NAB2006: саммит по цифровому кинематографу

Валерий Хлебородов

Пятая конференция по цифровому кинематографу (ЦКМ) прошла 22 и 23 апреля 2006 г. накануне выставки NAB2006 (Лас-Вегас, 24…27 апреля). Она была организована Национальной ассоциацией вещательных организаций (NAB) при участии Центра технологий развлечения Университета Южной Калифорнии (ETС-USC) и SMPTE. В ходе конференции обсуждались проблемы ЦКМ, которые обозначились за прошедший год, и новые достижения в этой области.

Новейшие технологии киновидеопроекторов

Эта сессия открылась выступлением П. Люде (P. Lude), вице-президента SMPTE и отделения Solutions Business  U. S. Sony Electronics. Группа, которой руководит Люде, занимается вопросами системной интеграции и разрабатывает программное обеспечение для ряда проектов. Она также работает над внедрением ЦКМ и методикой проверки соответствия «Спецификации цифрового кинематографа», принятой 20 июля 2005 г. объединением DCI (Digital Cinema Initiative). В настоящее время в США функционируют свыше 300 залов, оборудованных цифровыми проекторами, а к концу года появится еще 2000…2500 экранов, т. е. ежедневно в эксплуатацию их будет вводиться около дюжины. В Сан-Франциско открыты современные мультиплексы с 16 или 24 кинозалами, между которыми проложены оптоволоконные или проводные линии, обеспечивающие доставку контента до каждого экрана. Мультиплексы имеют усовершенствованные автоматизированные системы управления с сенсорными пультами, прекрасную инфраструктуру, системы вентиляции, кондиционирования воздуха и бесперебойного электропитания со стабилизированным напряжением.

Президент ROAM Consulting  П. Патман подробно рассмотрел принципы действия всех существующих систем цифровой проекции, а также отметил их недостатки. По его мнению, главный киновидеопроектор (cinema projector), предназначенный для показа полнометражных художественных фильмов, должен полностью соответствовать спецификации DCI, иметь систему безопасной доставки контента и быть автоматизированным. Он подробно проанализировал требуемые качественные показатели проекторов: разрешающая способность — 2К или 4К; яркость — 48 кд/м²; равномерность яркости по полю — 85%; координаты цветности белого — 0,314; 0,351; последовательный контраст — 2000:1; число градаций ШИМ — 12 бит; «гамма» — 2,6. Труднее всего реализуются такие показатели как яркость, контрастность и число градаций серого, но ряд технологий обеспечивает их должный уровень: DLP (Digital Light Processing), запатентованная Barco, Christie и NEC; LCOS (Liquid Crystal on Silicon), которую применяют Sony и JVC; HTPS (High-Temperature Polysilicon), используемая Seiko Epson.

Б. Клейпул из Christie Digital Systems представил модифицированный киновидеопроектор CP2000-X с отделяемым проекционным блоком, который по качественным показателям почти не отличается от базовой модели CP2000 с разрешением 2048×1080 и обеспечивает яркость 48 кд/м² на 24-м экране. Контент поступает в CP2000-X по двухканальному интерфейсу HD-SDI в зашифрованном виде, RGB-данные кодируются с разрешением 15 бит. В настоящее время ежемесячно выпускается 100…115 моделей «Х», а всего уже установлено около тысячи 2К-проекторов. Каждый проектор имеет надежную систему контроля и устранения неисправностей. Вся информация поступает в операционный центр, что позволяет отслеживать критически важные параметры (потребляемую мощность, ресурс ламп, температуры DMD-матриц и цифровых процессоров, скорость вентиляторов и пр.). Сейчас усилия Christie Digital Systems в области усовершенствования проекторов направлены на:

• увеличение быстродействия процессоров для реализации стереопроекции с частотой кадров 144 Гц;
• поиск новых ламп (сейчас наилучшее соотношение цена/качество имеют ксеноновые);
• повышение уровня интеграции для большей надежности и уменьшения стоимости эксплуатации;
• введение скрытой видеомаркировки (video watermarking);
• включение интерфейсов для источников с разрешением 4К и 8К.

