» - неудачные старты. Далее к Луне отправляются «Рейнджеры». «Рейнджер-3», «Рейнджер-4», «Рейнджер-5», «Рейнджер-6» - неудачные запуски.

      «Рейнджер-7» в 1964 году сделал снимки Луны с близкого расстояния и разбился о поверхность. «Рейнджер-8» и «Рейнджер-9» в 1965 году делали снимки Луны при подлёте и тоже разбивались. 

      Первая мягкая посадка на Луну была осуществлена 3 февраля 1966 года советской АМС «Луна-9».

       К середине 60-х годов ситуация такова: через 4 года нужно высаживать человека на Луну, а у США ещё нет ни одной удачной мягкой посадки на поверхность нашего спутника. Более того, даже в области комбинированных съёмок нет успехов - нет технологии, как средствами кино создать убедительные кадры высадки на Луну. Самый большой экран для фонового изображения имеет в ширину всего 10 метров, что явно недостаточно, чтобы показать общий план пребывания астронавтов на Луне. И яркость экрана поднять практически невозможно.

      И вот тогда запускается проект, получивший в последствии название «Космическая одиссея», на котором должны быть перепробованы все возможнейшие способы создания «космических» кадров, от создания эффекта невесомости до изготовления правдоподобных макетов и получения убедительных лунных ландшафтов.

       В качестве материала для сценария писатель Артур Кларк предложил Стэнли Кубрику свой рассказ «Часовой», в котором по сюжету на Луне обнаруживают объект, оставленный там инопланетянами много лет назад.

        Мы не будем скрывать от вас, что приемлемая технология проекции изображения на гигантский экран в конце концов была отработана режиссёром Стенли Кубриком и оператором Джеффри Ансуортом на фильме «2001. Космическая одиссея» (1968 г.). Но гигантский экран не решал остальных проблем. Главная задача фильма была в том, чтобы получить легко воспроизводимую технологическую цепочку операций, с помощью которых можно сымитировать в павильоне кадры пребывания астронавтов на Луне.

        Речь идёт не только о СПОСОБЕ СЪЁМКИ «лунных» кадров – этого просто недостаточно, речь идёт именно о целой цепочке технологических операций, как предшествующих процессу съёмки, например, изготовление диапозитивов для фоновой проекции, так и операций, следующих по завершению съёмок (то, что сегодня называется пост-продакшн). Съёмочный процесс – это лишь середина пути. Отснятые кадры нужно смонтировать в определенной последовательности и разбить на кассеты по 100 кадров. Обязательно должна быть предусмотрена возможность вставки в кассету с фальшивыми лунными снимками, реальных кадров лунной поверхности, снятых через телескоп или с борта автоматической межпланетной станции. Кроме того, отснятые кадры должны быть тщательно отредактированы. Например, в те кадры, где отдел технического контроля обнаруживал легко читаемую подделку, должны быть добавлены отвлекающие элементы - засветки на весь кадр, цветные полосы, смазанность изображения и пр.. И вообще - кадры, которые все считают  «лунными снимками», не являются оригиналами, это обработанные и отредактированные дубликаты. Другими словами, первоначально отснятые изображения редактировались - производилась пост-обработка, иногда - склеивание одной фотографии из двух разных снимков (коллаж), а потом полученное изображение переводилось на специальную дубликационную киноплёнку. И вот эти обработанные дубликаты выдавались за оригиналы снимков с Луны.  На приведённом в 1 части снимке (см.рис.I-7) представитель Кодака, Арнольд, как раз держит не оригинал, а КОПИЮ фотоплёнки, дубликат. Стадия изготовления дубликатов называется контратипированием. Именно из-за того, что отснятый материал необходимо было контратипировать, а эта операция не существовала в фотографии, но существовала в кинопромышленности (под названием тиражирование фильмов), от фотопленки пришлось отказаться. Да-да. Никакой обращаемой фотопленки Эктахром в лунных экспедициях вообще не было. Вполне допускаю, что даже и Хассельбладами никто ничего не снимал. И хотя последний пункт пока под вопросом, однозначно одно: вместо неперфорированной ФОТОпленки шириной 60 мм, на которую рассчитаны все  среднеформатные фотоаппараты (и Хассельблад в том числе), была использована перфорированная 70-мм КИНОпленка, которая не подходит ни к одному фотоаппарату.

