Förstå slutarvinkeln:Film och video förklaras

I ett nötskal

• Slutarvinkeln beskriver slutartiden i förhållande till bildhastigheten.
• Vi väljer olika bildhastigheter för film och video på grund av effekterna av höga och låga fps.
• Vissa slutaränglar skapar specifika stämningar och toner för bilder.

Som en filmskapande term refererar slutarvinkel till den grundläggande funktionen hos filmbaserade filmkameror. För att förklara vad en slutarvinkel är måste vi först diskutera mekaniken i det filmbaserade kamerasystemet. Traditionella filmkameror skapar bilder med fotografisk emulsion som inspelningsmedium, och detta kräver en slutarmekanism för att kontrollera exponeringstiden. Det finns en grundläggande korrelation mellan bildhastighet och rotationshastigheten för kamerans spegelslutare. Det är viktigt att notera att mycket av hur en modern digital biokamera fungerar kommer från den rudimentära funktionen hos filmkameror och deras filmtransportsystem.

Mekaniken

Det finns fyra väsentliga komponenter i ett filmtransportsystem i traditionella biokameror:en rörelse, en grind och en roterande slutare med en roterande spegel. Var och en av dessa komponenter måste fungera synkront när filmen rör sig genom kameran. Dess resa tar den från filmmagasinet genom porten, där den utsätts för ljus. Sedan samlas filmen tillbaka i tidningen för borttagning.

Urverket består av ett motortransportsystem som använder en serie kedjehjul på ett trumsystem. Denna trumma skjuter eller drar effektivt en last film genom kameran – över porten ⁠ – en rektangulär öppning som exponerar film för ljus.

Kameran använder en roterande slutare för att kontrollera intervallet med vilket ljus kan träffa filmen när den rör sig genom den öppna grinden. Tänk på slutaren som en skiva, som en paj med en skiva utskuren. Den skivan kan justeras i storlek. Ju större skiva, desto mer tid har ljuset på sig att träffa filmplanet under exponeringen. Slutaren måste vara tidsinställd så att exponeringen sker på en bråkdel av en sekund när varje ny bildruta presenteras i porten. Vid denna tidpunkt matas en ny ram in i grinden, medan den föregående ramen rör sig genom resten av rörelsen mot upprullningsspolen inuti magasinet. Projektorer implementerar en liknande process när de projicerar en film, bara den avger ljus istället för att samla in den.

Under intervallet, medan slutaren roterar in och ut ur position, exponerar varje ny bildruta, en roterande spegel, som rör sig synkroniserat med slutaren, möjliggör direkt visning av bilden genom linsen via en stråldelare. När spegeln växlar med slutaren verkar bilden flimra inuti filmkamerans visningssystem.

Frekvensen av flimmer relaterar till den hastighet med vilken varje bildruta flyttas till position, exponeras eller projiceras och sedan avanceras genom systemet på en rulle. Denna uthålliga syn möjliggör den filmliknande kvaliteten som demonstreras av digitala biokameror som tar videobilder via 24p.

Standard slutarvinklar

Bildhastigheten är det tidsinställda intervallet som filmen transporterar genom porten. Vi använder två primära bildfrekvenser vid inspelning med film eller digital video. Filmkameror spelar traditionellt in med en hastighet av 24 bilder per sekund (fps). I denna takt uppfattar det mänskliga ögat rörelse i en snabb följd av individuella bilder som projiceras på en skärm. Motivets rörelser verkar normala, med ett minimum av oskärpa, medan läppfliken verkar matcha ljudet vi hör förknippat med bilderna. Videosystem spelar in och spelar upp med lite snabbare 30 fps. Detta är relaterat till fältavsökningshastigheten för TV, som sker i udda och jämna linjerade intervall inom 1/60 av en sekund. Denna teknik för fältinspelning är känd som interlacing.

I varje fall är en slutarvinkel associerad med den givna fps. Vid 24 bilder per sekund är standardslutarvinkeln för filmkameror 172,8 grader, när det gäller rotation. Vid 30 fps är den tillhörande slutarvinkeln för videouppspelning 180 grader. Eftersom skillnaden i exponeringskompensation mellan de två vinklarna är så minimal anses 180-gradersinställningen vara normal och används ofta omväxlande mellan de två bildhastigheterna.

Effektiv slutartid

Med tanke på bildhastigheten och rotationen av spegel/slutarenheten kan vi härleda den effektiva slutartiden. Eftersom mekanismen har två villkor ⁠— öppen och stängd ⁠— delas lika, blir den effektiva slutartiden en faktor på två gånger bildhastigheten. I huvudsak, vid 24 fps, korrelerar vår kamerans effektiva slutarhastighet med 1/48 sekund när den är ihopkopplad med en 180-graders slutarvinkel. Vid 30 fps är den effektiva slutartiden 1/60 sekund. Vid dessa hastigheter kan en lämplig mängd inneboende rörelse frysas, med ett minimum av suddiga bilder. Detta inträffar när ett motiv rör sig i förhållande till slutarens öppning och stängning under exponeringen. Fotografer måste ägna särskild uppmärksamhet åt denna princip, eftersom den dikterar hur tydligt ett motiv framstår i en enda tagen bild medan motivet är i rörelse. Ju snabbare slutartid, desto tydligare blir rörligt motiv.

