Цифровая составляющая кинопроизводства. Реальная бизнес-модель

Стив Шоу

Предисловие

Хотя цикл, который открывает эта статья, содержит в силу необходимости много технической информации, он был составлен в качестве прагматического подхода к требованиям цифровой составляющей кинопроизводства (Digital Intermediate — DI) на основе реальных задач и областей применения, которые автор знает по своему опыту, так как он много лет проработал в цифровой киноиндустрии.

Автор позволяет себе некоторые вольные трактовки, но не с интеллектуальной собственностью, а с технической информацией, в которую он порой углубляется довольно значительно. По мнению автора, люди тратят слишком много времени на поиск идеала, хотя мы живем и работаем в несовершенном мире.

На определенной стадии получение приемлемого результата — это уже хорошо. Это тот случай, когда коммерческий прагматизм должен преобладать над технической безупречностью, чему и посвящен данный цикл статей. Если читатели ожидают философских рассуждений на тему безупречности технологических подходов к процессу DI, они будут разочарованы.

Однако если они хотят найти реалистический подход к экономическим и технологическим возможностям, которые предоставляет среда DI, я надеюсь, что они найдут эту и последующие статьи интересными и полезными.

Прежде чем перейти к сути, хотел бы поблагодарить за помощь, оказанную при написании статей, следующие компании: Cinecitta Digital, Lucas Digital, MPC, The Film Unit, FotoKem, CO3, VCM, Retina, Eyes Post, The Studio Up Stairs, Digital Pictures, LipSync, FilmTel.

Введение

Цифровая составляющая (DI) и цифровое кинопроизводство

Термин «цифровая составляющая (DI)» обозначает процесс, который номинально занимает одну треть процесса, именуемого «цифровое кинопроизводство». Остальные две трети охватывают процедуры сбора материалов (получение исходного материала с помощью какой-либо формы захвата) и показ (распространение, демонстрация или передача конечного продукта, также известная как d-cinema или e-cinema — цифровое кино или электронное кино, хотя эти термины также используются для обозначения всей цепочки цифрового кинопроизводства — путаница, не так ли?).

Основным пунктом в обсуждении этих трех процессов является то, что все они независимы друг от друга, включение одного процесса в проект не обязательно влечет за собой вовлечение двух других. Материал, собранный цифровым методом, можно демонстрировать как посредством традиционной киноленты, так и с помощью цифрового проектора, и точно также материал, записанный на кинопленку, можно показать цифровым способом, то есть с помощью цифрового проектора. Поэтому процесс цифровой составляющей DI может применяться как в проектах традиционного кинопроизводства (сбор и демонстрация материала), так и в проектах, классифицируемых как цифровое кинопроизводство, то есть с использованием цифровых технологий сбора и показа. Процесс DI выбирается (или должен выбираться) ввиду выгод, которые он приносит определенному проекту, а не из-за использования дополнительной цифровой технологии на какой-либо стадии проекта.

Преимущества

Процесс цифровой составляющей в наиболее простой форме можно рассматривать как замену оптико-химической фазы, реализуемой с помощью оборудования кинолаборатории, в результате чего мы получаем (в форме цифрового негативного изображения) набор планов, выбираемых на основе чернового монтажа, оптических переходов (вытеснение шторкой, наплыв и т. д.), а также обработку изображения (шумоподавление, удаление дефектов и т. д.), и все это нацелено на получение эквивалента синхронизированного дубль-позитива (IP), хотя конечным продуктом DI-лаборатории все-таки будет синхронизированный негатив (подробно мы рассмотрим это позже).

Этот базовый уровень технологического процесса является ядром лаборатории цифровой обработки и, благодаря своей способности улучшить процесс, может стать убедительным доводом для того, чтобы предпочесть его традиционной химической лаборатории.

Такой подход дает много преимуществ, от неограниченной гибкости благодаря наличию нескольких вариантов смонтированного произведения, которые можно сразу же оценить без предварительной обработки пленки и просмотра фильма, до гарантии высокого качества независимо от сложности процесса оптического преобразования, которому было подвергнуто изображение, и числа этих преобразований. Сидеть в DI-лаборатории, внося изменения в ленту и тут же наблюдая их ,- вот мечта любого продюсера/режиссера/главного оператора. Возможность осуществить переход между сценами наплывом, а затем вытеснением шторкой, чтобы сразу же оценить разницу, — есть только в среде DI.

Одним словом, это то, что мы долгое время считали невозможным на рынке киноиндустрии, так как она основывалась на пленочном производстве. Вспомните, как работается на традиционной станции тонировки и синхронизации? Экран оператора имеет размер всего около 6", а скорость воспроизведения часто вообще не определена! Сравните такую работу с тонировкой на 32" калиброванном по цвету HD-мониторе или с помощью цифрового проектора и полнометражного экрана с воспроизведением в реальном времени с разрешением 2K!