Г. Мэндел, представляющий компанию Sony, напомнил, что опытная модель киновидеопроектора SRX-R110 с разрешением 4К на основе технологии SXRD (Silicon X-tal Reflective Display) демонстрировалась два года назад. А поступившая в продажу в октябре

2005 года промышленная 4К-модель для 12-м экранов (освещенность 10 тыс. лк) была значительно переработана, и несколько новых проекторов уже установлено в кинотеатрах. Sony столкнулась с рядом проблем, связанных с реализацией требований спецификации DCI в отношении безопасности контента. Обычная система защиты оказалась очень сложной, дорогой и ненадежной, поэтому проектор SRX-R110 поместили в специальный защитный кожух, сконструированный совместно с фирмой QuVIS в соответствии со спецификацией DCI (FIPS 140/2). Управлять такой системой стало намного проще, а включается она нажатием одной кнопки. В настоящее время Sony разрабатывает новый киновидеопроектор SRX-R220 с модернизированной оптической системой, которая будет обеспечивать освещенность экрана не менее 18 тыс. лк. Опытный образец появится уже летом, а промышленный вариант — в конце года. Затем фирма приступит к разработке стереопроектора.

Д. Уерта (Dan Huerta), директор сети кинотеатров AMC, говорил о проблемах переоборудования кинотеатров, связанных с заменой 35-мм кинопроекторов на цифровые. По его мнению, 2006 год можно считать началом эры практического цифрового кинематографа, но через три-четыре года распространению ЦКМ существенно будет мешать нехватка техников, способных профессионально обслуживать цифровые проекторы.

Выступает Дж. Фитиан

Дж. Фитиан (John Fithian), президент Национальной ассоциации владельцев кинотеатров (NATO — National Association of Theatre Owners), напомнил, что операторы кинотеатров пользуются фактически одним и тем же базовым оборудованием уже целое столетние, поэтому для них внедрение цифровой проекции — перемена столь же кардинальная, как появление в кино звука.

До сих пор в кинотеатрах устанавливалось оборудование двух типов: высококлассное, полностью удовлетворяющее требованиям спецификации DCI, и имеющее пониженные качественные показатели (докладчик назвал его «другое» — Other Digital Staff, ODS). Последнее первоначально использовалось для показа рекламы, предварительных просмотров, спортивных мероприятий, рок-концертов, образовательных и религиозных программ. Так вот сейчас ODS-оборудование все больше вытесняет полноценное.

Дж. Фитиан представил бизнес-модель перехода на цифровую технологию, в которой учтены расходы, выгоды и риски всех участников. «Переломным для ЦКМ станет 2006 год», — отметил Дж. Фитиан и в подтверждение привел следующие аргументы:

• уже выпускается совместимая видеоаппаратура на основе разработанных спецификаций DCI и дополнительных требований NATO (к сожалению, этого нельзя сказать о звуковой аппаратуре, в которой применяются несовместимые стандарты);
• уровень качества цифрового изображения достиг такого уровня, что большинство считает, что оно лучше пленочного;
• разработаны бизнес-модели ЦКМ;
• цифровой кинематограф существенно увеличит кассовые сборы кинотеатров.

В США сейчас свыше 400 «цифровых» экранов и ожидается, что в конце текущего года будет 1200…1500, а вот в 2007 г. их число резко возрастет. Но, учитывая, что общее число киноэкранов в США составляет 37,7 тыс., а в мире — 150 тыс., понадобится примерно десятилетие, чтобы произошел полный переход на цифровую технологию. В ближайшие несколько месяцев важно провести тщательное бета-тестирование всего цифрового оборудования в существующих кинотеатрах, чтобы выявить и устранить возможные дефекты.

