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電影確定每秒 24 格的歷史是怎樣的

電影是每秒24格,任何壹個對電影哪怕只是壹知半解的人,都或許知道這壹點。但這不是故事的全部。每秒24格,既不是電影速度演變的起點,也不是終點。

在討論電影到底是每秒多少格之前,需要明確壹點:電影的速度分為拍攝和放映兩種,大多數情況下,令拍攝和放映速度保持相同,觀眾才能在銀幕上看到行動自若的人。電影的放映速度自從上世紀30年代以來固定為24格每秒,拍攝速度若非特效需要——如Barry Levinson的Avalon中的閃回部分用16格每秒拍攝,空軍電影Top Gun的部分場景用了28格每秒,Inception有幾個夢境段落用了360格乃至1500格每秒的高速攝影,The Artist為了模仿默片觀賞效果全片采用22格每秒——也基本都固定為24格每秒。

但電影並非天生就是每秒24格。

電影放映速度的選擇,主要是基於人的兩種生理功能基礎。壹是如何產生連續運動的幻覺,即「似動現象」;二是如何消除人眼感覺到的畫面閃爍。

人的雙眼及其數據傳輸系統每秒可以識別10-12格畫面,大腦的視覺處理中心會將每格畫面保留1/15秒。如果在前壹格畫面尚且保留的1/15秒內大腦又收到壹幅新的畫面,那麽就產生了畫面在連續運動的感覺,這是電影得以實現的認知學基礎。

另外,實驗室研究表明,人的感光系統對閃爍的感知與影像閃爍頻率和亮度成正比關系。例如伊斯曼柯達公司做過壹次關於觀眾閃爍臨界感的研究,研究人員將兩幅靜景的影像左右投影在銀幕上進行觀看,壹幅用葉子板使其不斷被遮擋,每次進光50%,另壹幅以前壹幅被遮擋影像的峰值亮度的50%持續照明投影,兩影像的亮度積分相等,觀看者調節控制葉子板的頻率,直到閃爍感消失為止。99名觀眾的閃爍臨界感平均值為峰值亮度3英尺朗伯為48Hz,40英尺朗伯為60Hz,500英尺朗伯為70Hz。

需要註意,構成連續運動幻覺所需的電影最低速度與消除亮光閃爍的最低頻率並不是壹回事。電影若以16-24格的速度放映,已經實現了畫面的流動,但實際上人眼會發覺畫面閃爍得厲害,觀影效果並不理想。所以電影放映機采用了壹種特殊的機制來解決這個問題,其秘密就在於葉子板結構。

壹般的電影放映機采用「馬耳他十字車」(國內譯為「馬爾蒂十字車」)將連續轉動轉化為間歇運動,或稱「日內瓦機制」,得名於其最初在機械鐘表中的應用。利用壹凸輪連續轉動,其與壹形如馬耳他十字徽章的十字車開槽嚙合,每當兩者嚙合壹次,十字車旋轉1/4周即90度。傳動軸每旋轉壹整圈,間歇輸片齒輪轉動1/4圈對應於拉動膠片上四個齒孔,使壹格膠片進入片窗前(對於普通35mm膠片而言)。在這個過程中,壹塊有缺口的圓盤式遮光器(俗稱葉子板)會剛好擋住放映燈。只有當壹格膠片穩定地停留在片窗前時,燈光才從中通過。

盧米埃爾兄弟那個時代的人已經發現,單片式的葉子板——即每格畫面在放映時遮擋壹次——如果按每秒16格計算,每秒鐘銀幕在明暗之間轉換了16次,得到的畫面閃爍不定,讓人不堪忍受。所以很快有人發明了雙片式的葉子板,使每格畫面在放映中途被額外遮擋壹次,即每格畫面在銀幕上重復投射兩次,這相當於將明暗轉換的頻率提升為32Hz(若仍以每秒16格計算)。後來,電影院裝備了更廣闊的銀幕,更高功率的弧光燈,雙片式葉子板顯得不夠用了,波蘭發明家Kazimierz Prószyński又發明了三片式葉子板,讓每格畫面在銀幕上重復出現三次,將頻率提高到48Hz,基本解決了頻閃問題。葉子板上的每壹片並非等大,其中最大的壹片呈90度,用來在完成抓片的1/4個周期內遮擋光線。三片式葉子板在20年代的電影放映機中已經普及。