        Вы можете легко отыскать информацию о том, как происходит съёмочный процесс, но практически ничего, кроме общих слов, не найдете о контратипировании. Не потому, что это какой-то секрет, а просто потому, что это узко специальная техническая задача, мало интересная обычному читателю. Но без подробного изложения этой стадии невозможно понять, почему США отказались от использования фотоплёнки в "лунных миссиях".

       Поскольку мы знаем, что в середине 60-х годов осуществить качественную проекцию на гигантский экран с дальнейшей пересъёмкой всё же удалось, - об этом свидетельствует фильм “Космическая одиссея”, где был использован 33-метровый по ширине экран (рис.III-2,III-3), - то нам остаётся лишь рассказать то, каким способом удалось этого достичь. То есть прежде всего рассказать, каким образом удалось во много раз поднять яркость экрана.

 


 


 

Рис.III-2. Рабочие моменты съемки эпизода «На заре человечества» из фильма «2001.Космическая одиссея», на фоне – 33-метровый по ширине экран.

 

 


 

Рис.III-3. Комбинированный кадр в фильме. Горы на заднем плане и дальние камни – проекция со слайда.

 


       Мы знаем, что даже самые мощные кинопроекторы создают на экране довольно низкую освещенность, не более 200 люкс без плёнки. При показе кинофильма или установке слайда с изображением средне-интегральная освещенность на экране падает примерно до 32-40 люкс. Это очень низкое значение освещенности. Чтобы зритель адаптировался к таким условиям рассматривания фильма, верхний свет в кинозале перед началом сеанса гаснет постепенно. И в результате у зрителя происходит то, что называется термином “темновая адаптация”, чувствительность глаза повышается. Вы, наверное, замечали, что иногда, проснувшись среди ночи и включив в комнате свет, вы чувствуете боль от невыносимо яркого света обычной комнатной лампочки. Чувствительность глаза за время "темновой адаптации" (примерно через 30-40 минут темноты) повысилась примерно в три тысячи раз, отчего свет обычной комнатной лампы кажется невыносимо ярким. 

       Но такой “темновой адаптации” не существует у киноплёнки. Если у нас киноплёнка светочувствительностью 160-200 единиц, то для киносъемки на диафрагме 1:8 нужна освещенность около 4 тысяч люкс (см. рис.III-4). А на экране, куда проецируется изображение, всего-навсего 32-40 лк . 




Рис.III-4. Соотношение между освещенностью и диафрагмой. Рекомендации фирмы Кодак для киноплёнки светочувствительностью 200 единиц.



     То есть налицо разница более чем в 100 раз между желаемым и действительным. Для получения качественных лунных снимков (как на фото, так и на кино), необходимо поднять яркость экрана более чем в 100 раз. Казалось бы, тупиковая ситуация, задача просто фантастическая... Но, тем не менее, оригинальный выход нашёлся.

      Мы не можем:

а) увеличить световой поток проектора. Те методы, которые мы обсуждали выше, не могут заметно увеличить ОСВЕЩЁННОСТЬ, т.е. падающий на экран световой поток. 

б) У нас нет киноплёнки с чувствительностью 2 тысячи единиц ASA. Я попробовал как-то переснять фильм с экрана в кинотеатре «Октябрь» во время тестовых испытаний, цифровым аппаратом на диафрагме 1:3,5, так мне пришлось выставить значение светочувствительности 2.000 ед. 

