电影决定了每秒24帧的历史是什么样的。

电影是每秒24帧,稍微懂点电影的人可能都知道这个。但这并不是故事的全部。每秒24帧既不是电影速度演变的开始,也不是结束。

在讨论一部电影每秒多少帧之前,需要明确一点:电影的速度可以分为拍摄和放映两种。大多数情况下,只有保持拍摄和放映速度一致,观众才能在屏幕上看到有涵养的人。电影的放映速度从20世纪30年代开始就固定在每秒24帧,对拍摄速度没有特效要求——比如巴瑞·莱文森的阿瓦隆的闪回部分以每秒16帧拍摄,空军电影《壮志凌云》的部分场景以每秒28帧拍摄,《盗梦空间》中的几个梦幻段落以每秒360帧甚至1500帧拍摄,美工用20帧来模仿默片观影效果。

但是电影不是生来就有每秒24帧的。

电影放映速度的选择主要基于人的两个生理机能。一、如何产生连续运动的错觉,即“类运动现象”;二是如何消除人眼感觉到的画面闪烁。

人的眼睛及其数据传输系统每秒可以识别10-12帧,大脑的视觉处理中心会保持每一帧1/15秒。如果大脑在前一帧的1/15秒内接收到新的画面,就会产生画面在不断运动的感觉,这是影片实现的认知基础。

此外,实验室研究表明,人类感光系统对闪烁的感知与图像的闪烁频率和亮度成正比。例如,Hysmans的Kodak公司曾做过一项关于观众闪烁临界性的研究。研究人员将两幅静止图像投影到屏幕的左右两侧进行观看。一幅图像被百叶窗不断阻挡,每次有50%的光进入,另一幅图像被持续照明,并以前一幅被阻挡图像峰值亮度的50%投射。两幅图像的亮度积分相等,观看者调节和控制百叶窗的频率,直到闪烁消失。99名观众的平均闪烁临界度在3英尺朗伯处为48赫兹,在40英尺朗伯处为60赫兹,在500英尺朗伯处为70赫兹。

需要注意的是,形成连续运动错觉所需的最低胶片速度与消除强光闪烁所需的最低频率不同。如果影片以16-24帧的速度放映,已经实现了画面的流动,但实际上人眼会发现画面闪烁很厉害,观看效果并不理想。因此,电影放映机采用了一种特殊的机构来解决这个问题,其秘密就在于叶片结构。

一般的电影放映机都是用马尔蒂克罗斯卡尔(国内译为“马尔蒂克罗斯卡尔”)将连续转动转换为间歇运动,或者叫“日内瓦机构”,因最初应用于机械钟表而得名。一个凸轮用于连续旋转,它与一个形状像马耳他十字徽章的十字车啮合。两者每次啮合,十字车旋转1/4周,即90度。传动轴每旋转一整圈,间歇送片齿轮旋转1/4圈,对应拉动胶片上的四个齿孔,使一帧胶片进入胶片窗口(普通35mm胶片)。在这个过程中,有缺口的圆盘快门(俗称挡泥板)会刚好挡住投射灯。只有当一片胶片稳定地停留在胶片窗口前,光线才能穿过它。

琉米爱尔时代的人发现,如果单片百叶窗——即放映时每块屏幕遮挡一次——按每秒16帧计算,屏幕每秒在明暗之间变化16次,得到的屏幕闪烁不定,这是无法忍受的。于是很快就有人发明了两片式桨,让每一帧在放映中途被遮挡一次,即每一帧在银幕上重复放映两次,相当于把明暗转换的频率提高到32Hz(如果还是按每秒16帧计算的话)。后来电影院配了更宽的屏幕,功率更高的弧光灯,两片百叶窗都不够用了。波兰发明家Kazimierz Prószyński发明了三片式百叶窗,使每个屏幕重复出现三次,将频率提高到48Hz,基本解决了频闪问题。叶板上的每一片大小不等,最大的一片是90度,用来在抓片的1/4周期中遮挡光线。三片式百叶窗在20世纪20年代的电影放映机中很流行。

今天,有许多喜欢无声电影的影迷。如果是查理呢?卓别林,巴斯特?基顿的打闹喜剧给人的印象,恐怕很多人会觉得银幕上的人跑起来像发条一样僵硬。这很大程度上是筛选速度造成的。如果无声电影以“正常”速度播放,它实际上应该看起来和当前电影一样流畅。

那么默片的正常速度是多少呢?有不同的答案。它通常默认为固定的每秒16帧。就算很多经历过那个时代的摄影师问你当时每秒要抖多少帧,他们都异口同声的回答是16帧。的确,准确地抖出不低于每秒16帧的画面,是每个摄影师从学徒开始就要训练的基础课,但真实的历史远没有这么简单。

