Film és videotechnika az oktatásban A program megvalósulását az Apertus Közalapítvány támogatta.

FILM-ÉS VIDEOTECHNIKA A mozgóképkultúra kezdetei A mozgóképvetítés elve A film fejlődése, formátumok Az emberi szem, látás, fény A televíziótechnika kialakulása Színelmélet, színszabványok Mágneses képrögzítés Képmegjelenítő eszközök Videorendszerek Mágnesszalagok A tíz fejezetre tagolt „Film és Videotechnika az oktatásban modul” fejezetcímeit látjuk. A modul célja, hogy a hallgató megismerkedjen a filmtechnika kialakulásával, a „mozi” rövid történetével, a fény tulajdonságaival, érzékelésével, színelmélettel, televízió technikával, mágneses képrögzítéssel, video rendszerekkel, szalagok kezelésével. Bízunk benne, hogy az érdeklődő laikus, a most kamerát vásároló új felhasználó, az évek óta azonos hibákat produkáló amatőr, új ismereteket szerez anélkül, hogy különösebben mély technikai tanulmányokba ásná bele magát szükségszerűen. A modul elvégzése után a hallgató képes lesz összefüggéseiben látni a filmtechnika és videotechnika kialakulását, fejlődését, összefüggéseit, különbségeit. Megérti a mágneses képrögzítés és televízió technika lényegét, múltját, jelenét, jövőjét, a rendszerek közti különbségeket.

A mozgóképkultúra kezdetei EDISON 1887, szabadalom A „mozi” a tömegek előtti kivetítés gondolata a Lumiere fivérek ötlete 1895. dec.28-án vetítették Párizsban rövidfilmjeiket (10 tekercset vetítettek, egyik „A vonat érkezése”) A szerkezet neve kinematográf és fekete-fehérben kb.12 kép/sec vetített 1896-ban már Budapesten is megjelennek T. A. Edison 1887-ben.olyan szerkezetet alkotott amelyben a perforált celluloid film az objektív mögött exponálás után azonnal továbblépett és mikor ez megtörtént ismét exponált. Tehát sorozatfelvételt készített. 1892-ben megalkotta azt a szerkezetet amelybe belekukucskálva egy ember meg tudta nézni a „filmet”. Ezt kinematoszkópnak nevezte el. A „mozi” igazi feltalálói viszont a francia Lumiere fivérek, akik rájöttek arra, ha kivetítik a mozgó képet, akkor tömegek nézhetik egyszerre, ezáltal a bevétel is sokszorozódik! 1895-ben szabadalmaztatták találmányukat, mely kinematográf névre hallgatott. Az év folyamán több filmet leforgattak, amelyeket végül december 28-án mutattak be Párizsban. Fizető közönség előtt, a Grand Cafe kávéház alagsorában 11 db 1-2 percnyi hosszúságú filmet vetítettek. Budapesten pár hónap múlva, 1896 májusában mutatta be Lumiereék képviselője a körúti Royal Szállóban a filmeket. Olyan sikere volt, hogy egy éven át itt maradtak. A millenniumi díszfelvonulásról készült az első magyar vonatkozású mozgókép. 1906-ban nyílt meg az első állandó filmszínház Budapesten.

A mozgóképkultúra kezdetei 1908 Smith, Kinemacolor eljárás(színes) 1912 Gaumont, Chronochrome háromszínű eljárás, majd az első „hangos” próbák Mozgassuk a kamerát! Műfajok kialakulása Némafilm korszak, 16 képkocka Nagy egyéniségek Természetesen a filmtechnika, a mozi fejlődését nem fogjuk csak vázlatosan végigkövetni. A filmek gyártása beindult, a filmszínházak sokasodtak, az embereket vonzotta az új jelenség, a mozi különleges lélektani hatása. Ahhoz hogy a film több legyen, mint sorozatfelvétel, még ki kellett találni valami újat, megmozdítani a kamerát! Az eseményeket, jeleneteket különböző gépállásokból felvéve, más és más szemszögből mutatjuk be. Ezek a jelenetek, a rendező szándéka szerint összerakva, különböző sorrendekben, más és mást fejezhetnek ki. Így jött létre a mai értelemben vett filmművészet. Pár évtized alatt kialakultak a műfajok, a kalandfilm, a burleszk, a western, a vígjáték, a filmmusical, a fantasztikus filmek, a rajzfilmek, a krimi, a sci-fi, és nem utolsósorban a dokumentumfilm.

