Частотно-контрастная характеристика объектива или коэффициент передачи контраста

В последние годы при исследовании объективов и определении качества изображения большое значение придается методу частот­но-контрастных характеристик (ЧКХ) или, как его еще называют, функции передачи модуляции (ФПМ). Этот метод ценен тем, что применим не только к исследованию объективов с точки зрения ка­чества даваемого ими изображения, но и к проверке и оценке таких сложных и многоступенных систем, как сквозной кинематографиче­ский, фотографический или телевизионный процессы.

Известно, что интервал освещенности изображения всегда мень­ше интервала яркости самого объекта, т. е. контраст объекта всегда больше контраста его изображения. Чем заметнее отличается конт­раст изображения от контраста объекта, тем хуже система, форми­рующая изображение.

Так как пока нет способов контроля киносъемочных объективов, позволяющих однозначно судить о качестве даваемого ими изобра­жения, то большинство киностудий описанный выше комплекс испы­таний дополняет проведением специальной съемочной пробы. При такой съемке изображение дает возможность оператору судить о свойствах и особенностях проверяемого объектива. Для получения результатов, позволяющих не только оценить качество данного объ­ектива, но и сопоставить его с другими, съемку следует проводить в строго постоянных условиях. Неизменными должны быть: объект съемки, характер и уровень его освещения, тип применяемой пленки и режим ее обработки.

Для выявления свойств проверяемого объектива постоянный объ­ект съемки должен быть объемным и содержать достаточно большое количество разнохарактерных элементов различных фактуры, цвета и размера. Детали объекта располагаются и в тенях и в ярко осве­щенных участках. Общий интервал яркости объекта должен быть достаточно велик, но вместе с тем (с учетом светорассеяния в объективе и аппарате) не должен очень превышать пределы фото­графической широты применяемых киноплено^.

Обычно для таких испытаний служит постоянный объект, со­ставленный из ряда различных элементов, предметов и часто маке­тов. Кроме того, в него обычно включаются цветная и черно-белая испытательные таблицы с полями различного цвета и плотности, живые растения и т. п. Испытательный объект располагают в по­мещении на постоянном месте и освещают стационарно установлен­ными осветительными приборами, создающими общее экспозицион­ное и объемное освещение. Характер используемых источников света должен позволять производить съемки как на цветных, так и на черно-белых кинопленках. Допустимо применение соответствующих корректирующих светофильтров. Стабильность уровня освещенности обеспечивается поддержанием постоянства напряжения электропита­ния осветительных приборов.

3. Галогенные, металлогалогенные, ДИГ: принцип действия, применение.

Галогенные лампы накаливания представляют собой кварцевый баллон относительно небольшого диаметра, наполненный инертным газом аргоном, ксеноном или криптоном, с добавлением дозированного количества галогена: брома, йода или фтора. Вольфрамовая нить лампы – биспиральная (короткая), моноспиральная (длинная) или в форме плоской спирали. Цветовая температура этих ламп 3200…3400°К.

КГЛН являются традиционными источниками света, наиболее широко применяющимися в телевидении. Принцип их действия заключается в образовании на стенках колбы летучих соединений галогенидов вольфрама, которые испаряются со стенок, разлагаются на теле накала и возвращают ему испарившиеся атомы вольфрама. Лампы этого типа дают более стабильный во времени световой поток, чем обычные лампы накаливания, и, следовательно, имеют повышенный срок службы и более устойчивые колориметрические параметры.

Основными недостатками этих источников света являются низкая световая отдача (26…28 лм/Вт) и большое выделение тепла, из-за чего нужны мощные системы кондиционирования, создающие в студиях нормальный тепловой режим.

Лишь 13% подводимой к КГЛН мощности излучается в видимой области спектра, а 70% теряется в виде тепла.

Конструктивно КГЛН делятся на две группы: линейные КГЛН и КГЛН с концентрированным телом накала.

Линейные КГЛН представляют собой длинную узкую кварцевую трубку, в которой располагается прямолинейное вольфрамовое спиральное (или биспиральное) тело накала, закрепленное на вольфрамовых держателях по оси лампы. По обоим концам трубки расположены вольфрамовые вводы, которые соединены с выводами впаянной в кварц молибденовой фольги. Диаметр колбы и расположение тела накала выбирается так, чтобы при работе лампы температура стенки была равна 500…600°С.