Цифровая проекция обходится очень дорого, поэтому американские операторы кинотеатров с небольшими залами объединяются в кооперативы, которые сейчас охватывают приблизительно 4000 экранов, за счет чего круг участников цифровой революции заметно расширяется. Используемые в США бизнес-модели достаточно просты с финансовой точки зрения, так как практически вся кинопродукция создается в одной стране. В Европе же ситуация более сложная: до 70% демонстрируемых фильмов принадлежат американским студиям, а остальные поступают из самых различных источников.

В заключение Дж. Фитиан изложил собственную точку зрения на проблему выбора разрешающей способности для ЦКМ. Он выразил обеспокоенность по поводу возможного разделения рынка на два лагеря — приверженцев разрешения 2К или 4К, что замедлит темпы внедрения цифровой технологии. Но ведь зритель с нормальным зрением может заметить различия в изображениях 2К и 4К, только если сидит не дальше пятого — шестого ряда от экрана. Разрешение 2К считают достаточным такие компании как Walt Disney Studios и Universal Studios. Поэтому повышать разрешение до 6К, 8К или 10К не имеет смысла — зритель этого не заметит. А вот расширять рынок ЦКМ необходимо, так как цифровой кинематограф лучше обычного кино и дома такого увидеть нельзя.

Дж. Фитиан высказал и свое отношение к цифровому стереокино: «Я восторгаюсь 3D, но его стоимость тревожит». Однако, будучи прагматиком (должность президента NATO обязывает), он не верит, что цифровые стереофильмы будут демонстрироваться во всех кинотеатрах, но считает, что залы для показа шедевров таких режиссеров как Джеймс Камерон должны быть обязательно.

Оборудование для центров постпроизводства цифрового кинематографа

Эту сессию провела В. Эйлсуорт (W. Aylsworth), вице-президент по технике киноcтудии Warner Brothers. В качестве председателя Технического комитета DC28 SMPTE Эйлcуорт перечислила ряд вопросов, которые возникают у руководителей центров постпроизводства при работе в области ЦКМ, и попросила докладчиков ответить на них в своих выступлениях.

Т. Браун (Terry Brown), вице-президент Technicolor Content Services, рассказал о разработанной в компании новой концепции постпроизводста, согласно которой на всех этапах технологического процесса применяется промежуточная копия высокого разрешения формата 10 bit log (формат Cineon). Для изготовления на основе такой копии цифрового мастера для распространения фильма (Digital Cinema Distribution Master) логарифмические сигналы преобразуется в линейные12-битные, переводятся в цветовое пространство XYZ, подвергаются «гаммированию» с показателем 2,6 и вводятся в MXF-контейнер. Созданный 4К-мастер можно использовать, чтобы подготовить оригинал для домашнего видео. Для архивирования исходной и конечной продукции требуются накопители очень большой емкости — 16 ТБ для двухчасового проекта, а для архивирования DCDM — 9 ТБ, поскольку архивированию подлежат 12-битные данные.

Затем Браун рассмотрел проблему не совпадения по ширине апертур типового киносканера стандарта Cineon (2000 отсчетов) и киновидеопроектора (2048 отчетов). Чтобы избежать передискретизации изображения по горизонтали, вызывающей искажения, и проецировать цифровое изображение «отсчет в отсчет», было решено отбросить с каждой стороны по 24 отсчета. В отношении цифровой проекции изображения формата 1920×1080 решения пока не предложено.

