Способы отображения контента с разным соотношением сторон

Вероятно, большинство из вас уже знают, что видео может иметь различное соотношение сторон. Старые фильмы и телевидение обладали соотношение сторон 1,33:1, — у экрана ширина в 1,33 раз больше высоты (иногда обозначается, как 4:3). Стандартное соотношение сторон у HD телевизоров, как и у нового стандарта Ultra HDTV, — 1,78:1 (иногда обозначается 16:9). А вот в киноиндустрии использовались различные соотношения, от 1,85:1 до 2,39:1. В кинотеатрах, будь то коммерческие или домашние, для отображения видео с различными соотношениями сторон используются два разных метода.

Метод 1: «Постоянная Ширина Изображения» (Constant Image Width, CIW)

 

Как и следует из названия, ширина изображения остаётся неизменной, при этом высота изображения становится больше или меньше, в зависимости от соотношения сторон исходного материала. Данный подход проиллюстрирован ниже:

Обратите внимание, что иллюстрация выше работает в полной мере только в том случае, если экран имеет соотношение 1,33:1, — тогда изображение будет отображаться в формате «леттербокс», то есть сверху и снизу любого широкоформатного изображения (то есть с соотношением сторон более 1,33:1) будут чёрные полосы. Однако, сегодня более распространённым вариантом является экран телевизора или проектора со стандартным HD соотношением 1,78:1 (16x9), — в этом случае данным способом (постоянная ширина изображения) можно отобразить только материалы с соотношением 1,78:1 или больше (то есть, более широкоформатные), а вот старые видеоматериалы в формате 1,33:1 будут отображаться с чёрными вертикальными полосами по бокам более квадратного изображения (так называемый «пилларбоксинг»), если только не применяется видеообработка с растягиванием изображения на весь экран. Данный метод — это именно то, что встроено во все современные HD телевизоры и большинство современных проекторов для домашнего кинотеатра. Ниже будет описано, как метод постоянной ширины используется вкоммерческих театрах.

Метод 2: «Постоянная Высота Изображения» (Constant Image Height, CIH).

Второй подход для работы с материалами с различным соотношением сторон именуется «постоянная высота изображения». Как и подсказывает название, высота изображения всегда остаётся неизменной, а вот ширина изображения становится либо уже, либо шире, в зависимости от соотношения сторон исходного видео. Данный подход иллюстрируется ниже:

 

Метод постоянной высоты изображения предполагает наличие экрана с самым большим (широкоформатным) соотношением сторон, самое широкоформатное изображение отображается на нём без чёрных полос. На деле это подразумевает использование проекционного экрана с соотношением сторон от 2,35:1 до 2,40:1, соответствующего соотношению сторон, используемому в киноиндустрии в форматах CinemaScope(TM) (например, 1,35:1 для старых и 2,39:1 для новых фильмов) и Panavision(TM) (например 2,39:1). Эти форматы обозначаются, как просто «синемаскоп». Большинство проекторов, хотя и далеко не все, обладают всем необходимым для отображения видео методом постоянной высоты. Следуя традиции, проекционные системы, используемые в коммерческих театрах, используют метод постоянной высоты изображения для двух наиболее популярных киноформатов. С 1950-х годов стандартом киноиндустрии был формат 1,85:1, а фильмы, которые шли в формате CinemaScope и Panavision, приспосабливались с помощью анаморфотной линзы, устанавливаемой перед объективом проектора для того, чтобы растянуть изображение по горизонтали приблизительно на 30%.

В случае с домашними кинотеатрами, имеется два способа реализации метода постоянной высоты изображения. Опять же, для этого потребуется широкоформатный экран с соотношением сторон 2,35:1 или 2,40:1.

Метод постоянной высоты с помощью функции зума (оптического масштабирования проектора). Это — самый простой и недорогой метод, «метод зума». При данном подходе зум проектора настроен изначально на отображение изображения в широкоформатном виде, заполняя всю ширину экрана при отображении фильмов в формате синемаскоп (существует много фильммов на Blu-ray в этом формате). В этом случае чёрные полосы, изначально присутствующие на Blu-ray картинке, будут отображаться выше и ниже видимой области экрана, таким образом сам широкоформатный фильм точно заполнит область экрана по высоте и ширине:

 

А при отображении материала в формате 1,78:1 (16:9), зум проектора регулируется, изображение уменьшается настолько, чтобы его высота совпала с высотой экрана. В результате появится неиспользуемое пространство в левой и правой части экрана, изображение отображается при этом в виде «пилларбокса», с чёрными полосами в левой и провой частях экрана.

