Sierpień 2022 – Wiersze ZagonBzu

graphics CC0

Dziś poza tematem poezji.

Tomasz Kucina

Digitalizacja starych filmów-

Zastanawiałem się ostatnio jak technicy przetwarzają klasyczne standardowe filmy w proporcji szerokości do wysokości obrazu > np: 4:3, (to technologiczna korelacja przeznaczona dla produkcji telewizyjnych jeszcze z lat osiemdziesiątych a nawet i późniejszych) > na obraz 16:9, zatem (panoramiczny i wyznaczony dla współczesnej rozdzielczości telewizyjnej cyfrowej w masowym zastosowaniu tj.: full HD i nowocześniejszych, np. 2K, UHD, 4K). Jestem laikiem w temacie. Dlatego nie potrafiłem wyobrazić sobie tudzież pojąć, jak już po ucyfrowieniu poszerzyć w poziomie obraz zachowując w nim wysokość, tak by przykładowo ekran 4:3 przekwalifikować do 16:9 nie dokonując przy okazji niepożądanej deformacji kształtu w „naturze” jak i w percepcji jego subiektywnego odbioru wizualnego. Sama digitalizacja nie rozwiązuje problemu. Rozmyślając o tym, dochodzimy do wniosku, że trzeba byłoby zastosować nadpisanie szerokości do wysokości ekranu. To niemożliwe? A przecież takie starsze klasyczne produkcje wyznaczone kiedyś dla niemal kwadratowego ekranu oglądamy już dziś permanentnie w telewizjach i telewizorach w formatach zdigitalizowanych i przystosowanych do typowo panoramicznych – szerokokątnych odbiorników. Jak to rozgryźć? Dywagowałem zawzięcie. Sprawa nie jest aż tak skomplikowana w przypadku zastosowania tradycyjnych metod, powiedzmy niekomercyjnych. Oczywiście mam na myśli programy komputerowe, które łatwo radzą sobie z kompilacją jednych standardów proporcji obrazu do innych, oraz są dostępne dla każdego zainteresowanego kino-maniaka nawet w zastosowaniach domowych. Nie potrzeba specjalnych umiejętności by poradzić sobie z poruszoną kwestią. Programy takie są intuicyjne i proste w obsłudze. Zmienia się proporcje najczęściej wstawiając pionowe bądź poziome marginesy w obszarach krańcowych klatki filmowej, czasem klonuje obraz w zastosowaniu blurów tzw. rozmazań tła (rozmycie w ruchu) dodaje jako zdublowaną ścieżkę i dopasowuje się te klony tylko na dodanych marginesach poszczególnych klatek filmowych, co stanowić ma iluzję panoramiczności obrazu, jednak to tylko prymitywne rozwiązania. Najłatwiej zastosować po prostu rozszerzenie szerokości wyświetlanych materiałów wideo poprzez rozciągnięcie, ale w takim trybie utracimy wszelkie naturalne kadrowanie. (np. postaci w filmach wydają się wtedy karykaturalnie poszerzone, a odbiór kompletnie niekomfortowy), nie są to więc doskonałe rozwiązania. Jednak stare filmy, które kiedyś oglądaliśmy w proporcji 4:3 dziś wyglądają na wyraźniej doskonalsze pod względem wysokiej i pożądanej rozdzielczości, ale przede wszystkim są wyświetlane w standardzie 16:9, i bez żadnych marginesów. Jak to robią współcześni video-graficy? Zawodziłem w analizach ale dokładnie nie wiem? Moje więc dalsze przemyślenia korespondować będą jedynie w przeczuciu i wyobrażeniu do tego jak rozumiem współczesną technologię animacji. Dywaguję: jako jeden z wielu milionów technologicznych „fanów” masowej dygitalizacji, oraz pewnej niekonstruktywnej ale jednak wiedzy historycznej w tym zakresie. Wiedza ta dotyczy tematu taśmy filmowej 35 milimetrowej, która niemalże od zarania była w zastosowaniu dla kinematografii. Wszystko zaczęło się od Williama Dicksona i roku 1892, kiedy wymyślono rzeczoną taśmę. Dokładniej rozpoczęło się od George’a Eastmana i dostarczonego materiału fotograficznego. Taśma filmowa ma postać pasków o szerokości 35 mm i perforowanych na brzegach. Na jedną klatkę przypadają 4 otwory (po obu stronach). Tylko Eastman, Kojak, i Fujifilm mają wyłączność na produkcie tych taśm. W skład emulsji fotograficznej wchodzą miliony kryształków soli srebra zmieszanych z żelatyną. Każdy kryształek jest związkiem srebra i halogenków. Pod wpływem światła i uwalniania jonów następuje zaciemnienie emulsji błony filmowej, naświetlenie miejsc tworzy obraz utajony itd. Nie będę tutaj się rozwodził, nie w tym rzecz. Głównie chodzi mi jednak o proporcje 35 milimetrowej taśmy. A z tego co wiem podstawowy jej rozmiar to 22 mm na 16 mm (szerokość do wysokości) dla właściwej pojedynczej klatki filmowej. Proporcje negatywu są: 1,37:1. Więc jednak