今天有不少愛好默片的影迷,若提到對查理?卓別林、巴斯特?基頓的打鬧喜劇的印象,恐怕很多人會覺得畫面上的人壹驚壹乍,跑起來動作像上了發條壹樣僵硬。這很大程度上是由放映速度造成的,若按照「正常」的速度來播放默片,其實它本應和現在的電影看起來壹樣平滑順暢。

那麽什麽是默片正常的速度,答案眾說紛紜。其經常被默認為固定的16格每秒,即使很多經歷過那個時代的攝影師在後人問到妳們那時候每秒要搖多少格的時候,他們都異口同聲地回答是16格。的確,每秒準確地搖出不多不少16格是每個攝影師從學徒開始就要訓練的基本功課,但真實的歷史遠非如此簡單。

現代的洗印廠在轉印默片拷貝的時候常常簡單地每兩格重復加印壹格,這樣就把16格灌水成了24格。西方國家曾經流行影迷俱樂部的組織,常放映包括默片在內的經典電影,所以很多16mm放映機上設置了默片和有聲片的轉換開關,有聲片指放映速度24格,默片為16或18格,但這種粗暴的設定實際上並不適合於默片的放映。

George Eastman House的館長James Card查閱了現存的各種資料,特別是提供給影院樂隊指揮家和放映員的說明書(cue sheet),上面記載了影片出品方對音樂選擇和電影放映速度的建議。結果令人驚奇,沒有任何壹部電影指明要以每秒16格來放映。比如The Four Horsemen of the Apocalypse(1921)的說明書說,正確的放映速度是12分半鐘1000英尺,這等於每秒21格半。

追本溯源,電影拍攝和放映速度的問題在其誕生之際就沒有達成***識。1895年以前,裝在視鏡中所繪制的活動物體的形態圖畫及快照,由於制作困難,張數有限,人們考慮的是使用盡可能少的圖畫就能在盡可能長的時間內映現,至於時間的長短取決於所映動作的性質和開動機器的人的主觀願望。

後來埃米爾?雷諾采用紙帶放映,有22-50米長,上面有300-700格畫面,能連續放映6-15分鐘,其實裏面包含不少靜止畫面,放起來跳躍不定,但觀眾為運動奇跡所震撼,也就不加註意了。

同時期的愛德華?慕布裏奇和艾蒂安-朱爾?馬萊等學者也對攝影頻率提出了壹些看法,但他們的研究都還不夠深入。1890年,弗裏斯?格林的實驗發現,攝影和放映的最低頻率達到3-7格每秒即可實現圖像的運動。1889年托馬斯?愛迪生開始研制活動視鏡,他主張每秒不少於46格,若低於此數,人的眼睛看久了會累。這是頗有洞見的壹種觀點,他已經在考慮畫面的閃爍問題了。但這個頻率遠遠高過了構成似動現象之必需底線,太浪費膠片,且會加速影片片孔的磨損。其實愛迪生自己也沒有堅持以46格拍攝太久。除了膠片成本因素,也因為那時膠片感光度很低,頻率越高,每壹格的曝光時間越有限,不利於拍攝質量。

盧米埃爾兄弟在自己的實驗基礎上,認為每秒15-16格足矣,他的理論基礎建立在之前發明家積累的低速率放映經驗上,且考慮了當時輸片機件的能力。

1896年,梅斯特爾工廠提出了雙片式葉子板的設計,基本解決了頻閃問題,人們意識到沒必要為了消除閃爍而增加畫幅數了。

不過最初幾年愛迪生公司影片比其他公司采用的拍攝頻率高得多。1900年,愛迪生公司采用大約24格每秒拍攝,而他們的主要競爭對手Biograph,用的是壹臺重達1700磅、裝有馬達的巨型攝影機,拍攝速度為40格每秒。