Чтобы использовать вышеописанный метод зума для поддержания постоянной высоты изображения, зум проектора, фокусировка, в ряде случаев — функция сдвига объектива, должны быть всякий раз отрегулированы так, чтобы правильно масштабировать, сфокусировать и расположить изображение. Это — не очень практичный метод, если у проектора ручная регулировка указанных параметров объектива. Гораздо практичнее реализуется метод постоянной высоты при наличии у проектора возможности управления зумом, фокусировкой и сдвигом объектива прямо с пульта.

В связи с тем, что изображение в формате синемаскоп должно быть на треть шире, чем стандартное HD изображение, этот подход будет работать для проекторов с оптическим масштабированием объектива минимум в 1,33:1, а в идеале — 1,5:1 и выше. Помимо этого, проектор должен быть установлен на таком расстоянии от экрана, которое бы позволило масштабировать размер изображения от максимальной ширины (синемаскоп) до минимальной (HD). 

На рынке имеются несколько проекторов для домашнего кинотеатра с функцией памяти объектива (lens memory), которая позволяет автоматизировать переключение между различными форматами изображения. Panasonic был первым производителем, включившим функцию памяти линз в свою флагманскую модель для домашнего кинотеатра (последним проектором с этой функцией был PT-AE8000), JVC и Sony также в данный момент оборудуют данной функцией несколько своих моделей. Sony VPL-VW95 и новые 4K проекторы (например VPL-VW1000) также обладают функцией памяти объектива. JVC добавила её на прошлогоднюю линейку, например, на DLA-X95, как и на модели новейшей линейки 2014 года.

CIH с использованием анаморфотной линзы. Второй подход установки постоянной высоты изображения базируются на методе, традиционно используемом в кинотеатрах. Для его реализации нужны три ключевых ингредиента. Во-первых, у проекторе должна быть предусмотрена возможность приспособить оптически и механически эту самую анаморфотную линзу. Во-вторых, должна поддерживаться функция цифрового растягивания  по вертикали (либо встроена в проектор, либо — в используемый внешний видео процессор). В-третьих, перед объективом должна быть установлена совместимая с проектором внешняя анаморфотная линза. Такие линзы работают лучше всего, если у объектива проектора имеется довольно большое соотношение зума (дающее меньшее увеличение картинки). Имеется в виду, что обычно приходится устанавливать объектив проектора ближе к минимальному уровню масштабирования, размещая проектор ближе к максимально возможному расстоянию от экрана.

 

Преимущество данного подхода в том, что в данном случае вы используете все пиксели матриц проектора, а не 75% (в случае классического проектора с соотношением 1,78 / 16x9). Это достигается путём того, что сначала изображение растягивается на 33% вертикально, затем по горизонтали оптически (анаморфотной линзой), растягивая изображение также на 33%. Во многих случаях данный подход даст более яркое изображение, однако использование дополнительной оптики может вызвать искажения. (Короче говоря, в случае с линзой проектору не нужно отображать чёрные полосы — прим. переводчика).

Меняется ли что-либо в случае с 4K? Многие владельцы новых 4K проекторов проявили интерес к традиционным анаморфотных линзам для сохранения постоянной высоты изображения. Однако, проекторы 4K от Sony, как и JVC с их «лайт» версией 4K, обладают встроенной функцией памяти объектива. Я недавно обратил внимание, что в местном кинотеатре, оборудованном цифровыми 4K кинопроекторами Sony используется CIW (метод постоянной ширины), а для формата синемаскоп не использовалась анаморфотная линза (при том, что у типичных кинопроекторов используется именно она).


Маскинг.
Некоторые владельцы домашнего кинотеатра устанавливают специальные «маски», позволяющие изменить соотношение сторон видимой части экрана, чтобы она соответствовала формату отображаемого видео. Для CIW систем (с постоянной высотой) маски представляют собой горизонтальные панели в верхней и нижней части экрана, которые можно перемещать вверх и вниз, чтобы открытой оставалась только та часть экрана, которая соответствует формату отображаемого видео. В случае с CIH системами (постоянная высота изображения), по бокам экрана устанавливают вертикальные панели, которые двигаются влево и вправо, оставляя открытой только часть экрана, которая используется у данного формата. Есть также несколько систем четырёхстороннего маскинга, позволяющих при необходимости устанавливать как вертикальные так и горизонтальные маски. Некоторые производители экранов, такие как Stewart и Carada, предлагают собственные маски, тогда как имеются и «универсальные» маски от независимых производителей, которые можно использовать с экранами фиксированных размеров.

Автор: Ron Jones,
4 Декабря 2013, www.projectorcentral.com

Нет комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.