КГЛН с концентрированным телом накала имеют компактное спиральное тело накала, расположенное в колбе, где оно крепится при помощи специальных держателей. Лампы этого типа применяются в прожекторах с линзами Френеля. Низковольтные лампы применяются в малогабаритных накамерных светильниках.

В основном срок службы линейных КГЛН лежит в пределах от 150 до 450 часов, а КГЛН с концентрированным телом накала – 50…400 часов. Несколькие типы линейных КГЛН имеют срок службы 2000 часов.

МГЛ первоначально

Металлогалогенные лампы (дуговые ртутные йодистые) работают по принципу дугового разряда в парах ртути высокого давления и галогенидов (йодидов) металлов. Цветовая температура этих ламп 5500…6500°К. Лампы включают в сеть переменного тока через пускорегулирующий аппарат.

МГЛ первоначально были разработаны для освещения при проведении репортажей и съемок на натуре и начали использоваться в СПО телестудий в 1980 гг. Эта газоразрядная лампа высокого давления представляет собой толстостенную колбу из кварцевого стекла, в которую с одной или двух сторон впаяны вольфрамовые электроды. Форма колбы и ее размеры выбираются с учетом требуемого теплового режима и достаточно равномерного распределения температуры по поверхности. В лампах с двусторонним цоколем для уменьшения температуры выводов кварцевые ножки сделаны достаточно длинными, и чем больше мощность, тем длиннее ножки. Кроме ртути и зажигающего газа (аргона), лампы наполнены йодидами и бромидами диспрозия, гольмия, цезия, тулия (последний используется в лампах мощностью 2500 и 4000 Вт). За счет этих добавок достигается требуемый состав излучения.

Лампы этих типов могут мгновенно перезажигаться в горячем состоянии. Газоразрядные лампы всех типов включаются в сеть через специальную пуско-регулирующую аппаратуру (ПРА) и блок мгновенного перезажигания (БМП). Эти устройства обеспечивают необходимые режимы зажигания, разгорания и работы лампы, а также возможность ее перезажигания в горячем состоянии. ПРА конструктивно выполняются в виде отдельного блока.

Источники света этого типа имеют ряд преимуществ по сравнению с КГЛН, но наличие некоторых недостатков, о которых будет сказано далее, ограничило их применение в СПО телестудий.

Преимущества МГЛ:

- высокая световая отдача, доходящая до 100 лм/Вт и более, что позволяет при тех же уровнях освещенности объекта применять осветительные приборы, мощность которых
приблизительно в три раза ниже, чем мощность приборов на КГЛН;
- значительно меньшее выделение тепла. На излучение в видимой области спектра приходится приблизительно 49% подводимой мощности, на выделение тепла – 30%, что позволяет
отказаться от мощных систем кондиционирования и использовать, в ряде случаев, для
телевизионной студии приспособленное помещение с низкими потолками.

Недостатки МГЛ:

- наличие значительного времени разгорания (4…5 мин), в течение которого изменяется
спектральный состав излучения, что, в свою очередь, влияет и на цветопередачу изображения;
- невозможность регулирования светового потока ламп от 0 до 100% (возможно регулирование
от 100% до 35% при наличии электронного ПРА), то есть отсутствие динамики света;
- наличие в схеме ПРА и БМП, являющихся возможным дополнительным источником
нестабильности в работе ОП;
- наличие ультрафиолетовой составляющей излучения, оказывающей вредное воздействие на человека, выражающееся в покраснении кожи и воспалении слизистой оболочки глаз.

В ОП, предназначенных для освещения при проведении студийных и внестудийных телевизионных передач применяются МГЛ двух типов: короткодуговые МГЛ с односторонним цоколем типа "Бипост" и короткодуговые МГЛ с двусторонним цоколем.

МГЛ с цоколем "Бипост" применяются в прожекторах с линзами Френеля и приборах направленно-рассеянного света, а МГЛ с двусторонним цоколем – в прожекторах с линзами Френеля большой мощности и приборах рассеянного (бестеневого) света.