в) Мы можем воспользоваться сверхъсветосильной оптикой, но на диафрагме 1:0,7 у нас будет невероятно маленькая глубина резкости, что всё же не соответствует поставленной задаче – получить “картинку” как в солнечный день с большой глубиной резкости.


      Единственный параметр, который при кинопроекции мы ещё не обсуждали, и который можно изменить – это ЯРКОСТЬ экрана. До этого момента мы говорили об освещённости (о падающем на экран свете), но не говорили о качестве отражённого света, т.е. о яркости. Предполагалось, что киноэкран у нас всё время один и тот же. Он либо полупрозрачный (просветный), либо просто белый. В домашних условиях это может быть обычная белая простыня или пластиковый экран из поливинилхлорида (ПВХ) с белым пигментом. Белые экраны рассеивают свет диффузно – почти равномерно во все стороны. Такие экраны отражают свет и в пол, и в стены, и в гигантского размера потолок, поэтому потолки в кинотеатрах часто красят в чёрный цвет. Но в этих перечисленных местах никогда не бывает зрителей. Получается, что свет от кинопроектора используется не рационально. Угол рассеяния белых экранов примерно 90°. Угол рассеяния — это зона, в которой коэффициент яркости экрана не ниже, чем 0,5, т.е. границей зоны (влево и вправо) считается такое направление, где яркость уменьшилась  в 2 раза (до 50%) относительно центральной оси. И, как вы догадались, экраны могут иметь более направленное отражение – меньше рассеивать в стороны. Для этого на экраны наносится алюминиевое напыление, и такие металлизированные экраны (“серебряные”) уменьшают угол рассеяния от 60° до 30°, а коэффициент яркости экрана возрастает от 1,5 до 6. И это не предел. Дело в том, что такие диффузно-направленные экраны предназначены либо для узких кинозалов, либо для 3D-проекции (рис.III-5), но всегда – для определенного количества зрителей.


 


 

Рис.III-5. "Серебряный" экран для 3D–проекции.

  


     А случае съёмки комбинированных кадров, зритель у экрана всего один – это оператор с кинокамерой. И весь свет, отраженный от экрана, можно направить исключительно в одну точку, туда, где находится съёмочный аппарат.

      Б.Горбачев приводит вот такую схему («Техника комбинированных съёмок», с.188), предложенную Торнером (рис.III-6):



 


 Рис.III-6. Схема комбинированной съёмки, методом фронтпроекции, предложенная Торнером.

 


     По этому способу проекция ведется не на экран, а на большое вогнутое сферическое зеркало. Проектор, укреплённый на одной площадке со съёмочной камерой, проецирует изображение с помощью плоского полупрозрачного зеркала, установленного перед объективом проектора под углом 45°.

     Проектор и съёмочная камера находятся в центре кривизны сферического зеркала, поэтому лучи, отражённые зеркалом, возвращаются обратно в объектив проектора и одновременно через полупрозрачное зеркало в рядом стоящий объектив съёмочной камеры. Поскольку свет на экран падает стой же самой стороны (спереди), где находится и съёмочная камера, то такой способ съёмки уже относится к фронтпроекции (front – спереди). Экран не может быть плоским. В случае плоского зеркала отражённый свет не собирался бы в одной точке.

      Эта схема имеет то приниципиальное преимущество, что проецируемое изображение в кадровом окне съёмочной камеры получается очень ярким даже при маломощном источнике света в проекторе, например, при лампе накаливания мощностью 400 Вт.

      Чтобы понять эту разницу, представьте, что во время работы домашнего или офисного видеопроектора, вы подходите к экрану, смотрите на проецируемое изображение, запоминаете эту яркость, а затем разворачиваетесь на 180°, чтобы луч бил вам в глаза. Почувствовали разницу?

      Чуть выше (перед рисунком рирпроектора) уже упоминались характеристики рирпроектора с электрической дугой: 78 Вольт и 225 Ампер, что при перемножении даёт потребляемую мощность около 17,5 кВт. Конечно, такой прибор не воткнёшь в обычную комнатную розетку, необходима подводка силовой линии или автономный электрогенератор.