A mozgóképvetítés elve Állóképek gyors egymás utáni vetítése Sztroboszkópikus hatás Utókép hatás Szakaszos mozgás Pilla és villa Az időegység alatt gyorsan vetített nagyszámú állókép együttese a mozgás érzetét kelti. Ehhez kb. 20 kép kell másodpercenként. A mozgókép érzet kialakulása szemünk két érzékcsalódásán alapul, a sztroboszkópikus hatáson és az utókép hatáson. (1/8 sec). A film a felvétel és a vetítés során a gépben szakaszos mozgást végez. Továbbítása a perforáció segítségével történik. Két kép kivetítése között a továbbléptetés sötétben történik. Évtizedekig némafilm létezett csak, az értelmező szöveget a jelenetek közt a képen helyezték el. Ebben a korszakban 16 képkockát vetítettek másodpercenként.

A filmtechnika fejlődése 1926 Warner Brothers, New Yorkban az első egész estés, zenével, zörejjel ellátott filmet vetíti (Don Juan) 16-ról 24 kocka ! 1935: Technicolor eljárás 1952: szélesvásznú film 1971:Dolby hang 1992:Dolby Digital 1926-ban egy ma is híres cég, a Warner Brothers mutatta be az első egész estés hangosfilmet. Ezekben az években tértek át a 16 kép/sec-ról a 24 kép/sec-ra. Mivel még mindig úgy találták, hogy a kivetített kép vibrál, fárasztja a szemet, kitalálták, hogy minden képkockát kétszer mutatnak meg, tehát a vásznon 48 kép jelenik meg. A celluloidszalag egyik szélén fut a hangsáv, melyre optikai vagy mágneses úton rögzítik a hangot. A vetítők mindkét fajta jelet le tudják olvasni. A sokszor lejátszott film „elhasználódik”. Egyre több karc lesz rajta és törékenyebb lesz, elszakadhat. Ezért látjuk a régi filmeket gyenge minőségűnek. Az igazi mozifilm 35 mm széles. Más formátumok: 16mm, és 8 mm. Ez utóbbit csak az amatőr filmesek használták. Ebben a típusban is létezik néma és hangos film is, ugyanis a módosított 8 mm-es, az úgynevezett S8-as film rendelkezik hangsávval.

Az emberi szem Fordított állású, kicsinyített kép Recehártyán érzékelő elemek Csapok, nappali ill. színlátás, 6,5millió Pálcikák, éjszakai látás, csak szürke, 120millió 3 féle csap van, vörösre, zöldre és kékre érzékeny Szemünkbe a fény a szemlencsén keresztül jut be és egy idegvégződésekkel teli felületre vetítődik az ún. recehártyára. Ezen a felületen kétfajta érzékelő elem van, csap és pálcika. A csapok nappali fényben érzékelnek és a színes látást is biztosítják, számuk mintegy 6,5 millió. A pálcikák csak igen gyenge fényben érzékelnek és színlátást nem biztosítanak. ( „éjszakai” látás). Számuk mintegy 120 millió.

A fény érzékelése Mit érzékel a szemünk ? A kb. 380-720 nm-es hullámhossz tartományba eső elektromágneses hullámokat, amelyek vagy közvetlenül egy fényforrásból, vagy egy tárgyról visszaverve jutnak szemünkbe. A kb. 720 nm a vörös fénynek felel meg , a kb. 380 nm az ibolyának. Ezen a tartományon kívül nem érzékel szemünk. A középső tartományban a zöld szín környékén a legérzékenyebb.

A fény érzékelése Szemünk e skálán kb. 350 féle színt tud megkülönböztetni Telítettségben még mintegy 50-150 fokozat A zöld tartományban a legérzékenyebb Ideális fehér fény a napfény, kb. 5500 K fok Fényerő, színárnyalat, telítettség Hullámhossz szerint az emberi szem kb. 300-500 színárnyalatot tud megkülönböztetni. A szín telitettségének a változása szubjektív színérzet változást vált ki, ez 50-150-szeresre növeli az érzékelhető színek számát. Egy-egy színes képpontot 3 jellemzővel írhatunk le: fényereje (brightness), árnyalata (hue), és telítettsége (saturation). Természetesen megadhatjuk minden pixel RGB értékét is, ez ekvivalens az előzővel.