现代洗印厂在转印无声拷贝时往往只是简单地每两帧印一帧,这样就把16帧填成了24帧。影迷俱乐部的组织在西方国家很流行,包括无声电影在内的经典电影经常上映。因此,许多16毫米放映机配备了无声电影和有声电影之间的开关,有声电影放映速度为24帧,无声电影放映速度为16或18帧。然而,这种粗略的设置不适合放映无声电影。

乔治·伊斯曼之家的策展人詹姆斯·卡德查阅了现有的各种资料,尤其是剧院乐队指挥和放映员的提示单,上面记录了电影制片人对音乐选择和电影放映速度的建议。结果是惊人的。没有一部电影表示要以每秒16帧的速度放映。比如天启四骑士(1921)的说明书上说正确的投射速度是12分半和1000英尺,相当于每秒21帧半。

追根溯源,电影拍摄和放映的速度在诞生之初并没有达成共识。在1895之前,镜中画出的运动物体的形态图和快照,由于制作难度较大而受到限制。人们认为用尽可能少的图片可以反映尽可能长的时间。至于时间的长短,要看反映的动作性质和操作机器的人的主观意愿。

那埃米尔呢。雷诺用纸带放映,纸带长22-50米,上面有300-700帧。可以连续筛选6-15分钟。其实里面包含了很多静止的画面,上蹿下跳,但是观众被体育奇迹震撼到了,不会去关注。

同时期的爱德华?穆布里奇和艾蒂安·朱尔斯?马雷等学者也对摄影频率提出了一些看法,但研究不够深入。1890,弗里斯?格林的实验发现,摄影和投影的最低频率可以达到每秒3-7帧,以实现图像的移动。1889托马斯?爱迪生开始研发可移动护目镜,他主张不低于每秒46帧。如果低于这个数字,人看久了眼睛会疲劳。这是一个很有见地的观点,他已经在考虑画面的闪烁了。但这个频率远远高于构成运动现象的必要底线,浪费胶片太多,会加速胶片孔的磨损。其实爱迪生自己也没有坚持46帧拍太久。除了胶片成本因素,当时的胶片感光度很低,频率越高,每帧曝光时间越有限,不利于拍摄质量。

卢米埃尔兄弟在自己实验的基础上,认为每秒15-16帧就够了。他的理论基础是基于之前发明者积累的低速放映经验,并考虑了当时胶片输送部件的能力。

1896年,mestel工厂提出了两片刀片板的设计,基本解决了频闪问题,人们意识到没有必要为了消除闪烁而增加帧数。

然而,在最初几年,爱迪生的电影拍摄频率远高于其他公司。1900年,爱迪生用的是每秒24帧左右,而他们的主要竞争对手Biograph用的是巨型相机,电机重1700磅,拍摄速度是每秒40帧。

20世纪最初几年,电影拍摄频率的标准远未统一。法国人偏爱16左右,但有些英国片接近24。爱迪生和Biograph后来调整为10-12。

“16”的标准是从镍剧场时期(1905之后)建立起来的,所有的电影生产国都向这个标准靠拢。从经济和人力的角度来看,频率的统一有利于电影国际制作发行秩序的建立。

但在实际操作中,无论是拍摄还是放映,都很难遵守16的标准。摄影师经过统一训练,相对遵守这种不成文的约定,但放映端没有惊喜。

后来成为著名摄影师的维克多·米尔纳(Victor Milner)回忆自己早期的放映员生涯时说,每天早上8点上映一部电影需要65,438+0,000英尺,但到了下午,同样的场景会按照经理的指示非常缓慢地播放。1000英尺如果以每秒16帧播放,需要16分半钟。

按照今天每秒24帧的标准,一部1000英尺的电影放映需要11分钟,但当时有些影院为了抢时间,多放几场(或者早下班),居然6分钟就看完一部电影,10分钟也很常见。出版商经常在海报上印上标准的电影长度,以纠正放映员的自作主张。如果时间不够,有些观众会去电影院算账。但院线想出对策时,用纸条遮住了海报上的时间线,不让观众看到。