prostokąt. Dlatego zrozumiałem, iż prawdopodobnie współcześnie stare filmy przerobione na obraz (poszerzony) panoramiczny -16:9, powstają z tej właśnie BAZOWEJ 35 milimetrowej taśmy, nie zaś z formatu następczego „wykwalifikowanego” dla starej analogowej telewizji- tj. z proporcjonalnego 4:3. Moim zdaniem trudno byłoby wykreować ze wstępnego formatu 4:3 następczy 16:9. Do wniosku takiego doszedłem oglądając kiedyś porównawczo pewien film nagrany we wstecznym jeszcze formacie- 4:3 oraz też w nowym-16:9, w inernecie więc oba w plikach. Zauważyłem, że w 16:9 po stronach: lewej i prawej w wyświetlanej produkcji pojawiły się dodatkowe elementy, postacie, obiekty i obszary, których nie ma w formacie 4:3 filmu, oscylującym do kwadratu- opracowanym w starszej wersji kiedyś pewnie (analogowej). Ponadto zauważyłem, że obraz bywał kontynuacją np. jakiegoś budynku, obiektu, perspektywy, prospektu przyrody czy postaci znajdujących się na marginesach klatek filmowych. Łatwo więc było domyśleć się i w następstwie wykoncypować, iż z pewnością > bazą wyjściową dla zdigitalizowanej (czyli tej nowej wersji filmu) musiał być inny materiał źródłowy video. Na pewno zaś nie ten przeznaczony dla oldskulowej telewizji, bo wówczas chyba tylko jakiś – magik plus trik musiałby dokooptować i wyczarować te nowe skrajne struktury filmowych animacji widoczne w wersji poprawionej filmu, a których nie ma na taśmie analogowej. Zapewne, materiałem bazowym do digitalizacji była taśma 35 milimetrowa, na której ten niedostępny obszar filmu był nagrany, a w formacie 4:3 – został odcięty. Kiedyś nagrywało się filmy tylko w wersjach dla telewizji tj.: 4:3. Zaiste, jeszcze w latach dziewięćdziesiątych. Reasumując to taśma 35 milimetrowa posłużyła za wzorzec do digitalizacji wielu filmów. Wiem też, że te analogowe filmowanie miało całkiem przyzwoite parametry rozdzielczości. Podstawową jednostką rozdzielczości ekranu jest liczba pixeli w poziomie i pionie ekranu (kadru, klatki filmowej itd. – w zależności od kontekstu). Czyli realnie ich iloczyn dla linii poziomych i pionowych ekranu- tzn. wierszy i kolumn pixelowych. Pixel to maleńki punkt na ekranie. Cały ekran wypełniony pixelami (jeden przy drugim) stanowi o jakości tej rozdzielczości. Im więcej pixeli tym doskonalszy- bardziej rozdzielczy obraz. Z tego co wiem to na centymetrze mieści się ok 38 pixeli. A na kwadratowym 38×38. Klatka filmowa na błonie (tu wracamy do starych technologii w kinematografii analogowej) może oscylować blisko współczesnego UHD 3840×2160, i nawet dochodzić jakością do rozdzielczości 4096×2160 pixeli – charakteryzującej współczesne 4K. Czyli (jak rozumiem) to nie analogowa rozdzielczość jest problemem dla współczesnej digitalizacji kina, ba pierwotne filmy nagrane już technologią cyfrową ale mniej doskonałą trudniej jest poprawić niż te stare nagrane na taśmie filmowej np. 35 milimetrowej. Podstawowym współczesnym standardem rozdzielczości jest jednak full HD, mniej napixelowany bo w perspektywie 1920×1080 pixeli obraz. Zaś konwersja wsteczna kadru z 4K do full HD daje wysoką ostrość nawet przy poszerzaniu kadru, w tzw. zoomowaniu postprodukcyjnym. Najnowsze ultraprodukcje telewizyjne i kinowe wykorzystują dziś nawet technologie 6K i 8K, jednak nie wiem czy ma to sens, bo tu zbliżamy się do przekroczenia możliwości widzenia ludzkiego oka, które już granicznie wychwytuje takie rozdzielczości. A w zasadzie to właśnie głównie rozdzielczość jest kluczem do komfortu wizualnego. Żadna poprawa kontrastów, nasycenia obrazu czy barw, oraz koloryzacja – nie dają tego efektu co wysoka rozdzielczość obrazka. W latach osiemdziesiątych obowiązywała rozdzielczość SD (standard definision), czyli 640×480 pixeli. zatem w proporcji: 4:3. W przypadku DVD wynosiła 720×480. Za parametrami cyfrowymi może znajdować się dodatkowe oznaczenie literowe „p” lub „i”. „p” oznacza obraz progresywny bez przeplotu, obraz z przeplotem ma dodatkową sygnaturę „i”. Przeplot (interlacing) to technika naprzemiennego wyświetlania co drugiej linii poziomej i pionowej obrazu, a wszystko > dla zachowania miejsca i mniejszej wagi obrazu, ekranu, tudzież filmu pliku. Etc. W progresywnym skanowaniu obraz skanowany jest zaś w całości, bez strat, za to jest obszerny.