20世紀的頭幾年,電影拍攝頻率的標準離統壹還有很遠,法國人偏愛16格左右,但壹些英國電影接近24格。愛迪生和Biograph後來調整到10-12格。

16格的標準大約是從鎳幣劇院時期(1905年往後)開始建立,各電影生產國都向這個標準靠攏。從經濟和人力的角度考慮,頻率的統壹有利於建立電影的國際化生產、發行秩序。

可是在實際操作中,無論是拍攝還是放映,都難以恪守16格的規範,攝影師受過統壹訓練,還相對遵守這條不成文的約定,但在放映壹端就無奇不有了。

後來成為著名攝影師的Victor Milner回憶他早年的放映員生涯時說,每天上午八點的放映場,壹本1000英尺的膠片放完要12分鐘,但下午同樣壹場,按照經理的指示,就要放得很慢。1000英尺如果按照16格每秒來放,要16分半鐘。

以今天每秒24格的標準,壹本1000英尺膠片放映須耗時11分鐘,可當時有的電影院為了搶時間多排場次(或提前下班),居然6分鐘就放完壹本,此外10分鐘也很常見。發行商為了糾正放映商的自作主張,往往把標準片長印到海報上,要是放快了鐘點不足,自會有觀眾去找電影院算賬。但電影院生出對策,就用紙條把海報上時間那行字蓋掉,不讓觀眾看到。

大多數的機器,搖把轉壹圈等於壹英尺,壹分鐘66圈是比較標準的速度,放映員可以掌握這個速度。

在單本和兩本劇的時代(1910年前後),放映員在放愛迪生公司的片子時經常放得很快,但Biograph公司強烈反對超過每秒16格。到了1913年,16格對有些電影來說太快了。因為Biograph的首席導演D.W.格裏菲斯正在努力掙脫單本和兩本的長度限制,如果拍得、放得慢壹點(低於16格每秒),那麽他就能用同樣長的膠片講多壹點故事,所以他采用14格甚至更低的速度,將兩本劇的片長延伸到接近40分鐘。這也給當時的觀眾和評論家帶來困擾,因為如果有電影院像其他片子壹樣用16格左右的速度放映,那格裏菲斯影片中的人物就會顯得特別手忙腳亂,這對難以約束的電影院來說是常事。壹分錢掰作兩分花的日子過了兩年,格裏菲斯開始創作他長達12本的真正長片《壹個國家的誕生》。

但習慣已經養成,格裏菲斯和他的攝影師Billy Bitzer把慢速拍攝的作風帶進了《壹個國家的誕生》,此片有些場景必須以每秒12格來放映看上去才算正常。如果後人在放映時將放映機設置為默片制式(16或18格),對很多別的默片來說,其實是慢了,但對格裏菲斯來說,還嫌太快。

但放得慢在當時會帶來另壹重矛盾,硝酸膠片是高度易燃品,放映速度越慢意味著每格膠片會在燈光下炙烤更長時間,就越有起火的危險。大多數的放映機設定為如果速度低於每秒40英尺,防火閘門會自動落下,切斷光線。

默片的速度並非始終如壹,有的場景要求快壹點,比如動作追逐戲,有的要求慢壹點,比如浪漫愛情戲。這在拍攝和放映兩個過程中體現為互相協調、猜度和預判。比如攝影師有時候會故意放慢動作戲的拍攝,這樣在正常速度放映時才顯出快。格裏菲斯的Home Sweet Home(1914)建議影院,第壹本要放16分鐘(16.6格每秒),第二本14-15分鐘(17.8-19格每秒),後面各本13-14分鐘(19-20.5格每秒),這麽細致的規定未免太繁瑣,恐怕沒多少放映員會嚴格按照他的這個理想標準來放映。

1912年在Thomas Ince的片場裏,他會在劇本上為攝影師註明,這裏應搖快點。但多快才是快,還得看攝影師自己的節奏感。

1915年的壹份放映員業務手冊封面寫著壹行大字:攝影機沒有固定速度!正確的放映速度要視場景而定。放映員要時刻留心銀幕和觀眾的接受反應,相應調整放映速度。

綜合已知的情況可以推定,默片時代的放映速度要略高於它的拍攝速度。

慢慢在電影收藏界形成了壹條約定俗成的慣例,如果是1918年之前的影片,最好以18格左右的速度放映,如果是1918年之後的,20-24格每秒會比較合適。

這是因為,自1918年開始,電影院日益提升放映機的搖速。1925年,電影工程師學會(The Society of Motion Picture Engineers, SMPE)開會主張,將標準速度規定為每分鐘80英尺,約合21.3格每秒。而當時大多數影院采用85-90英尺的速度,約等於22.6-24格。這是在提醒電影院應當降速。

