В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Иван Никаноров
Независимый эксперт
Все началось в марте 1999 г. на ежегодной выставке кинотехники в Лас-Вегасе. Специалистам был представлен первый цифровой кинопроектор с многообещающим названием Multiplex. Четкое полноэкранное изображение отличного качества поразило присутствующих. 18 ноября того же года Multiplex продемонстрировал первый эпизод "Звездных войн" Джорджа Лукаса, режиссера искренне верящего в преимущества цифровых технологий и на деле это доказывающего. Тогда же был открыт первый цифровой кинотеатр, основанный на технологии DLP™ Cinema. Вскоре компания Kodak на основе той же технологии компании Texas Instruments предприняла первую попытку создания сети цифровых кинотеатров
Первый прокатный цифровой фильм "Игрушечная история-2" компании Disney/ Pixar был выпущен в кинопрокат США в двух вариантах: в виде пленочной копии видеофильма и в виде цифровой видеозаписи. Так что владельцы цифровых кинозалов могли сами выбрать наиболее приемлемый вариант. То, что цифровую версию увидели посетители только шести кинозалов США, уже означало многое. Ведь в 1999 году во всем мире насчитывалось лишь 12 кинозалов, оборудованных для цифрового кино. Но в 2000-м, несмотря на дороговизну оборудования, их стало почти втрое больше. К началу 2003 г. более 8 млн зрителей в мире увидели цифровой фильм на киноэкране, причем 85% из них оценили качество изображения как превосходное, а 80% заявили, что предпочли бы посещать именно цифровые кинотеатры!
Действительно, качество изображения при проецировании видеозаписи кинофильма в цифре не только соответствует стандартам традиционного кино, но и превосходит их. Специалисты даже говорят о близости технологического прорыва, позволяющего вывести на экран кинотеатра изображение по качеству, близкое к формату HDTV (телевидения высокой четкости, или High Definition Television). Именно это, по их мнению, вызовет бурный рост цифровых кинотеатров и ознаменует начало эпохи D-Cinema — цифрового кинематографа. Что ж, очень даже вероятно!
Днем рождения цифрового кинематографа в России можно считать 18 октября 2000 г. На выставке TRBE'2000 демонстрировался прототип электронного кинотеатра и на 6-метровом киноэкране был показан видеофильм компании Miramax, снятый на пленку 35 мм и переведенный кинотелепреобразова-телями в цифровой формат.
Остановлюсь на технических и экономических вопросах этого быстро развивающегося направления.
Кино отличается от видео прежде всего частотой следования кадров. В кино есть незыблемый стандарт для скорости съемки и проекции -24 кадр/с. Телевизионная же частота кадров составляет 25 кадр/с в PAL и 30 кадр/с в NTSC, не говоря уже об особенностях, которые вносит чересстрочная развертка видеосигнала. В результате проецирования видео на экран зрителю кажется, что изображение движется как-то неправильно. Об этом своевременно задумались ведущие фирмы-производители и разработали цифровые видеокамеры, способные снимать "по-киношному", то есть 24 кадр/с. Все тот же сподвижник цифрового кино Дж. Лукас снимал второй эпизод "Звездных войн" уже на цифровой камкордер SONY HDW-F900 формата HDCAM. Этот формат оказался в полном соответствии с качеством традиционного кино на пленке 35 мм: даже специалисты не могли отличить изображение в этом фильме от традиционного. Сейчас многие профессиональные HD-камеры имеют скорость 24 кадр/с.
Вторым важным фактором является разрешение изображения, то есть количество горизонтальных линий, которое определяет четкость картинки. Его измеряют в единицах К: 1К (может быть, это можно назвать килопикселем) -это разрешение в 1024 (пиксел)х778 (линий). Соответственно 2К=2048х1536, 4К=4096хЗП2 и т.д.