     При рирпроекции на просветный экран (размером 4х3 метра) необходима мощность 17,5 кВт, а при фронтпроекции на зеркальный экран (примерно такого же размера) – всего 400 Вт. Разница в потребляемой мощности – более чем в 40 раз. А это означает, что если при фронтпроекции мы будем использовать зеркальный сферический экран, а в качестве источника света - дугу интенсивного горения, то сможем осветить в 40 раз бóльшую площадь. И если при рирпроекции мы пользуемся экраном в 12 кв.м. (4х3 метра), то при фронтпроекции площадь экрана может быть увеличена примерно до 480 кв.м..

        Вот мы и открыли вам секрет, как удалось в «Космической одиссее» создать высокую яркость на гигантском экране – экран был зеркальным. И весь свет, отраженный от него, сводился в одну точку, где и находился объектив съёмочной камеры. Размер экрана был 33,5 на 12 метров, что дало площадь более 400 кв.м. Правда, следует тут же добавить, что схема, предложенная Торнером, оказалась неосуществима, поскольку на практике невозможно изготовить вогнутое зеркало необходимого большого размера. На «Космической одиссее» экран был зеркальным, но это было не вогнутое зеркало. Это был световозвращающий материал, «скотч-лайт» – зеркальный экран, покрытый мельчайшими стеклянными шариками. Диаметр стеклянных шариков - менее 1/10 мм (рис.III-7).





Рис.III-7. Материал скотч-лайт при макросъёмке

 


     Особенность хода лучей в стеклянном шарике заключена в том, что падающий луч после преломления отражается и возвращается туда, откуда пришёл (рис.III-8).

 




Рис.III-8. Ход лучей в стеклянном шарике световозвращающего материала

 


     Такие материалы называются световозвращающими. Из них изготавливают дорожные знаки, дорожную разметку, полоски на одежде. Впервые такой материал начала выпускать американская фирма 3М для дорожных знаков, это было в 1939 году[3]. Когда автомобилист ночью освещает фарами дорожный знак или спецодежду, то свет, отраженный от знака или от полоски, возвращается назад к фарам, а поскольку угол между глазами водителя и фарами относительно удаленного знака очень маленький, то весь свет, упавший на дорожный знак, не рассеивается в разные стороны, а идет назад к водителю. И только лишь водитель видит, что знак или полоска на одежде невероятно ярко освещены (рис.III-9), сторонний наблюдатель этого эффекта вообще не замечает.

 

 



Рис.III-9. Свет от фар, отразившись от полосок на спецодежде, возвращается назад к фарам и к глазам водителя.

     

       Если сравнить в направленном свете (например, при фотовспышке) яркость полоски световозвращающей ткани и находящийся рядом белый кусок ткани рубашки (рис.III-10), то окажется, что световозвращающая полоска ярче в 100 с лишним раз. При фотовспышке эта полоска возвращает назад, к фотовспышке, упавший на неё свет. Поскольку объектив фотоаппарата находится рядом со вспышкой, то большая часть света попадает в объектив. А вот обычная белая ткань рассеивает свет во все стороны, и лишь 1% упавшего на неё света доходит до объектива.

 

 


 

Рис. III-10. Полоска световозвращающей ткани начинает ярко светиться при направленном свете (фотовспышке).


______________________________________________________

[3] 75 лет отмечает первый дорожный знак, изготовленный из световозвращающих материалов компании 3М http://www.doroga78.ru/pic/358/7203/ 





Главы 4-7    Главы 8-12     Главы 13-15    Главы 16-18  

   




Количество показов: 8079
При использовании материалов сайта или их части гиперссылка на www.LeonidKonovalov.ru обязательна
Возврат к списку

вверх
© Леонид Коновалов, 2009—2017 
Сайт: www.LeonidKonovalov.ru

сайт сделан в студии «PM»