Szemünk néhány tulajdonsága Fényérzékenysége: 50lux Felbontása: 2 szögperc Kontraszt átfogása: 1:1000 Szemünk néhány további mérhető paramétere: Érzékenység : kb.50 lux, ekkora megvilágításnál már teljesen korrekt színlátásunk van Felbontás: kb.2 szögperc, ha ekkora látószögnél kisebb szög alatt látok két tárgyat, akkor már nem tudom megkülönböztetni őket, egybeolvadnak. Kontrasztátfogás:1:1000, a legsötétebb és legvilágosabb felületekről visszaverődő fény aránya Mérjük meg szemünk felbontását!

Fény, színek Színkeverés egy módja: additív Színes TV technikában Vörös-R 610 nm Zöld-G 550 nm Kék-B 470 nm Alaptétele a színelméletnek, hogy alkalmasan megválasztott 3 színnel, a látható fény tartománya nagyrészt lefedhető, additív színkeveréssel minden szín előállítható. A videotechnikában a három alapszínnek a vöröset (R), zöldet (G), és a kéket (B) választották. Ha ezekből csak kettőt keverünk, akkor a kiegészítő színeket kapjuk. Ezek: a sárga (Ye), kékeszöld (Cy), bíbor (Ma) A három szín keveréke fehéret ad.

Televíziótechnika Fekete-fehér rendszerrel már 1920-tól kísérleteztek Európában 25 kép/mp, egy kép 625 sor Amerikában, Japánban, 30 kép/mp, egy kép 525 sor Az oldalak aránya hagyományosan 4:3 Magyarországon 1957-től rendszeres adás 1936-ban a berlini olimpiai játékokról már van szerénynek mondható televíziós közvetítés, melyet néhány német nagyvárosban nézni tudnak. A kutatások legnagyobb erővel az USA-ban folynak. 1947-ben olyan rendszerű TV adás indul amely 30 állóképet sugároz másodpercenként. Egy kép 525 sorból épül fel. Európában a 25 kép/mp, illetve 625 soros rendszer mellett teszik le a voksot (kivétel Franciaország). A képernyő két oldalának arányát 4:3-hoz állapították meg. Magyarországon az első kísérleti adás 1953-ban volt. Az Orion mérnökei 1954-ben televíziókészüléket fejlesztettek. 1956-ban heti kétszeri 2,5 órás adáskísérlet indult, melyet Budapest 40 km-es körzetében lehetett fogni. 1958-ban már 33 ezer műsorpercnyi adásidő volt.

Televíziótechnika Kompatibilitási probléma miatt, a meglévő f-f jelre a színinformációt „ráültették” Alapszínek R-G-B Y jel-világosságjel Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B 4 jelből elegendő 3-t átvinni a negyedik számítható Fekete-fehér átvitel esetén a videojel csak világosságjelből áll, ezt Y-al jelöljük. A szem spektrális érzékenysége miatt az egyes komponenseket súlyozással összegezzük, ezt fejezi ki az alábbi egyenlet: Y= 0,3R + 0,59G + 0,11B Ez nagyon fontos, mindennek az alapja, jegyezzük meg! Azonban nem továbbítanak 4 jelet, elegendő csak hármat átvinni, a negyedik számítható Felvételkor a kamerákon a megvilágításnak megfelelően kell beállítanunk a „fehéregyensúlyt”, hogy felvételünk színhelyes legyen.

Színszabványok Első színes TV-rendszer- USA NTSC-1955-től sugároznak ilyen jelet Egy színsegédvivőt modulálnak a két szín-különbségi jellel, kvadratúra modulációval Jelenleg is elsősorban USA és Japán használja F szsv=3,57 MHz, majd 4,43 MHz Az első színes TV rendszert az USA fejlesztette és 1953-ban szabványosította NTSC néven. Ebből bizonyos elveket minden további rendszer átvett. Például, hogy a színinformációt külön színsegédvivő hordozza, melyet „ráültetnek” a fekete-fehér jelre.