為什麽會出現這種速度競賽的局面,制作和放映兩端的說法卻截然相反。

美國印第安納州的壹家連鎖影院的老板聲稱,24格每秒才是如今電影的標準速度,電影院提速是為了跟上攝影師越來越快的速度。但好萊塢大多數攝影師對這種說法嗤之以鼻,他們以自己多年訓練養成的穩定搖速而自豪,堅持認為自己和同行仍舊是基於16格每秒的速度進行拍攝的,那麽放映應該也以16格為基準,不應高出太多。但電影院的放映員越搖越快,攝影師們不得不提速跟上放映端不合規則的做法,不然所有的片子看起來會很怪異。壹些攝影師將速度放快到20-24格,以便抵消電影院的放映提速。

攝影機生產廠商如好萊塢標配的Bell & Howell還固守16格為標準,直到30年代初期生產的壹些型號的攝影機上還標註16格為標準速度,但哪有人理會。

與好萊塢相呼應的是歐洲電影也在加速,不過步伐要慢得多。據統計,法國直到1929年才達到每秒21格。德國略快壹點,1926年達到20格左右。或許與物資供應不足有關,蘇聯壹直較慢,20年代仍不超過18格。

拍攝和放映兩條戰線的軍備競賽在某些國家達到了很瘋狂的程度,20年代中期後的電影拍攝速度超過24格的比比皆是,而有的放映更可能高過40格。

於是Bell & Howell開始為攝影機加配馬達和速度指示儀,將16格設定為基準,最高不超過22格。起初人人都說手搖優於電動化的馬達,但從20年代開始手搖慢慢告別電影拍攝的實踐,壹個重要原因是運動鏡頭的增加,沒人能保證在手持攝影機運動的同時還能穩定地每秒搖出16格來。

隨著馬達的普及,電影拍攝與放映的標準速度呼之欲出,但還差臨門壹腳,那就是有聲電影的發明。

20年代中期的電影錄音設備有兩種系統,壹是華納兄弟公司和Western Electric主推的Vitaphone,采用蠟盤發聲技術,以24格作為標準速度。以及福克斯主推的Movietone,采用片上發聲技術,以21格為標準,後來也很快調整到24格。

有聲電影要求畫面和聲音嚴格同步和膠片行走速度的絕對穩定,所以手搖式攝影/放映壹定要被電動馬達取代。人眼或許能容忍畫面時快時慢,但對耳朵來說,輕微的速度變化就會引致聲音頻率或音調的極度失真,每秒差三格人的耳朵就會覺得無法接受,這對Movietone來說尤為關鍵。

第壹部有聲片《爵士歌王》於1927年10月在紐約首映,當時美國的大部分電影院還未安裝完畢聲音設備。其實攝影和放映的搖速矛盾在《爵士歌王》中亦有體現。影片的無聲段落是手搖拍攝的,攝影師Hal Mohr仍然習慣偏慢的搖速,當以24格的標準速度放映時,Al Jolson的步伐就顯得又快又硬,但到有聲的段落就正常了。

《爵士歌王》的成功席卷美國,從此好萊塢片廠開始硬性規定那些仍堅持手搖的攝影師以24格每秒的速度進行拍攝,若已實現電動化,那自不待言。

Walter Kerr在他關於默片醜角的名著The Silent Clown裏提出過壹個理論,默片主要按照每秒16或18格拍攝,但以接近有聲電影的24格放映(我們可以認為他的統計略顯粗放,但對無聲晚期,也即默片喜劇的高峰期來說,這條總結是基本適用的),盡管這在很多創作者來看不太合理,但觀眾接受了。這種放映實踐導致銀幕上呈現的動作比日常生活偏快,更清晰、更輕松、更有力量感。這就是電影!Larger than life, faster than life,妙哉斯言!