Угольные дуговые лампы (ДИГ – дуга интенсивного горения). Несмотря на то, что светильники с угольной дугой широко применяются на кинематографических студиях, на телевидении они используются ограниченно и только там, где без них не обойтись. Обычно для ночных натурных съемок. Дуговые установки довольно громоздки, требуют умелого обращения и, к тому же, в них используются угольные электроды с ограниченным временем горения. Но дуговая лампа обладает и рядом важных преимуществ. Дуга – сконцентрированный точечный источник света, отсюда резкие, ясно очерченные тени и четкая, более динамичная моделировка. Там, где необходимо хорошо осветить большую площадь, дуговая установка находится вне конкуренции, особенно когда нужно воссоздать эффект одного мощного источника света (например солнца). Угольные дуговые лампы делятся по типу дуги на белопламенные – 5000…5500°К и желтопламенные – 3200°К. Для приведения цветовой температуры белопламенной дуги к стандартным значениям и для устранения так называемого пика Циана с преобладающим излучением в области длин волн 390410 нм используется специальный компенсационный слабый желтый фильтр. Обычно их используют для натурных съемок. Желтопламенные дуги используют в павильонах совместно с осветительными приборами на лампах накаливания.

1. Формат S-VHS. Достоинства. Применение. Недостатки.

Формат S-VHS является дальнейшим развитием формата VHS. Цель его создания — устранение основных недостатков формата VHS, а именно: низкой разрешающей способности и низкого отношения сигнал/шум при обеспечении взаимозаменяемости видеопрограмм, записанных на ВМ формата S-VHS и на традиционных ВМ формата VHS.
В системе PAL полоса частот сигнала яркости (Y-сигнал) занимает диапазон 0—5 МГц. Частотный диапазон Y-сигнал определяет разрешающую способность по горизонтали, что для системы PAL составляет около 420 телевизионных линий (твл).
ВМ формата VHS имеют полосу пропускания по сигналу яркости примерно 0—3,2 МГц. Такая способность канала яркости в ВМ формата VHS делает невозможным получение изображения с разрешающей способностью, превышающей 240 твл, которое очевидно существенно уступает по качеству изображения, принимаемому из эфира ТВ-приемником. На рис. 18.1 наглядно показано различие
частотного диапазона Y-сигна-ла системы PAL и полосы пропускания канала яркости ВМ формата VHS. При общей тенденции к использованию больших телевизионных экранов меньшая величина строчного разложения VHS-формата становится очень заметна.
При использовании формата S-VHS этот недостаток формата VHS устраняется, так как диапазон воспроизводимых частот Y-сигнала расширяется примерно на 2,2 МГц по сравнению с форматом VHS. Благодаря этому становится возможным достижение высокой разрешающей способности изображения по горизонтали до 430 твл. Качество телевизионного изображения системы ПАЛ можно даже
превзойти, что связано с использованием еще и специальных способов для улучшения качества изображения. На рис. 18.2 представлены спектры частот записываемых сигналов при использовании формата S-VHS. Для сравнения приведен спектр частот сигналов для формата VHS, а также ЧМ-сигналов Hi-Fi звука. Как видно из рисунка, средняя частота модуляции увеличена в формате S-VHS до 6,2 МГц, а диапазон девиации — до 1,6 МГц. Значение средней частоты диапазона модуляции выбран из тех соображений, чтобы нижние боковые полосы ЧМ-сигнала находились вне полосы частот перенесенно-

Рис. 18.1. Полоса частот сигнала яркости ТВ-сигнала и полоса пропускания канала яркости в системе VHS
го сигнала цветности, что является необходимым для устранения перекрестных искажений между преобразованными составляющими полного видеосигнала.
Достоинством формата S-VHS является хорошая совместимость с форматом VHS при разрешении свыше 400 твл не только в режиме стандартной скорости воспроизведения (SP), но и в замедленной (LP), а также достаточно хорошее соотношение сигнал/шум. Высокие показатели имеет этот формат при тиражировании записей. Современные модели ВМ S-VHS даже на четвертой копии обеспечивают разрешение до 350 твл (при оригинале 430 твл) и отношение сигнал/шум в канале яркости — 49 дБ (при оригинале 57 дБ). Размеры кассет VHS и S-VHS одинаковы. Видеомагнитофоны S-VHS дают возможность записывать и воспроизводить видеофонограммы обоих форматов, тогда как Видеомагнитофоны VHS только программы VHS. При этом при воспроизведении на ВМ S-VHS программы, записанной в формате VHS,
качество изображения будет соответствовать возможностям формата VHS. Из вышесказанного можно сделать вывод, что между форматами VHS и S-VHS существует односторонняя совместимость.
Увеличение ширины спектра записываемых и воспроизводимых частот сигналов в формате S-VHS потребовало использования специальных магнитных лент, рабочий слой которых имеет повышенную коэрцитивную силу (силу намагничивания) — до 950 Эрстед и остаточную магнитную индукцию до 500 Гс, а также использования видеоголовок специальной конструкции с особенно узким рабочим зазором (около 0,3 мкм).