Кроме таких основных преимуществ, метод цифровой составляющей обеспечивает расширенные возможности, которые раньше были доступны только при использовании стандартных технологий реализации визуальных эффектов.

Достаточно долго эффекты в фильмах почти всегда создавались с помощью цифровых технологий. Однако все фильмы, где использовались подобные методы, были достаточно высокобюджетными проектами, где эффекты делались с помощью цифровой станции эффектов, записываемых в сюжетную линию. С появлением технологии DI проекты, в рамках которых при традиционном производстве бюджет не позволял использовать цифровые методы, теперь могут реализовывать все преимущества цифровых технологий без необходимости увеличения затрат.

Для достижения этого понадобились изменения в базовых цифровых технологиях, позволяющие сделать цифровой технологический процесс похожим на тот, который имеет место в традиционных лабораториях, что позволило вместо прежде разрозненных стадий производства добиться формирования более интегрированной среды, характерной для химической лаборатории и студий производства видеофильмов.

Проще говоря, DI-среда должна быть централизованной и самодостаточной, позволяющей осуществлять все необходимые DI-функции без необходимости передавать их в какую-либо другую среду. Подробнее это положение объясняется ниже, пока достаточно сказать, что, перемещая данные между системами, чтобы изменить положение сложного визуального эффекта, вы теряете время и деньги.

Цифровая составляющая как процесс

Просто введения в концепцию DI недостаточно — нужно понять сущность самого процесса. Мало просто описать его как «цифровую лабораторию». В пределах каких параметров должна работать цифровая лаборатория, чтобы обеспечить приемлемую функциональность? Какие шаги необходимо предпринять для подачи материала в лабораторию и извлечения продукта из нее? Как можно произвести калибровку всего процесса? И какой набор средств необходим для реализации нужных DI-функций?

Если мы согласны с тем, что процесс DI направлен на производство кинофильма цифровым способом, то существует определенный ряд параметров, которым любая DI-система должна соответствовать. Нужно также принимать во внимание, что большие компромиссы недопустимы.

DI-среда должна обеспечивать:

• управляемую калибровку на входе и выходе, включая операции с изображением различных цветовых пространств, разрядности, разрешения и формата;
• работу с фильмом (со всеми вариантами) в полном кинематографическом разрешении (каким бы оно ни было);
• автоматическую сверку чернового листа монтажных решений и сравнение его с чистовой версией для верификации;
• воспроизведение всего проекта фильма в реальном времени, со всеми необходимыми временными вариантами/анимацией/черновой копией (если требуется) с полным разрешением;
• отображение кадров из фильма с колориметрией, контрастностью, gamma-характеристикой и т. д., характерными для кинопленки;
• немедленную реакцию на вносимые изменения для просмотра и утверждения;
• осуществление базовых функций, необходимых для режима DI, включая монтаж, обработку изображения, цветовую коррекцию, реализацию оптических эффектов, титрование и т. д;
• приемлемые технические параметры изображения, чтобы в результате представить конечный продукт с «киношным» качеством, и др.

Как и ожидалось, подобный список требований вызывает больше вопросов, чем дает ответов, причем вопрос «Что такое цифровой фильм?» является самым важным из них.

Далее мы обсудим основные интересующие нас вопросы, оценим различные варианты и подходы, включая технические доводы и реальные коммерческие требования.

Цифровой фильм — ширина и глубина

Есть два основных вопроса, которые задают при обсуждении цифрового кинопроизводства: «Какое разрешение?» и «Какая разрядность?» Два вопроса, ответы на которые очень различны.

Разрядность (глубина квантования)

Рассмотрим сначала самое простое — глубину квантования. Полученный в результате съемки кинокамерой негатив в зависимости от вида пленки имеет динамический диапазон, позволяющий четко запечатлеть детали как в затемненных областях (черный цвет), так и в освещенных (белый цвет). Такой динамический диапазон позволяет принимать решения по контрастности, яркости и цветовому балансу при обработке материала в цветовом пространстве RGB (CMY), которые позволили бы отобразить на экране то, что видел в процессе съемки главный оператор. В процессе печати из широкого динамического диапазона негатива извлекается реальный динамический диапазон, соответствующий спектру, видимому человеческим глазом.

Такой процесс от получения негатива до печати необходим вследствие того, что во время съемки никто не может точно сказать, с какой экспозицией выполняется съемка. Однако благодаря широкому динамическому диапазону негатива любые ошибки можно впоследствии исправить в лаборатории.