Тему постпроизводства применительно к ЦКМ продолжил Дж. Уиттлси (J. Whittlesey), директор Deluxe Digital Media. Он представил процесс обработки DCDM-файлов, используемый в этой компании. Полученные файлы подвергаются сжатию по стандарту JPEG-2000 (4К-файлы обрабатываются со скоростью 2 кадр/с), переносятся на «дорожку» MXF и шифруются; кроме того, генерируется лист воспроизведения и лист упаковки. Готовый продукт, предназначенный для сети кинотеатров, поступает на быстродействующий USB-накопитель типа Fire Wire, а для архивирования — на ленточный накопитель большой емкости. Для записи одного фильма (восемь бобин) требуется приблизительно 10 ТБ памяти. Затем генерируются симметричные ключи, которые должны быть надежно записаны и безопасно доставлены в кинотеатры, например методом Key Delivery Message. Совокупность нескольких готовых DPCM образуют гиперфайл Digital Cinema Package, его качество обязательно проверяется. Чтобы хорошо разглядеть дефекты изображения, обусловленные сжатием по стандарту JPEG-2000, рекомендуется пользоваться экраном высотой не менее 3 м. Для устранения некоторых дефектов иногда приходится обращаться к исходным файлам.

Весь технологический процесс требует оборудования, способного действовать с очень высокой скоростью. Поэтому не стоит его покупать без тщательной проверки в реальных условиях, к тому же центрам постпроизводства придется разрабатывать дополнительные устройства и средства.

Д. Шнюелле (David Schnuelle), директор отделения Image Technology Dolby Laboratories, остановился на таких проблемах производства цифрового стереокино, как более низкая яркость, воспринимаемая наблюдателем вследствие использования поляризованного света, и в два раза меньшее время, в течение которого при просмотре каждый глаз видит изображение на экране. Методы цветокоррекции, разработанные для плоского изображения, для стереоизображения непригодны, поскольку происходит значительное изменение гамма-характеристики, и чтобы добиться приемлемого качества изображения, яркость его темных участков приходится увеличивать. Так, при демонстрации фильма «Малыш цыпленок», несмотря на очень низкую яркость экрана (10…17 кд/м²), в силу особенности восприятия мозгом двух изображений стереопары создавалось хорошее общее впечатление. Еще одной проблемой является появление зеленоватого оттенка в изображении вследствие применения поляризованного света. Чтобы удалить его, операторы выполняли цветокоррекцию фильма в очках-поляризаторах! Бороться приходится и с перекрестными изображениями между правым и левым глазом, неизбежными в системах с «серебряным» экраном и пассивными очками. Чтобы избежать эффекта стробирования, изображения стереопары предъявляются для обоих глаз не с традиционной двойной (96 Гц), а с утроенной скоростью (144 Гц). Далее Шнюелле подробно остановился на выборе системы отображения для оценки качества изображения и сделал вывод о непригодности плазменных дисплеев для этой цели.

С. Монксфилд (Stuart Monksfield), представляющий Grass Valley/Thomson, рассказал об эффективном технологическом процессе постпроизводства, в котором оцифрованная звуковая информация с места съемки поступает для обработки на 6…8 ч раньше фильма, причем весь материал разбивается на сегменты и дополняется метаданными. Первые поступившие фильмовые материалы воспроизводятся телекинодатчиком с максимальной скоростью 30 кадр/с, причем могут формироваться как сигналы формата CPD 10 bit log c ТВЧ-разрешением (Cineon Print Density), так и 2К-файлы формата 10 bit log. В процессе поступления и загрузки остальных данных, с помощью другой системы можно начинать процесс полной обработки уже записанных — цветокоррекцию, проверку синхронности изображения и звука, эмуляцию фильмокопии и др. Такая концепция посегментной обработки с применением метаданных позволила значительно ускорить процесс постпроизводства.

После окончания съемки фильма он воспроизводится с помощью телекинодатчика, со скоростью 7,5 кадр/с, если речь идет о 4К-файлах формата CPD 10 bit log (2К-файлы формируются со скоростью 30 кадр/с). Одновременно формируются промежуточные копии. Цветокоррекция 4К-материала выполняется по листу ASC CDL (American Society of Cinematographers Color Decision List), составленному заранее. Принятые решения многократно уточняются, чтобы добиться наибольшего сходства DCPM с киноматериалом.

Продолжение следует