Wydaje się, że w przyszłości w masowym zastosowaniu będzie użycie sztucznej inteligencji do poprawy filmów. A być może pierwsze tego typu algorytmy stosuje się już dziś. Rozumiem, że to sieci neuronowe w digitalizacji odpowiadały będą za poprawę parametrów wyświetlania i samych kopii czy materiałów bazowych video. Wyobrażam sobie to tak, że dla rzetelnego poprawienia jakości filmu nie wystarczy zmiana in plus kontrastów, nasyceń i kolorów, wyciszenie szumów, czy inna customizacja (czytaj: dopasowanie – dla uzyskania pożądanego efektu) dla rozpatrywanych video wyświetleń. Tak jak wyżej wywnioskowałem, generalnie parametrem poprawy jakości obrazu jest głównie rozdzielczość obrazu. Być może dla poprawy bardzo starych produkcji, sieci neuronowe (czy ultra-kinematograficzne programy w oparciu o VR czy AR) po prostu wykreują fikcyjne dodatkowe obszary obrazów, by dzięki tej sztuczce pozyskać większą liczbę pixeli, (bo, te w praktyce decydują o poprawie rozdzielczości wyświetlonego obrazu). Jak to będzie się odbywać. Nie wiem? Mogę przypuszczać. Np. ekran (pojedyncza klatka filmu) podzielona zostanie na jakieś zbiorowe i wyznaczone obszary pixeli, następnie te obszary zostaną automatycznie rozstawione (od siebie – czytaj: odgraniczone) np. o dowolny fraktal – całkę, lub banalnie: o zaimplementowane obliczeniowo przez algorytm pole powierzchni ), więc sumarycznie: wyznaczona zostanie dodatkowa pusta przestrzeń pomiędzy podzielonymi i wysegregowanymi częściami kadru, teraz w następstwie > inteligentne algorytmy po zbadaniu i opisaniu tychże pustych obszarów wyznaczą precyzyjnie charakterystykę i typologię dla widocznych pociętych elementów obrazu, a następnie – wykreują identyczne lub podobne kształty, obszary i kolory, i finalnie > wkleją je w te puste miejsca eksperymentalnego kadru oraz połączą w całość. Owe puste obszary mogą dotyczyć zasięgiem zaledwie kilku lub nawet tylko jednego pixela (wolna przestrzeń pomiędzy porozcinanym i rozproszonym obszarem – obrazem będzie nadpisana klonem). Zatem, z matematycznego a przede wszystkim optycznego punktu widzenia > to bardzo małe pola powierzchni, dlatego w analogii > nie będą antagonizmem dla oka ludzkiego ich klony. Finalnie: obraz w całości może zawierać dajmy na to: 2/3 fikcyjnej animacji (nierzeczywistej) a i tak będzie wyglądał na 100%owo realny, lecz ilość pixeli się nawarstwi i dla oka widza będzie to obraz idealistyczny. Różne można snuć wyobrażenia co do metod kreowania ultranowoczesnego obrazu .