Színszabványok Francia fejlesztésű a SECAM színes TV-rendszer, 1957-től használják Két színsegédvivőt használ, a két színkülönbségi jelre (4,4 és 4,25 MHz) és frekvenciamodulációt használ A függőleges irányú színfelbontás a szemünknek túl jó, ezért soronként felváltva továbbít R-Y ill. B-Y jeleket A következő 1957-ben elfogadott rendszert a franciák fejlesztették és SECAM néven ismerjük. Itt két színsegédvivő van, és frekvencia modulációval dolgozik. Magyarországon 1990-ig ez volt a színszabvány ugyanis a Szovjetunió és a kelet-európai államok ezt fogadták el.

Színszabványok A német fejlesztésű PAL színes TV rendszer az NTSC-hez némileg hasonló, annak hibáit kiküszöböli, 1962-ben vezették be Egy színsegédvivő, fázisa soronként 180° változik, amplitudómoduláció soronként felváltva továbbít R-Y ill. B-Y jeleket Fszsv=4,43 MHz Az NTSC hibáit igyekezett kiküszöbölni az 1962-ben szabványosított, német fejlesztésű PAL rendszer. Ez amplitudó modulációval dolgozik, és a színsegédvivő fázisa soronként 180°-al változik. A színsegédvivő frekvenciája 4,43 MHz. Az európai országok csaknem kizárólag ezt a szabványt használják napjainkban.

Mágneses képrögzítés Nagy sávszélesség Fejdob, ferdesávos elrendezés A szalag és a fejrés érintkezési pontján az elemi dipólusok átrendeződnek Törlőfej és hangfej Szalag befűzése Felvétel és lejátszás A fő problémát az okozta, hogy a videojel sávszélessége sokkal nagyobb, mint az audio jelé. Ezért jóval nagyobb szalagsebességre lenne szükségünk ahhoz, hogy megfelelő sávszélességű átvitelt produkáljunk. A helikális rendszer kidolgozásával lehetővé vált a videojelek rögzítése úgy, hogy nincs szükség a sebesség növelésére. Ez azt jelenti, hogy a videoszalag lassú haladása közben a rögzítőfejek egy fejdobban helyezkednek el, tengelyük döntött, és a fejdob forog. A relatív sebesség a fej, és a mágnesezhető részecskék között nagy. Így egy ferdesávos rögzítés jön létre. Mondhatjuk, hogy minden forgalomban lévő videomagnó ezen az elven alapulva rögzít azóta is. Mivel a másodpercenkénti 25 kép még nagyon villog, vibrál, fárasztja a szemet ezért egy trükkhöz folyamodtak. Minden képet két részletben rajzol ki az elektronágyú, először a páratlan sorokat, majd a kimaradó párosakat. Ezzel az úgynevezett váltottsoros megoldással másodpercenként 50 kép, pontosabban 50 félkép kerül kirajzolásra.

Mágneses képrögzítés A VHS szalagon tárolt jelek elhelyezkedése A szalagbefűzés folyamata (video) Hogyan tárolja a jelet a mágnesszalag? A rögzítőfejre vezetett videojel a fejrésben változó fluxust hoz létre és a videoszalag mágnesezhető részecskéi, a változásnak megfelelően „elrendeződnek”. Ha a szalag tárolás közben nem kerül mágneses erőtérbe akkor az „információ” megmarad. Lejátszáskor az elhaladó mágneses részecskék a videofej kimenetén váltakozó feszültséget indukálnak, és az eredeti elektronikus jelalakot kapjuk vissza. Természetesen mindkét folyamatban a felvétel és a lejátszás során is nagyon sok elektronikára, jelformáló, vezérlő áramkörökre van szükség.