在大多数机器中,曲柄一转等于一英尺,一分钟66转是一个相对标准的速度,放映员可以掌握。

在单两部剧的时代(1910年前左右),放映员经常播放爱迪生的电影速度非常快,但Biograph强烈反对超过每秒16帧。到1913,16对于某些电影来说太快了。因为《Biograph》的总导演大卫·格里菲斯在尝试脱离单本和两本书的长度限制,如果他拍摄和播放的速度慢(每秒不到16帧),那么他可以用同样长度的影片讲述更多的故事,所以他采用14帧甚至更低的速度,将两部剧的长度延长到近40分钟。这也困扰了当时的观众和影评人,因为如果有一家电影院像其他电影一样以16帧左右的速度放映,格里菲斯电影中的人物会特别匆忙,这对于难以克制的电影院来说是常见的。两年后,格里菲斯开始创作他的12真实故事片《一个国家的诞生》。

但是习惯已经养成了。格里菲斯和他的摄影师比利·比策将慢拍风格带入了《一个国家的诞生》。这部电影中的一些场景必须以每秒12帧的速度显示才能看起来正常。如果后人把放映机设置为默片系统(16或者18),其实对于其他很多默片来说都是慢的,但是对于格里菲斯来说就太快了。

但是,缓释又会带来当时的另一个矛盾。硝酸薄膜非常易燃。放映速度越慢,意味着每张片子在光线下烘烤的时间越长,着火的危险就越大。大多数投影仪都设置成如果速度低于每秒40英尺,防火门会自动落下并切断光线。

无声电影的速度并不总是一样的。有些场景要求快一点,比如动作追逐戏,有些场景要求慢一点,比如浪漫爱情戏。这体现在拍摄和放映两个过程中的相互协调、猜想和预判。比如摄影师有时候会故意放慢动作场面的拍摄速度,这样在正常速度下会显得更快。格里菲斯的《家甜蜜的家》(1914)建议第一本书放映16分钟(每秒16.6帧),第二本书放映14-15分钟(17.8-65438)。以下书籍为13-14分钟(19-20.5帧/秒)。这么详细的规定太繁琐了,恐怕没有多少放映员会严格按照他的理想标准来。

1912在《托马斯·因斯》的片场,他会在剧本里向摄影师表示,这里要抖起来。但是多快算快,还是要看摄影师自己的节奏感。

1915一个放映员的业务手册封面上写着一个大字:摄像机无固定速度!正确的投影速度取决于场景。放映员要时刻注意屏幕和观众的接受反应,并相应调整放映速度。

综合已知情况,可以推断默片时代的放映速度略高于其拍摄速度。

在电影收藏领域逐渐形成了惯例。如果是1918之前的片子,最好以18左右的速度放映。如果是在1918之后,每秒20-24帧会比较合适。

这是因为,从1918开始,电影院就一直在提高放映机的摇摆速度。1925年,美国电影工程师学会(SMPE)召开会议,主张标准速度应为每分钟80英尺,也就是每秒21.3格左右。当时大部分电影院用的是85-90英尺的速度,大概是22.6-24平方。这是在提醒电影院应该减速。

为什么会有这样的速度赛?制作和放映两端的意见截然相反。

美国印第安纳州一家连锁影院的老板声称,每秒24帧是当今电影的标准速度,影院加快速度是为了跟上摄影师越来越快的速度。然而,好莱坞的大多数摄影师都对这种说法嗤之以鼻。他们为自己多年训练养成的稳定的抖动速度而自豪,坚持自己和同龄人都还是以每秒16帧的速度拍摄,所以投影也应该是以16帧为基准,应该不会高太多。但是电影院的放映员抖得越来越快,摄影师也要加快速度才能跟上放映端不规范的做法,不然所有的片子看起来都怪怪的。有些摄影师把速度快至20-24帧,以抵消电影院放映的速度。

贝尔&等相机厂商;豪厄尔仍然坚持16的标准。直到20世纪30年代初,部分型号的相机还标有16作为标准速度,但没有人关注。

与好莱坞相呼应,欧洲电影也在加速发展,但速度要慢得多。据统计,法国直到1929年才达到每秒21格。德国稍微快一点,1926达到20方左右。或许和物资短缺有关。苏联一直慢,上世纪20年代依然没有超过18。

拍摄和放映两条战线上的军备竞赛在一些国家已经到了疯狂的程度。20世纪20年代中期以后,拍摄速度超过24帧的电影比比皆是,而一些放映更有可能超过40帧。

所以贝尔&;豪厄尔开始给相机配备电机和速度指示器,以16格为基准,最多22格。一开始大家都说手摇比电机好,但是从20世纪20年代开始,手摇慢慢告别了胶片拍摄的惯例。其中一个重要原因是移动镜头的增加。谁也不能保证相机在移动的时候,每秒能抖出16帧。