Tutaj zakończę już dywagacje, w finale wybrzmiało nieco futurystycznie (nad czym głęboko ubolewam) . W temacie przetwarzania starych filmów na nowe wysokorozdzielcze produkcje „rysuje się” w przyszłości moc alternatywnych rozwiązań technologicznych.

Na koniec pragnę poruszyć jeszcze dwie zasadnicze kwestie. Pierwsza dotyczy odpowiedzi na pytanie: dlaczego w ogóle powszechnie obowiązującym formatem cyfrowym jest dziś 16:9 a nie inny prostokąt? I jeszcze jeden dylemat? Po co w ogóle digitalizuje się filmy skoro (jak wykazałem) > rozdzielczość analogowych taśm filmowych stoi na bardzo dobrym poziomie? Już Wam tłumaczę. Otóż naukowcy wykazali, że oczy ludzkie rewelacyjnie funkcjonują w pewnym ścisłym obszarze pola widzenia. Kiedyś uważano, iż najbardziej komfortowo oko ludzkie czuje się w kinie. Ekrany kinowe standardowo zamykają się w proporcji aż 21:9, (szerokość do wysokości), wykazano, że oko konstruktywnie adoptuje obraz jednak w formacie 16:9. Dlatego dziś ten format ma szerokie zastosowanie w licznych technologiach komunikacji i odczytu. A ultra nowoczesne szerokokątne ekrany telewizorów są zakrzywiane, aby nieco zawezić pole widzenia. Dygitalizacja z kolei jest niezbędna ze względu na fakt zużycia taśm filmowych (negatywów), te np. ulegają działaniom czynników atmosferycznych, wymagają odpowiedniej jakości powietrza precyzyjnej klimatyzacji archiwów, fizycznie są odwijane i zawijane na rolki, w urządzeniach projekcyjnych naświetlane, to powoduje ich deformacje, pomimo doskonałej rozdzielczości tracą na innych parametrach technicznych, blakną, kaleczą się, zaginają, pękają, itp. Proses ich ucyfrowienia w zasadzie eliminuje te niedogodności. Cyfrowy zapis jest odporny na wielokrotne odtwarzanie. Można też wypożyczać pliki z bibiotek cyfrowych czy videotek, nie ma kłopotów z ich rozpowszechnianiem oraz kopiowaniem, a środowisko naturalne nie jest narażone na negatywne działanie środków chemicznych, plastiku, chemikaliów (produkcja błon światłoczułych), podstawą odczytu danych jest tu bowiem serwer plus komunikacja w sieci. Współcześnie łatwo zdigitalizować analogowe materiały przy użyciu profesjonalnych skanerów, zaimują się tym wykwalifikowane instytucje, nadają certyfikaty i gwarantują jakość świadczonych usług, a profesjonalna digitalizacja pozwala na uzyskanie jeszcze wyższych rozdzielczości w odczycie nawet do 8K! Finalnie: użytkownikiem cyfrowych kamer czy aparatów może być każdy, bo wszelkie procesy ich obsługi są w pełni zautomatyzowane. Zatem publiczna wygoda. Kończę tutaj i pozdrawiam Drogich mi Czytelników.