В 2000 году на фестивале в Каннах был показан цифровой фильм "О брат, где ты?". Впервые в истории полнометражного кино фильм был полностью обработан цифровым способом и стал первым фильмом, записанным в цифровом формате с разрешением 2К (с использованием телекинопроектора Spirit Datacine фирмы Philips). Это разрешение называется стандартом "Академия" и полностью соответствует качеству пленки 35 мм.
Дальше был взят курс на максимальное приближение проекционного разрешения к стандарту телевидения высокой четкости. Как известно, это разрешение составляет 1920x1080 пикселей (формулу экрана 16:9) и является единственным утвержденным стандартом телевидения высокой четкости.
Непростой технической задачей оказалось для цифрового кино проецирование пиксельных изображений на экран. Первые цифровые проекторы использовали технологию DLP™ (Digital Light Processing) фирмы Texas Instruments. Технология основывалась на отражении света от панелей, покрытых микроскопическими поворотными зеркалами DMD™. Каждое зеркало давало один пискель. Эта технология позволяла достичь разрешения, 1280x1024 пикселей. Сегодня на смену DLP пришла технология D-ILA™ (Direct-Drive Image Light Amplifier) фирмы JVC. Именно с помощью этой технологии (видеопроектор DLA-QX1) удалось добиться полноэкранного разрешения 2К. Вскоре уникальный видеопроектор DLA-SX21, созданный на базе DLA-M2000, обеспечил проекцию изображения со сверхвысоким разрешением 4,5 млн пикселей, натуральную передачу цвета и превосходно подошел для демонстраций фильмов в малых и средних залах цифровых кинотеатров, то есть для экранов до восьми метров.
Технология D-ILA основана на отражении светового луча от трех 0,9-дюймовых полисиликоновых жидкокристаллических матриц. В будущем ожидается создание матричного видеопроектора на 4К. Проблема разрешения актуальна на всех этапах производства цифрового кино. Например, на исходном уровне съемки на цифровую камеру можно добиться более высокого разрешения, чем HD. Такие матрицы для камер уже существуют.
Следующим параметром является контрастность изображения, то есть градация воспроизведения наиболее темных и светлых фрагментов изображения. Чтобы достичь качества традиционного кино, для цифрового кино она должна превышать 1000:1. При меньшей контрастности изображение несколько утрачивает гладкость и проявляется решетчатая структура. Такая контрастность была впервые достигнута по той же технологии D-ILA после создания проектора DLA-M4000LE. При использовании жидкокристаллических матриц сокращается расстояние между светогенерирующим слоем и электронным управлением матрицей. Жидкий кристалл мгновенно реагирует на падающий пучок света. При очень плотном расположении пикселей и высоком коэффициенте заполнения матриц (93%) это улучшает реалистичность цветопередачи и контрастность картинки, а также обусловливает улучшенную светоотдачу.
Еще одним важным параметром киноизображения является яркость. Допустимая яркость кинопроекции задается размерами экрана и определяется параметром светового потока — Lumen. Для экрана шириной 20 м необходима яркость более 20 тыс. Lumen. Этот показатель является действующим мировым стандартом для традиционного кинематографа. Проблема была решена еще в рамках технологии DLP. В технологии D-ILA пока достигнут уровень яркости около 5 тыс. Lumen, что ниже стандарта для больших экранов, но вполне приемлемо для малых и средних залов. Как же практически разворачивается механизм функционирования электронного кинематографа, уже действующий во многих странах мира?
Предположим, есть готовый кинофильм на 35-мм пленке или же на цифровом носителе. Сначала надо провести мастеринг фильма, то есть цифровую обработку и преобразование его в цифровой вид, удобный для доставки в кинотеатр. Если фильм снят на пленку, то производится сканирование кинопленки с помощью телекинопреобразователя (если фильм первоначально не был снят на цифровую видеокамеру). Сканирование делается с разрешением от 2К до 8К, в зависимости от дальнейших целей использования фильма. Параллельно происходит цифровая коррекция яркости и цветовой гаммы при помощи цветовых корректоров преобразователя. На этом же этапе формируются файлы звуковых фонограмм фильма (например, версии дубляжа на нескольких языках) и синхронизация звука и изображения.
