Оцифрування 8 мм кінофільмів
15 років по тому: Оцифрування 8 мм кінофільмів за допомогою Raspberri Pi
Постановка задачі
Постановка завдання у кожному даному випадку визначається наявною апаратурою, і запропоновані рішення не претендують на оптимальність. У цій статті розглядається як методом дитячого конструктора з наявних матеріалів можна вирішити деякі проблеми. Причому, багато рішень страждають відомою особливістю - "хвіст витяг - ніс ув'яз".
Отже, у наявності:
Відеокамера - Sony CCD F370E
Особливості: є ручне фокусування, але не можна від'єднати об'єктив без розбору камери (тому логічний варіант із прямим фокусуванням зображення об'єктивом проектора на матрицю камери можливий тільки, якщо ви впевнені, що найближчим часом камера вам не знадобиться. У мене збирання камери займає більше години + юстировка.) Є баланс білого та встановлення витримки, але немає можливості вимкнути автоматичне регулювання посилення, що призводить до хворобливої реакції камери на перекривання світлового потоку обтюратором.
Нагадаю тим, хто знайшов сімейні архіви, але ніколи не знімав кіно, що стандартна для аматорських камер частота кадрів 16, і на кожен кадр при проекції припадає три перекриття світла обтюратором. Таким чином, частота мерехтіння екрана становить 48 Гц.
Проектор - Промінь 2.
Якість карти, на мій погляд, перевершує якість матеріалів, що оцифровуються, і основним лімітуючим фактором є швидкість запису даних на вінчестер. Найбільш економічний режим 15 біт, що, враховуючи велику кількість чорно-білих плівок, призводить до перевитрати місця на жорсткому диску.
Комп'ютер P133.
Самі розумієте, ні про яку компресію в реальному часі не йдеться.
Відоме рішенняпроектувати на екран і покадрово знімати вимагає затемняти приміщення і боротися або з нестачею світла, або з геометричними спотвореннями через неспіввісність камери і проектора. Якщо екран поставити далеко, то з співвісністю все гаразд, але освітленість екрану падає пропорційно квадрату відстані, і без зміни об'єктива і лампи у вас є всі можливості переконатися, що висока чутливість камери дозволяє виявити зображення, але не розглянути його. Ймовірно, при хитрощах, порівнянних із пропонованими в цій статті, можна досягти і аналогічної якості, але працювати доведеться в темряві.
Отже, завдання: вищеназвана апаратура, працюємо на світлі, переробки тільки оборотні, стан готовності камери для інших зйомок 10 хвилин.
Проблеми та рішення
1.Як сфокусувати зображення на матриці камери, не посуваючи її впритул до плівки.
Пропонується використовувати оптичну схему мікроскопа, де об'єктив камери грає роль ока, об'єктив проектора роль об'єктиву мікроскопа. При цьому ми фокусуємо зображення в безпосередній близькості від проектора (у наведеній на фото установці близько 10 см від плівки, розмір зображення при цьому приблизно 1,5 см по діагоналі) і розглядаємо його через окуляр, в ролі якого може виступати позитивна лінза з фокусним відстанню 10см, розташована безпосередньо перед об'єктивом камери. Фокусування здійснюється переміщенням камери. Зазначена схема працює відразу, але має ряд недоліків:
1) віньєтування кутів, якщо лінза маленька, а об'єктив ширококутний.
Рішення – беремо лінзу з діаметром більшим за діаметр передньої лінзи об'єктива камери, а фокусну відстань варіооб'єктива встановлюємо максимально можливим.
Рішення – беремо виправлену лінзу, склеєну зі скла з різною дисперсією або, як у даному випадку, об'єктив від збільшувача І100У, що складається з чотирьох лінз.
3) зображення, яке сприймається камерою, дзеркально перевернуто.
Рішення – а) проводимо комп'ютерну обробку б) додаємо в оптичну схему призму від польового бінокля чи дзеркало.
2.Як досягти рівномірного освітлення кадра.
Рішення – замінити матове скло, що піднімається, нерухомим молочним або матовим склом з теплофільтром
3. Як впоратися з автоматикою, яка при перекриванні світла обтюратором розганяє до межі посилення і повністю відкриває діафрагму.
Рішення – а) Проводити покадрову зйомку з великими паузами. б) Видалити обтюратор. У цьому випадку ви бачитимете переміщення плівки при зміні кадрів, але експонометрична система реагуватиме на це суттєвіше спокійніше, ніж на повну відсутність світла.
4.Як досягти синхронізації моменту захоплення кадру з нерухомим станом кадру і станом автоматики. Коротше - як домогтися, щоб кадри не смикалися і були однакової щільності.
Рішення – Натискати клавішу миші в момент, коли грейферний механізм вийшов із зачеплення з плівкою. Реалізація – встановити мікро перемикач і припаяти дроти паралельно до микрики миші. На жаль, при швидкості показу в 16 кадрів/с мій комп'ютер не встигав за натисканнями, і після зупинки проектора продовжував надолужувати втрачене. Але при менших швидкостях курсор миші на кнопці захоплення у програмі VidCap із пакета Video for windows 1.1 справно записував послідовність кадрів.
Тепер перейдемо до обговорення досягнутихрезультатів.
До питання стиснення. Нестиснений файл у форматі avi займає приблизно 200кб на кадр при розмірі кадру 288х384, тобто хвилина займає 192 Мб і мрії записати за раз 10-хвилинний ролик без апаратного стиску варто залишити. Подальший стиск дозволяє без втрати якості в 10 разів зменшити розмір, але на P133 на одну хвилину йде майже півгодини часу. З багатьох програм стиснення мені особливо сподобалися Cinepak і Intel Indeo v 5 (попередні версії враження не справляють, та й остання, як з'ясувалося при детальному розгляді, дуже займає ресурси процесора, і пентіуму 133 вистачає тільки при відтворенні фільму з вихідним розміром кадрів; інтерполяцію зображення на весь екран та відтворення фільму без ривків його потужності явно мало).