Совсем недавно Osram представила новейшую разработку в области ламп HMI-серии – HMI DIGITAL. Почему эта серия так интересна и актуальна сегодня для кино-и телепроизводства? Чем же она стала особенно интересна лично мне?

В своей научной статье «Проблемы мерцания осветительного оборудования при скоростной съемке на цифровые камеры», опубликованной в сборнике «Инновационные технологии в кинематографе и образовании» по итогам докладов II Международной научно-практической конференции, прошедшей в Москве 21-25 сентября 2015 года, я уже подробно писал о том, с какими сложностями приходилось сталкиваться на тот момент в высокоскоростной съемке. Но время не стоит на месте, и, параллельно с развитием светодиодных технологий, лампы HMI продолжают развиваться и становиться более дружелюбными к цифровым камерам, на которые сегодня снимается преобладающее большинство проектов для кинотеатров, телевидения и онлайн платформ во всем мире.

Насколько бы не становились лучше характеристики современных светодиодных осветительных приборов, такие как CRI, частота широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PMW в английской литературе), и как бы они не были привлекательны с точки зрения энергопотребления и долговечности, до сих пор не решена проблема рационального теплоотвода в приборах с мощными светодиодами, применяемых в кинопроизводстве. 

В случае использования светодиодных приборов рассеянного света, производители могут добиться высокой мощности, осуществляя пассивный или активный теплоотвод с достаточно большой площадью поверхности, на которой расположено большое количество светодиодов.

Как только в светотехнике заходит речь о создании высокомощных светодиодных направленных приборов, конструкторы сталкиваются с тем, что непропорционально возрастает сложность, массивность и энергозатратность системы охлаждения светодиодного излучателя. Также крайне непросто создать мощный светодиодный источник, максимально приближенный к точечному, для его преобразования линзой в резкий направленный пучок света!

Проблемы мерцания, вызванные осветительным оборудованием, на современных цифровых камерах возникают по двум причинам:

1. Несоответствие кратности частоты съемки частоте мерцания лампы осветительного оборудования.

2. Из-за особенностей работы светочувствительной матрицы современных цифровых камер. Проблема возникает ввиду того, что в процессе экспозиции каждого кадра происходит сканирование всей плоскости матрицы. При этом её не решает даже огромная скорость сканирования, например, реализованная в камерах с глобальным затвором (Global Shutter), на которые снимается большинство кинопроектов. 

Получается, что у разных частей кадра – разный момент экспозиции матрицы, и частота мерцания лампы должна быть либо очень высокой, либо источник света не должен мерцать вообще, как, например, в случаях применения источников, питающихся напрямую постоянным током, или естественного источника света, такого как солнце.

Проблема мерцания изображения в цифровых камерах усугубляется при высокоскоростной съемке. Поскольку для т.н. «рапидов» оператору всегда необходимо большое количество света, и не всегда рассеянного света достаточно, то во многих случаях речь на съемке заходит и об использовании направленных мощных HMI приборов.

Обычные балласты с режимом Flicker Free обеспечивают частоту мерцания газоразрядных ламп до 75 Гц, соответственно, при съемке со скоростью свыше 75 кадров в секунду, с точки зрения неравномерности экспозиции всего кадра, мерцание такого прибора уже может себя проявлять достаточно заметно.

Поэтому для высокоскоростной съемки производители осветительного оборудования начали производить специальные балласты High Speed HMI, работающие на частотах 300 Гц в приборах 12 кВт – 18 кВт, и 800-1200 Гц в приборах до 9 кВт.

До недавнего времени одной из проблем HMI осветительных приборов большой мощности, работающих на высокой частоте, был акустический резонанс, который приводил к так называемому «танцу дуги» между электродами внутри разрядного промежутка ламп HMI. 

Именно из-за риска его возникновения 18 кВт и 12 кВт HMI балласты производились сначала с максимальной частотой 300 Гц.

С «танцом дуги» производители советовали бороться, в частности, используя HMI головы с линзой Френеля, которая немного размывает оптический рисунок сфокусированного потока, а не приборы «Open Face», например, как серия ARRI PARLIGHT, которые, наоборот, работают, как более точечные источники света, подчеркивая тот самый «танец дуги».

В первых сериях High Speed балластов в HS режиме были только ручные регулировки для подбора максимально стабильной частоты в данном режиме. Чем мощнее была лампа, тем сложнее было добиться стабильности работы осветительного прибора.

Чуть позже у ARRI появились балласты MС серии HMI HI-Speed с режимом автоматического сканирования для подбора оптимальной частоты (Auto Scan), где используя эффект обратной связи, балластное устройство само сканирует и находит оптимальную частоту для данной лампы и прибора в течении 3-6 минут работы в режиме, характерном для данной индивидуальной комплектации (лампа, голова, кабель, балласт).

Dedolight делала попытки производства балластов Red Baron, которые питали постоянным током лампу HMI 1200 Вт. Для включения режима постоянного тока лампы нужно было замкнуть цепь кнопкой на 7 секунд. Однако, это приводило к очень скорому выходу лампы из строя, так как химические элементы, находящиеся в составе смеси в колбе лампы HMI, неравномерно осаждались на аноде и катоде, несмотря на чередование полярности при переключении балласта, которое происходило в каждом цикле его перехода в режим постоянного тока. Поэтому производитель снял этот балласт с производства.

В этом году Osram представила свою новейшую разработку в области ламп HMI для цифрового кинематографа. Лампы HMI DIGITAL сконструированы таким образом, чтобы максимально уменьшить влияние акустического резонанса на стабильность работы дуги. На сегодняшний день эта линейка представлена лампами от 200 до 9000 Вт, однако производитель продолжает работу над более мощными 12 кВт и 18 кВт лампами в этой серии. 

Лампы HMI DIGITAL эффективно работают в паре с высокочастотными балластами и дают свет без мерцания на частотах 300 Гц и более при использовании современных регулируемых балластов. Также более прочная конструкция новых ламп обеспечивает повышенную надежность, как при высокоскоростной, так и при обычной съемке, производимой со стандартной частотой кадров.

Как я отмечал ранее, многие операторы, работающие с высокоскоростной съемкой, которая активно применяется сегодня в рекламе, клипах и кино, очень ждут появления мощных направленных приборов, способных обеспечить стабильную работу при высокоскоростной съемке и избавить их от брака по причине мерцания. Конечно, и это можно в некоторых случаях «пролечить» при помощи применения специальных плагинов на этапе цветокоррекции и компьютерной графики. 

Однако, как говорил мой мастер Вадим Иванович Юсов: «Это же неправильно, когда за вашу работу получает деньги кто-то другой, особенно если так решит продюсер, который перенаправит часть или весь операторский гонорар на устранение в постпродакшне брака, полученного при съемке!».

Иван Поморин,

генеральный директор Операторского цеха “Поморин И Ко”

Advertisement