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[拍摄]电影机的工作原理 [复制链接]

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离线hongo
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2011-03-29
看到很多人对电影机感兴趣,这里介绍点电影机的原理。

电影是利用人眼的视觉暂留现象工作的,也就是快速播放动作连续的图像人眼就会自动形成一种运动的感觉。

电影摄影机和放映机的关键就是要实现快速播放多幅画面。现代电影摄影机和放映机的核心就是抓片爪和遮光片的发明,虽然胶片收放盘上的胶卷是连续旋转的,但是胶片在经过光路时实际上却是断续运动的,抓片爪插入胶片边缘的齿孔中迅速拉动胶片运动,当胶片正好对准光路窗口时,胶片停止运动,静止在那里被光照射,这时荧幕上就投射出一帧静止的画面,这个画面达到播放时间以后抓片爪又拉动胶片运动,把下一帧画面的胶片拉到光路窗口,停下静止播放,如此反复一帧一帧地放下去。

遮光片的作用是当抓片爪拉动胶片运动时自动档主光路使屏幕上暂时是黑的,以免运动的胶片被投影到屏幕上影响播放效果让观众头晕……,一旦抓片爪拉动胶片定位,画面静止,遮光板就正好转动到不遮光的缺口位置,这样就可以投射这个静止的画面了。现代电影机的播放速度是每秒24帧画面,但是这个频率对于很多人还是太低了,会感觉到闪烁,所以为了提高闪烁频率从而消除闪烁感,现代的电影机虽然播放画面是每秒24个,但是遮光板每幅画面会遮挡两次,这样闪烁次数就提高到了每秒48次,一般人就感觉不出闪烁了。其实现在的电视也是采用类似的原理:虽然PAL-DK制电视是每秒25幅图像,但是每幅图像分成隔行的奇偶场来扫描,所以电视图像的闪烁频率是每秒50次,一般人眼就感觉不到闪烁了。

下图就是电影放映机遮光片的工作原理:




电影稳定每秒24帧的播放速度是靠稳速电机来实现的,常用的低成本稳速电机是个交流同步电机,和交流电的频率进行同步,因为交流电的供电频率非常稳定,所以交流同步电机的转速也非常稳定,经过减速齿轮,可以保证精确在每秒24帧。

值得注意的是,中国的PAL-DK制电视制式的帧频是25Hz,比电影的24Hz略高,所以以前设备比较落后的时候电视台放电影影片的速度实际上是每秒25帧,比实际电影的速度略快,同时也导致电视上放电影的声音频率和速度略高,不过一般的电视观众都看不出来听不出来,除非音乐专业的人。当然现在随着数字技术的发展,这个问题已经被解决了,现在电视台放电影的时候是把每24帧电影图像再用数字存储技术重复一帧,保证电影仍是以每秒24帧真实帧的速度播放就行了,所以现在电视上的电影就没有速度加快的问题了。


电影中的声音记录最开始是用模拟光学记录实现的,已经有80多年历史了,其原理就是把声音强度的大小的波变成相应的光的强弱对胶片进行感光,这样声音就可以记录到胶片上了。下面就是一个35mm的电影胶片的照片,可以清楚地看到左边的两条锯齿状的声音光学记录带,反应了声音信号的强弱,把它用光电管拾取出来放大就能还原电影的声音,老的有声电影就是靠这个来放声音的:

电影机的工作原理


上面那个是标准35mm电影的。16mm的小电影,比如农村放的那种和昨天有坛友拆的那种,其胶片只有一个声道,即一条声音记录带,下面这个图就是:

电影机的工作原理


这种模拟光学记录的声音音质比较差频响比较窄,所以后来这种模拟光学记录的声音带改成了磁性的,磁性条涂覆在胶片边缘和录音磁带一样工作。

更现代的是用数字编码记录的光学声音带,比如THX、Dolby环绕立体声等等,其编码就象现在常见的三维条码一样,用CCD把这些三维的数字光学信息读出再进入数字解压系统就可以还原出逼真的声音了,因为这种三维数字记录的信息密度很高,可以实现多声道比如7.1的高保真环绕立体声,效果非常好。现在的电影基本都是用这种了,这种虽然也是属于光学记录的,但是和早期的模拟光学记录是完全不同的,它需要非常复杂的CCD光学数字解码装置,靠一个简单的光电管是不行的。下图就是现在最先进的电影胶片的边缘放大照片,可以看到在齿孔之间是数字杜比环绕声的光学记录区,中间甚至还专门放了一个杜比的双D标志,齿孔右侧是兼容传统老胶片的模拟光学声音记录带,而左侧则是数据量更大的SDDS环绕立体声数据区:

电影机的工作原理
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