1932年3月15日這天,24格每秒被正式審定為有聲電影的標準拍攝和放映頻率,得到全球電影界的承認,直至今日。

比起原來的16格每秒左右,同樣的影片時長消耗膠片尺數增加50%。對於頻閃問題,現在使用雙片式葉子板也能令銀幕上的刷新頻率達到48Hz,滿足基本的需要。為什麽剛好是24格,壹是這接近當時逐步擡升的頻率習慣,屬自然選擇;二是對片上發聲技術來說,考慮到膠片的實際使用分辨率為80-100線每毫米,只有當影片運行速度為每秒456mm(等於35mm電影膠片每秒24格)時,才能保證9000-11000Hz的最高頻率聲帶的還音輸出。再短的話聲音容易失真。可以這麽理解,24格每秒可能不是最理想的選擇,但在當時這是最經濟實惠的決定。

幾年後,由於錄音和還音技術的進步,以及聲帶片藥膜的改進,高音失真不再成為問題,有人就建議減少拍攝與放映的速度以節約膠片,例如1933年蘇聯人葉夫謝依?米海依洛維奇?戈爾陀夫斯基建議有聲片可改為16格每秒,1937年美國有工程師建議改為20格每秒,1937年蘇聯工程師彼得洛夫再度建議改為16格每秒,都沒有得到采納。

未采納的原因諸多,壹是正片的乳劑分辨率提高不如底片快,所以單純提高底片分辨率以求降低拍攝速度無濟於事;二是改變35mm的標準會相應影響到16mm的光學縮印;三是若改回16格每秒,為避免閃爍,又必須用回三片式葉子板並改裝現有放映機的間歇運動裝置,這會導致葉子板透光系數變小,在電影光源的改進還未跟上的年代,這很難被允許。

因此24格每秒的電影速度歷經了八十余年的洗禮,已被所有觀影者習慣。它仍然會有輕微的閃爍,特別是在高光的場景;如果遇到畫面上的物體高速運動,由於曝光時間偏長(每格畫面約1/48秒,視攝影機葉子板開口角度略有出入),還會導致運動模糊的現象,俗稱「拖尾」。壹種習慣壹旦根深蒂固地確立,它可能內化為壹種美學標準,所以後來有人用上了數字高清攝像機,還會拼命模仿所謂膠片電影的感覺,其中就包括抖動、閃爍、拖尾之類。

每逢電影技術變革,都會有人想挑戰24格的金科玉律。

Cinerama是50年代那波寬銀幕電影的第壹次嘗試,它將三幅畫面並排拼接,形成壹面巨大的弧形銀幕。因為銀幕面積太大,閃爍效應加劇,所以它將拍攝和放映速度提升到每秒26格,以緩解頻閃的苦惱。

1955年,American Optical Company和Magna Theatre Corporation推出了65mm大尺寸底片的Todd-AO格式(發明者Michael Todd是影星伊麗莎白?泰勒的丈夫,因飛機失事英年早逝)。采用Todd-AO格式拍攝的影片不太多,也是為了解決頻閃問題(在畫面邊緣尤為嚴重,因為人的周邊視角要比中心視角靈敏,而且它的畫面特別大),這種格式最早的兩部影片(《俄克拉荷馬》《環遊地球八十天》)采用了30格每秒,但畢竟轉制起來不太方便,效果的改良也有限,所以30格成了不必要的麻煩,後來就放棄了,之後的幾部Todd-AO影片還是回到24格。

不過24格的統治地位並未延伸到主流電影的領地之外。即使在有聲電影規範確立後,各種格式的業余電影和科學片仍大量采用16格或其他速度,例如30年代誕生的8mm影片乃16格,60年代的超8主要是18格。另外像30、32、48、60格都曾在特定情形下用於放映。

隨著電視的出現以及電影、電視節目的轉制,幀率問題變得更為復雜,何況電視界內部就制式和幀率還存在著巨大差異。北美、日本、臺灣當下已廢止的NTSC制式是30幀每秒,歐洲大多數國家及中國的PAL制和俄羅斯、法國、部分非洲和亞洲國家的SECAM制都是25幀每秒。北歐國家曾經大量用25格每秒拍新聞片,還有壹小部分用35毫米膠片為電視制作的電視電影也是25格。