Несложно подсчитать, какой объем информации содержит отсканированный фильм, скажем, с разрешением 1К и длительностью 90 минут:
1К = 1280 пикселей по горизонтали х 1024 пикселя по вертикали х 10 бит на цвет пикселя х 24 кадр/с х 60 с/мин х 90 мин. В результате получим 1,7 Терабайт, то есть объем почти 43 DVD-дисков! Конечно, такой массив данных практически невозможно обрабатывать или пересылать в кинотеатр. Поэтому надо применить специальные алгоритмы компрессии (например, MPEG+), позволяющие без видимых глазу дефектов изображения сжать файл до 40 
Гбайт. При таком сжатии степень компрессии для файла с разрешением 2К будет от 1:20 до 1:30. Теперь фильм может разместиться на 8-12 дисках DVD или на видеокассете форматов D5/D6.
Следующий этап кинопроизводства самый сложный и загадочный, но и самый важный! Поскольку система цифрового кинематографа распространяет изображение очень высокого качества, она должна быть надежно защищена от пиратского вмешательства, которое может произойти на любом уровне — от съемочной площадки до обыкновенной съемки фильма на камеру прямо в зрительном зале!
Однако система шифрования файлов использует методы, не уступающие банковским технологиям и технологиям национальной безопасности. Файл с фильмом зашифровывается прямо перед отправлением в кинотеатр. Он не может попасть к пиратам до демонстрации фильма, поскольку дешифрация происходит непосредственно внутри цифрового видеопроектора перед началом сеанса. И тем не менее самый распространенный метод пиратства — съемка фильма на камеру из зала. Чтобы исключить такую возможность, система шифрования добавляет в изображение что-то вроде водяных знаков, которые невидимы зрителем, но создают ощутимые помехи при съемке с экрана на видеокамеру.
Этап доставки фильма в кинотеатр заметно отличает цифровой кинематограф от традиционного. Это может быть как физическая доставка, так и доставка через спутник или по оптоволоконным линиям связи. Доставка физической копии компрессированного и защищенного фильма в виде пакета из 8-12 DVD-дисков может производиться при помощи существующей инфраструктуры доставки. Затем фильм загружается в компьютерную систему (сервер) кинотеатра и прямо в нем дешифруется. Стоимость физической копии комплекта с фильмом невелика (менее S50). Кроме того, физические копии легко учитывать, а также контролировать их уничтожение по окончании лицензии.
Система доставки фильма через спутник работает с цифровой копией фильма. Из центра распространения происходит радиопередача на приемную систему кинотеатра, оборудованную принимающей антенной и ресивером. Каждый кинотеатр на основании пользовательского лицензионного соглашения получает доступ к тому или иному фильму базы. Скорость передачи данных по спутниковому каналу всего в два раза превышает реальную длительность фильма. Для сравнения, 40 
Гбайт компрессированного фильма будут отправляться по каналу DSL 5 суток, а модем 56К потратит на это целых 100 суток (см. таблицу). Но гораздо важнее то, что при спутниковой связи фильм посылается только один раз и может быть получен одновременно несколькими тысячами кинотеатров в разных уголках мира. Недостатками такого метода доставки могут стать трудности с получением качественного сигнала в регионах с неблагоприятными погодными условиями, да еще дороговизна для передачи информации отдельному кинотеатру.
При наличии у кинотеатра прямой оптоволоконной сети (ВОЛС) можно предположить возможность доставки фильма по ней. В ближайшем будущем революционные изменения в технологиях оптоволоконных сетей сделают такой способ передачи очень перспективным и недорогим. В отличие от радиопередачи через спутник при такой пересылке разные кинотеатры смогут одновременно получать различные фильмы.