Так как многое в DI берет начало от негатива, полученного с помощью кинокамеры, было бы целесообразно, чтобы процесс DI обеспечивал схожий уровень динамического диапазона. Это может достигаться с помощью использования 10-разрядной логарифмической (log) оцифровки данных или 13-разрядной (и выше) линейной (lin) их оцифровки для поддержания полного динамического диапазона с хорошим уровнем детализации (изменение яркости на отсчет), хотя в некоторых обстоятельствах приемлема линейная оцифровка данных с глубиной 10 бит. Последнее становится возможным благодаря природе цифрового процесса DI, который можно охарактеризовать как «что видишь, то и получаешь» (What You See Is What You Get, или WYSIWYG). Окончательное решение зависит от подхода к процессу DI и от того, на какой ступени производится синхронизированный цифровой негатив/позитив. В целях обеспечения гибкости и безопасности это обычно делается на окончательной стадии (цветовая коррекция производится после завершения всех работ по монтажу и созданию визуальных эффектов), когда требуется материал с широким динамическим диапазоном.

Пример линейной и логарифмической дискретизации

На это есть относительно мало возражений, что позволяет сформировать экономически и прагматически обоснованные требования.

К вопросу о логарифмических и линейных данных

Существует много неразберихи в отношении использования логарифмических или линейных данных. В действительности вопрос должен касаться динамического диапазона, который наиболее целесообразно использовать, а затем метода, которым можно обеспечить этот диапазон при переводе изображения в цифровую форму.

Как уже говорилось, негативная кинопленка имеет очень широкий динамический диапазон. Другими словами, она может фиксировать детали как на темных, так и на светлых областях снимаемого объекта. Чтобы на практике это проверить, станьте перед открытым окном при ясной солнечной погоде. Если вы направите взгляд на то, что находится за окном, то не сможете увидеть своим периферийным зрением детали, окружающие яркое окно, — все будет темным и нечетким. Если вы отведете взгляд от окна в какую-либо сторону, то сможете рассмотреть детали внутри комнаты, однако область за окном покажется вам засвеченной, размытой и нечеткой. Это происходит потому, что человеческий глаз не способен одновременно и одинаково хорошо воспринимать слишком темное и слишком светлое изображения. Динамический диапазон глаза слишком мал для этого. Но негативная кинопленка фиксирует эти области одновременно.

Пленка воспринимает (записывает) освещенность (яркость) как логарифмическую информацию, что также справедливо и для человеческого глаза. Другими словами, в затемненных областях небольшое изменение освещенности хорошо заметно, в то время как зарегистрировать такой же уровень изменений в ярких областях куда более сложно. Представьте, что вы находитесь в темной комнате и кто-либо в другом углу зажигает спичку. Вы сразу же это увидите. Если же комната залита солнечным светом и зажгли ту же спичку (конечно же, другую, первая уже сгорела!), ее практически невозможно заметить.

Проблема в том, что устройства, применяемые для преобразования данных изображения в цифровую форму (ПЗС — приборы с зарядовой связью), выдают на выходе аналоговый сигнал, который линейно связан с освещенностью матрицы. Затем аналоговый сигнал преобразуется в цифровой, представляющий линейный аналоговый сигнал — линейные цифровые данные.

Так как небольшие изменения яркости в затемненных областях увидеть легко, изменение освещенности на цифровой отсчет должно быть очень малым, однако поскольку цифровое преобразование является линейным, это означает, что в освещенных областях будет использоваться такое же число отсчетов на изменение яркости, как и в затемненных, из чего вытекает, что многие отсчеты в освещенных областях будут избыточными, и результирующее изменение яркости будет слишком мало для восприятия человеческим глазом.

Если динамический диапазон при оцифровке невелик, это не является проблемой. Это как в случае с цифровыми камерами, когда производится 4…5 замеров информации об освещенности. Использование 10-разрядных данных обеспечивает 1023 отсчета, чего вполне достаточно для точного отображения деталей в темной области, и при этом в освещенных областях теряется минимум информации.

Если динамический диапазон является таким же, как и у негативной кинопленки — 10…11 замеров, достаточно использовать 13-разрядные линейные данные, которые дают 8192 отсчета, чтобы детализация каждого отсчета в темной области соответствовала детализации изображения с низким динамическим диапазоном, но в освещенной области будет много избыточных отсчетов. Это делает файл данных очень большим по сравнению с 10-разрядным линейным файлом.

Однако если информацию большого динамического диапазона преобразовать в цифровые данные по логарифмическому закону, то сохраняются только необходимые отсчеты, которых достаточно для отображения деталей как в темных, так и в светлых областях изображения. С помощью такого метода 10-разрядные логарифмические данные могут соответствовать полным 11 замерам световой информации.

Это является основой специального цифрового файлового формата CIN фирмы Kodak, где каждый цифровой отсчет представляет 0,002 плотности оригинального негатива, полученного с камеры, что ниже предела восприятия человеческого глаза (то есть человек не видит цифровую сегментацию или границы между отсчетами LSB — изменение наименьшего значащего разряда).

Таким образом, логарифмическую информацию можно рассматривать как компрессию без потерь, и она является идеальным форматом для цифровой составляющей кинопроизводства.

Продолжение следует