在膠片時代,考慮到技術和成本的制約,要大幅度提高電影的拍攝和放映頻率不太現實,幾次嘗試都無疾而終,但目前電影正向著數字化時代發展,這個過渡過程在放映端即將完成,壹兩年內膠片拷貝很可能會從主流市場上消失,但在制作端預計還會延續壹段時間。從膠片到數字決不會是有些人想象中那麽平滑、順暢的過程。數字電影會帶來很多新的問題,特別是在電影遺產保護領域,許多難以克服的困難亟待解決,放映頻率便是其中的壹點。

以目前最普及的2K數字放映機為例,它的水平像素是2048,垂直像素是1080,總計2,211,840個像素,它的芯片只有1.5英寸大小,上面像素的寬度比人的頭發絲直徑的1/5還小,每個像素實際上是由壹個轉向機構和壹面類似於小鏡子的結構組成,無數個小鏡子組成壹個陣列,當像素陣列收到信號後驅動轉向機構沿著某個固定的軸作偏轉運動,使每個微鏡發生偏轉。

數字放映機將每個像素的亮度和色彩通過放映機芯片上相同位置的微鏡顯示出來。當芯片的集成電路信號處理系統收到編碼的影像流後,會發出指令使微鏡以高達每秒鐘數千次的頻率發生偏轉或保持不動。如果微鏡未收到指令,那麽放映機的光線就不會被轉向放映鏡頭,而是投向某個類似黑洞的吸光裝置。壹旦微鏡被激發偏轉到下壹個位置,光源就通過反射投向放映鏡頭,觀眾就可以在銀幕上看到該像素所代表的亮度。

如果該像素是純黑,那麽微鏡不會被激發,光線進入吸光裝置;如果是純白,那麽光源的全部亮度都會被反射到銀幕上。微鏡每秒鐘可以進行幾千次運動,如果閃動次數高,銀幕上影像的亮度就高,如果閃動次數低,銀幕上影像就顯得灰暗。因為芯片上有如此多的微鏡,而每個微鏡閃動次數各自不同,所以銀幕上就呈現出1024種不同亮度的灰階。

由好萊塢六大片廠創立的數字電影倡導組織(Digital Cinema Initiatives, DCI)在2005年提出壹套數字電影技術規範,只提供頻率選擇範圍很小的放映標準(壹開始只包含24和48格,且只有2K支持48格),遭到全世界電影保護機構的強烈反對。

看到作為影視行業最重要標準制訂者的電影電視工程師學會(SMTPE)下屬的數字電影委員會DC28很可能會接受DCI的提議,國際電影資料館聯盟(FIAF)技術委員會坐不住了,後者於2007年發表了壹封公開信,提請所有業內人士關註數字電影頻率規範對電影遺產保護事業的影響。

FIAF的公開信指出,全世界成千上百家電影資料館收藏的節目中有大量都不屬於24/48格系統。這些電影除了無可替代的文化遺產價值,也具有不可估量的商業價值。所以,哪怕是從純商業角度考慮,也不應當固步自封。

以比利時皇家電影資料館為例,其館藏的55000個片目中有大約4000部是默片,英國電影電視資料館的15萬片目中有約10000默片,丹麥電影資料館的48000片目中有3845部默片。

除此之外,更多的資料館都無法提供準確的片目統計,更無法統計具體每部電影應當以每秒多少格放映。

全世界還有幾千家電影節,很多都會放映老電影,其中包括默片和其他非24格每秒的影片。

而電影修復的原則是壹切盡可能復原,絕對避免畫幅頻率的轉制。數字電影放映如果在頻率上不能放寬限制,那將是歷史的倒退。

FIAF認為,從長遠出發,數字電影放映應當支持任何正數的速率(可精確到小數點後若幹位)。其次,考慮到很多默片的拍攝、放映速度並非全片前後壹致,所以不僅僅需要自由定制速率大小,還應當可以在放映過程隨時調整速率!

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