随着电机的普及,电影拍摄和放映的标准速度呼之欲出,但还差一步,就是有声电影的发明。

在20世纪20年代中期,有两种电影录制设备。一种是Vitaphone,主要由华纳兄弟和西方电气公司推广。它采用了蜡碟音效技术,以24帧为标准速度。而Fox主推的Movietone采用片上音效技术,以21为标准,后来很快调整到24格。

有声电影要求画面和声音严格同步,胶片行走速度绝对稳定,手持摄影/放映必须用电动机代替。人眼可能会容忍快慢画面,但对于耳朵来说,速度的微小变化都会造成声音频率或音调的极度失真,这对于每秒相差三格的人的耳朵来说是无法接受的,这对于Movietone来说尤为关键。

第一部有声电影《爵士之王》6月纽约首映1927。那时,美国大多数电影院还没有安装音响设备。其实摄影和投影的矛盾在《爵士之王》中也有体现。影片中无声的段落是用手拍摄的,摄影师哈尔·莫尔仍然习惯于缓慢的抖动速度。当影片以24帧的标准速度放映时,阿尔·乔尔森的节奏又快又硬,但在讲段落时却很正常。

《爵士之王》的成功风靡美国。从那以后,好莱坞工作室强制要求仍然坚持手摇的摄影师以每秒24帧的速度拍摄。如果已经通电,那就不用说了。

沃尔特·克尔在他的代表作《无声小丑》中提出了一个理论,即无声电影主要以每秒16或18帧拍摄,但却以接近有声电影的24帧放映(我们可以认为他的统计有点粗糙,但这个概括基本适用于无声后期,即无声喜剧的高峰期),虽然这对许多创作者来说并不合理,但这种放映实践导致银幕上呈现的动作比日常生活更快、更清晰、更轻松、更有力。这就是电影!比生命更大,比生命更快,精彩的词!

1932年3月15日,每秒24帧被正式批准为有声电影的标准拍摄和放映频率,直到今天才得到全球电影业界的认可。

与原来的每秒16帧相比,同样的电影时长消耗的电影镜头增加了50%。对于频闪问题,现在使用双刃,屏幕上的刷新频率也可以达到48Hz,满足基本需求。为什么只有24个方块?一是接近当时逐渐上升的频率习惯,是自然选择;第二,对于片上发声技术,考虑到胶片实际使用分辨率为每毫米80-100线,只有当胶片运行速度为每秒456mm(等于35mm胶片每秒24帧)时,才能保证最高频率声带9000-11000Hz的声音再现输出。如果短一点,声音就容易失真。可以理解,每秒24帧可能不是最好的选择,但在当时是最经济的决定。

几年后,由于录音和放音技术的进步,以及人声胶片的改进,高音失真不再是问题。有人建议降低拍摄放映速度以节省胶片,比如1933的苏联人叶夫塞伊。米哈伊洛维奇?戈尔托夫斯基建议有声电影可以改成每秒16帧,1937当一个美国工程师建议改成每秒20帧,1937当苏联工程师彼得罗夫再次建议时,没有被采纳。

不采用的原因有很多。第一,正片的感光乳剂分辨率没有负片快,为了降低拍摄速度而单纯提高负片的分辨率是没有用的;第二,改变35mm的标准会相应影响16mm的光学还原;第三,如果改回每秒16帧,为了避免闪烁,必须使用三片式百叶窗,并对现有投影机的间歇运动装置进行改造,这样会导致百叶窗的透光度下降,这在电影光源的改进还没有跟上的时代是很难被允许的。

所以每秒24帧的片速,已经洗礼了80多年,被所有观影者所用。还是会有轻微的闪烁,尤其是在高光场景下;如果屏幕上的物体在高速运动,曝光时间过长(每帧约1/48秒,相机叶片的张角略有不同),也会导致运动模糊的现象,俗称“拖尾”。一种习惯一旦根深蒂固,就有可能内化为一种审美标准,所以后来有人用数码高清相机,想尽办法模仿所谓胶片电影的感觉,包括抖动、闪烁、拖尾。

每一次电影技术的变化,都会有人想要挑战二十四方格的黄金法则。

Cinerama是20世纪50年代宽屏电影浪潮的第一次尝试。它将三张图片并排拼接成一个巨大的曲面屏幕。因为屏幕面积过大,闪烁效果加剧,所以将拍摄和放映速度提高到每秒26帧,以缓解频闪苦恼。

1955,美国光学公司和麦格纳剧院公司推出了65mm大尺寸胶片的Todd-AO格式(发明者迈克尔·托德是电影明星伊莉莎白?泰勒的丈夫在一次空难中英年早逝。Todd-AO格式拍的片子不多,也是为了解决频闪问题(尤其是画面边缘,因为人的外围视角比中央视角更敏感,它的画面特别大)。这种格式的前两部电影(《俄克拉何马》和《八十天环游世界》)都是每秒30帧,但毕竟转换不方便,效果提升有限,30帧就成了不必要的麻烦。