Televízió Kép és hangfeldolgozó áramkörök Interlace elv Képcső, elektronágyúk, eltérítés Alapszínek, additív színkeverés A hőskorban fekete-fehér televíziózás volt, a ma megszokottaknál kisebb átlóval. Színes televíziózás a hatvanas évektől, hazánkban a hetvenes évektől van. A TV feladata, hogy a kábelen az antenna bemenetére vezetett nagyfrekvenciás jelből, vagy az AV bemenetre vezetett jelből látható képet és hallható hangot állítson elő. Ezt sok-sok áramkör végzi. A készülék lelke, kimenete a képcső. Segítségével az elektronikus jelek visszaalakulnak fénnyé. Az általunk látott enyhén domború, vastag üvegfelületet belülről három különböző fénykibocsátó réteg borítja. A három elektronágyú (SONY trinitronos rendszernél egy) megfelelő vezérlésével el tudjuk érni, hogy másodpercenként 25 képet - melyek egyenként 625 sorból állnak – felrajzoljon, és a három színkomponensből additív színkeveréssel szemünkben korrekt, színhelyes kép alakuljon ki.

Videorendszerek 1978 Video Home System JVC 1984 V8 SONY 1990 SVHS, 1991Hi8 Stúdiókban Beta SP 1995 DV, CCIR 601 szabvány Mini DV, DVC PRO, DV CAM Még mágnesszalagos rendszerek! Az első kazettás rendszer a még mindig stúdiócélokra fejlesztett U-matic rendszer volt, 1973-ban jelent meg. Amatőr célokra 1978-ban egyidejűleg került a piacra a SONY által fejlesztett Betamax és a JVC által fejlesztett VHS rendszer. A párharcból a VHS került ki győztesen. Ez utóbbi még ma is a legelterjedtebb amatőr rendszer. A Video Home System elnevezés kezdőbetűi adják a jól ismert nevet. A SONY 1985-ben új rendszert mutatott be a Video 8-t. Ez már csak 8 mm széles szalagra dolgozik, és jobb mint a VHS. 1990-ben jelent meg az SVHS, mely a VHS továbbfejlesztése, 1991-ben pedig a Video 8 megújításaként a Hi 8. Ezek nem kompatibilisek az előző változatokkal. Kamkorderek közt gyakori még a kiskazettás VHS-C rendszer. A stúdiókban a 90-es években a SONY Beta SP rendszerét használta mindenki. Ez már professzionális rendszer, igen jó képminőséggel. A digitális rendszerek hosszas szabványegyeztetés után kerültek a piacra 1995-től. „DV rendszer” azt jelenti, hogy digitalizált jelet rögzítünk. A digitalizáláshoz persze mintavételeznünk kell az analóg jelet, különböző bitmélységben, sőt tömörítenünk is! A pontos leírást a CCIR 601 szabványban fektették le. A kazetta ismét kisebb lett, a szalag szélessége 6,35 mm. A professzionális felhasználók többféle módosított, még jobb formátummal is előálltak. (SONY- DVCAM, Panasonic- DVCPRO)

Mágnesszalagok Mágneses tértől óvjuk! Káros a túl hideg, túl meleg helyen történő tárolás, nedvesség SP, LP üzemmódok Szalaghossz megválasztása Begyűrődött kazettát ne használjuk újra Szalagok minősége, írásvédettség A videoszalag épp úgy mint a hangszalag, egy poliészter alapú hordozóból és egy mágnesezhető rétegből áll, továbbá egy antisztatikus polírozott védőrétegből. A mágnesezhető réteg króm-dioxid és más fémoxidok keveréke. Egységnyi felületen minél több információt tárol, annál jobb lehet a kép-és hangminőség. ·        Vigyázzunk, hogy mágneses térbe ne kerüljön! Ez megváltoztatja az elemi részecskék mágnesezettségét és rossz, vagy semmilyen jelet nem kapunk vissza lejátszáskor. Lakásban a hangszóróktól kell elsősorban megfelelő távolságot tartani. Túl hideg, vagy túl meleg nem tesz jót a kazettának.(pl. autóban) Vigyázzunk ne tároljuk olyan helyen ahol gyakran változik a hőmérséklet (pl. TV felett) Mechanikus sérülés (pl. begyűrődés) esetén a kazettát ne használjuk többet. ·        Ha valami nagyon fontosat vettünk fel, a kazettát tegyük írásvédetté (törjük ki a fület) ·        A kazettát ne használjuk sokat search üzemmódban, ez jobban igénybe veszi. ·        Rögzítéskor a legtöbb készüléken választhatunk SP és LP üzemmód között. Az LP-vel megduplázódik a felvehető műsorhossz, de ez a minőség rovására megy, mert a szalagsebesség feleződik!