Рассмотрим центральный элемент цифрового кинотеатра - сервер. Он предназначен для хранения в кинотеатре фильмов, а также рекламных роликов и прочих видеоматериалов, которые называют альтернативным контентом. Сервер включает в себя накопитель и системы программирования сеансов и залов.
Накопитель — это дисковый массив для хранения сжатых и зашифрованных кинофильмов, роликов и других программ. Архитектура дисковых массивов позволяет многократно воспроизводить любые кинопрограммы и допускает использование одного файла с фильмом для демонстрации в нескольких залах мультиплекса. 
Система программирования сеансов сервера формирует так называемые электронные плэттеры. Таким образом, легко составляются программы дневного и вечернего сеансов одного и того же фильма. Бывает, что при сниженной посещаемости кинофильма имеет смысл заменить его на другой, или же, наоборот, при большом наплыве посетителей запустить один фильм сразу в нескольких кинозалах. С этим успешно справится система программирования кинозалов сервера кинотеатра.
Надо сказать, что серверы современных цифровых кинотеатров полностью автоматизируют деятельность мультиплекса, управляя занавесом и звонками, выдавая рекламу на экраны в фойе и сменяя жидкокристаллические электронные постеры.
Примером успешного функционирования всех компонентов системы цифрового кинематографа стала линейка серверов для электронного кино компании EVS Digial Cinema, появившаяся в июне 1999 года. Семейство серверов CineStore представлено пятью моделями серверов для кинотеатров, каждый из которых работает на всех этапах организации цифровых кинопоказов (см. рис.). Компрессированием и шифрованием занимается сервер Alfa. Сервер Delta представляет собой связь между сферой post-production и службой доставки. Он обеспечивает хранение и копирование фильмов на DVD или магнитную ленту, распределение и доставку контента в кинотеатры к серверам Solo и Plaza. CineStore Plaza — это центральный сервер цифрового кинотеатра, который принимает новый контент и распределяет его между серверами проекторов Focus. Именно этот сервер управляет сеансами и может хранить в памяти до 12 фильмов. Plaza рассчитан на 6 экранов, однако в крупном мультиплексе таких серверов может быть несколько, а управление идти через рабочую станцию. Каждый сервер Focus — это система кинопроекции или воспроизведения. Получая данные с Plaza, он декодирует изображение и звук, обеспечивая демонстрацию фильма в зале. Сервер CineStore Solo разработан для однозальных кинотеатров, сочетая в себе программирующую сеансы начинку Plaza и функцию декодирования и воспроизведения Focus.
Каждый сервер семейства CineStore обеспечен базовой памятью на 6, 10 или 20 часов с возможностью ее расширения до 36 часов при среднем потоке данных 65 Мбит/с. Важно, что все сервера обеспечивают одновременность загрузки новой информации и воспроизведения и дают возможность резервного копирования на магнитную ленту.
Выгоден ли экономически переход к цифровому кино? Специалисты считают, что выгоден. Прежде всего, это экономия средств на тиражирование кинокопий, сокращение временных и финансовых затрат на дистрибуцию и надежную защиту от незаконного копирования. Но наибольший интерес цифровые показы представляют для владельцев кинотеатров, которые смогут привлечь больше посетителей за счет демонстрации альтернативного контента, будь то спортивные программы, различные концерты или прямые трансляции важных событий. Кроме того, переход киноматериала на цифровые носители будет способствовать возрождению отечественного кинопроката. По оценкам специалистов компании "Невафильм", к 2005 году в России число цифровых кинозалов достигнет 25-30.
На начало 2003 года в мире насчитывалось 162 цифровых кинотеатра: из них 81 располагается в Северной Америке, 10 — в Латинской, 17 — в Европе, а вот в Азии их 54, причем преимущественно в Китае.
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #8, 2003
Посещений: 32504
Автор
| |||
В рубрику "Оборудование и технологии" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