然而24方的统治地位并没有延伸到主流电影的版图之外。即使在有声电影的标准建立之后,各种格式的业余电影和科学电影仍然大量使用16或其他速度。比如30年代出生的8mm片是16,60年代的超8片主要是18。此外,在某些情况下,帧30、32、48和60都被用于投影。

随着电视的出现和影视节目的转型,帧率的问题变得更加复杂,更不用说电视行业内部在格式和帧率上的巨大差异了。北美、日本和中国台湾省目前废除的NTSC制式是每秒30帧,而欧洲大部分国家和中国的PAL制式以及俄罗斯、法国、部分非洲和亚洲国家的SECAM制式都是每秒25帧。北欧国家过去以每秒25帧的速度拍摄大量新闻电影,少量用35 mm胶片制作的电视电影也有25帧。

电影时代,考虑到技术和成本的制约,大幅提高拍摄和放映的频率是不现实的,几次尝试都无果而终。但目前电影正在向数字化时代发展,这个过渡过程即将在放映端完成。电影拷贝很可能在一两年内从主流市场消失,但预计在制作端还会持续一段时间。从电影到数字,永远不会像有些人想的那样一帆风顺,一帆风顺。数字电影会带来很多新的问题,尤其是在电影遗产保护领域,有很多难以克服的困难亟待解决,放映频率就是其中之一。

以现在最流行的2K数码投影机为例。其水平像素为2048,垂直像素为1080,共计2211,840像素。它的芯片只有1.5英寸大小,上面像素的宽度小于人类头发直径的1/5。每个像素无数个小反射镜组成一个阵列,当像素阵列接收到信号后,驱动转向机构沿固定轴做偏转运动,使每个微镜发生偏转。

数字投影仪通过投影仪芯片上相同位置的微镜显示每个像素的亮度和颜色。当芯片的IC信号处理系统接收到编码图像流时,它会发出指令,使微镜以每秒数千次的频率偏转或保持静止。如果微镜没有接收到指令,来自投影仪的光将不会被转移到投影透镜,而是被引导到类似于黑洞的一些光吸收装置。一旦微镜被激发并偏转到下一个位置,光源被反射到投影镜头,观众就可以看到屏幕上像素所代表的亮度。

如果像素是纯黑色,微镜将不会被激发,光将进入光吸收装置;如果是纯白色,光源的所有亮度都会反射到屏幕上。微镜每秒钟可以移动数千次。如果闪烁次数多,屏幕上图像的亮度就会高。如果闪烁次数少,屏幕上的图像会显得暗淡。因为芯片上有那么多微镜,而且每个微镜的闪烁不一样,所以屏幕上有1024个不同亮度的灰度。

DCI数字电影倡议组织(Digital Cinema Initiatives,Japan)于2005年提出了一套数字电影的技术规范,只提供了频率选择范围较窄的放映标准(最初只包括24和48格,只有2K支持48格),遭到了世界各地电影保护机构的强烈反对。

眼看着SMTPE旗下的数字电影委员会DC28(影视行业最重要的标准制定者)有可能接受DCI的提议,FIAF的技术委员会坐不住了。2007年,FIAF发表公开信,引起业内人士对数字电影频率规范对电影遗产保护的影响的关注。

FIAF的公开信指出,世界各地数百个电影档案馆收集的大量节目不属于24/48网格系统。除了不可替代的文化遗产价值,这些电影还有不可估量的商业价值。因此,即使从纯粹的商业角度来看,我们也不应固步自封。

以比利时皇家电影资料馆为例。在其收藏的55000部电影中,约有4000部是无声电影;英国影视资料馆的1.5万部电影中,约有1万部是无声电影;在丹麦电影资料馆的48,000部电影中,有3,845部无声电影。

另外,更多的图书馆无法提供准确的片名统计,更不用说每部电影每秒应该放映多少帧了。

世界上有成千上万个电影节,其中许多电影节会放映老电影,包括无声电影和其他不是每秒24帧的电影。

胶片还原的原则是尽可能还原一切,绝对避免帧频转换。如果不能放宽对数字电影放映频率的限制,那将是历史的倒退。

FIAF认为,从长远来看,数字电影放映应该支持任何正的比率(精确到小数点后几位)。其次,考虑到很多默片的拍摄和放映速度并不一致,不仅要自由定制速度,还要在放映过程中随时调整速度!