Vad sägs om olika bildhastigheter?

Så vi väljer olika bildhastigheter för film och video på grund av effekterna som blir resultatet av höga och låga fps när de spelas upp med standardhastigheter. Filmer med hög bildhastighet verkar långsammare när de spelas upp. Detta beror på att kameran tar bilder med dubbel, trippel eller högre hastighet än de normala 24 fps. Vid inspelningshastigheter på 48 bilder per sekund och högre blir bilder långsammare när de spelas upp i 24p. Omvänt kommer bilder inspelade med hastigheter lägre än 24p att resultera i överdrivna rörelser som visas snabbare än normalt när de spelas upp i 24p. Med en slutarvinkel på 180 grader är den effektiva slutarhastigheten vid 48 fps 1/96 sekund. Vid 60 fps är den effektiva slutartiden 1/120 sekund. Vid 100 fps blir den effektiva hastigheten 1/200 sekund.

Effektiv slutartid kan beräknas med följande formel:

Bildhastighet multiplicerad med 360, dividerat med vinkeln i grader, är lika med den effektiva slutartiden.

Skrivet som: (FPS X 360) / SA =ESS

Som ett exempel, om vi kopplar in några siffror, ser vi sambandet.

• (24 FPS X 360) / 180 Deg =1/48 sekund
• (48 FPS X 360) / 180 Deg =1/96 sekund
• (60 FPS X 360) / 180 Deg =1/120 sekund
• (120 FPS X 360) / 180 Deg =1/240 sekund

I var och en av ovanstående situationer, för att slutarskivan ska vara fri från porten för exponering vid höga bildhastigheter, måste den vara synkroniserad med fps. Alltså den högre effektiva slutartiden.

Särskilda hänsyn till specialeffekter

Spelar slutarvinkeln någon roll när du fotograferar med en grön skärm? Typisk rörelseoskärpa kan skapa huvudvärk för VFX-artister som byter chromakey. Under dessa omständigheter hjälper en skarpare bild att skära en renare matt. Höga effektiva slutartider fryser mer motivrörelser, vilket minskar bildens oskärpa runt kanterna på element.

Praktiska tillämpningar

När bildoskärpa måste minskas – som vid fotografering av gröna skärmelement – men bildhastigheten stannar på 24 fps för ljudinspelningens skull, hur beräknar vi den nödvändiga slutarvinkeln?

Vi kan beräkna slutarvinkeln med följande formel:

Projektets bildhastighet, gånger 360 och sedan dividerat med slutartiden, är lika med den nya vinkeln.

Med andra ord: (PFR X 360) / ESS =Vinkel

Låt oss koppla in några kortare slutartider för frysning.

• (24 X 360) / (1/48) =180 grader
• (24 X 360) / (1/60) =144 grader
• (24 X 360) / (1/96) =90 grader

Med denna metod kan vi frysa rörelse bättre för att skära i våra tallrikar. Det finns dock en varning man måste tänka på. Vid smalare slutarvinklar kan ett motiv i rörelse verka skakigt på skärmen. Detta är stroboskopeffekten och kan vara mycket oroande för publiken. Välj därför smala, smala slutarvinklar med försiktighet.

Tillämpningar med smal slutarvinkel

Stroboskopenomenet kan vara ett effektivt verktyg för att antyda stämningar eller toner som adrenalin. D-Day-scenen från "Saving Private Ryan" (1998) använder effekten effektivt. Regissören Steven Spielberg och filmfotografen Janusz Kaminski använde den "magra" slutareffekten för att accentuera känslorna av ångest, rädsla och adrenalin som soldater upplevde under andra världskrigets invasion av Normandie.

Dra slutaren

Om en snabbare slutartid kommer från en snäv slutarvinkel, så gäller också motsatsen. Vid bredare slutarvinklar saktar effektiva slutartider ner. Detta resulterar i ett drömmande eller utsmetat utseende på bilder i rörelse inom ramen. Fotografer kallar detta för att "dra" slutaren. Objekt i rörelse kommer att suddas ut dramatiskt med avseende på deras skenbara rörelse. Ett klassiskt exempel på detta är scenen från Wong Kar-wais "Chungking Express" (1994), där hjälten jagar sin motståndare genom en hektisk kinesisk marknad.

Den elektroniska biokorrelationen

Termen elektronisk slutare beskriver den elektroniska processen att kontrollera exponeringstiden i en digital biokamera med hjälp av en CMOS-avbildningssensor. Många moderna digitala biokameror kan justera motsvarande en elektronisk slutarvinkel. I typiska fall har kameran ingen verklig roterande mekanisk slutare. Snarare styr justeringen hur lång tid den elektroniska bildsensorn aktiveras med ljuset från en exponering för att spela in video. Eftersom det inte finns något behov av att mekaniskt flytta fram film i en videokamera, kan slutaren justeras så att den är helt öppen - 360 grader - för att förbli öppen under hela intervallperioden. På så sätt kan vi använda elektronisk slutarvinkel som ett alternativ för exponeringsbalansering utanför de traditionella variablerna F-stop och ISO som beskrivs i exponeringstriangeln.