Ako je možné, že si dnes môžeme pozrieť 4K verziu filmu starého 50 a viac rokov? Kde sa tento vysokokvalitný obrazový obsah zrazu vzal a ako to, že sme ho nemali aj predtým?
Pokrok v technológiách je len pre málokoho prekvapením. Na trh prichádzajú nové a výkonnejšie počítače. Displeje majú čoraz vyššie rozlíšenie, kvalitnejšie podanie farieb i ostrosť. Naše záznamové zariadenia, či už ide o smartfóny alebo pokročilejšie fotoaparáty a kamery, zaznamenajú obraz v čoraz lepšom a vernejšom detaile. Je teda samozrejmé, že sme sa od starých nevzhľadných obrazových machúľ postupne presunuli k Full HD videu a následne dokonca ku 4K. Nové filmy si užívame v kvalite, o ktorej sme pred 20 či 30 rokmi ani nesnívali.
Nuž ale, ako je možné, že na obrazovke svojho televízora náhle vidíme v špičkovej kvalite aj filmy, ktoré si ešte pamätáme z éry VHS videokaziet? Ako je možné, že keď prišla éra DVD, filmové štúdiá v tejto omnoho lepšej kvalite vydali aj filmy staré desiatky rokov? Ako to, že to následne urobili znovu pri príchode Blu-ray a opätovne to robia aj pri nástupe 4K.
Charles Duke zbiera na Mesiaci vzorky v blízkosti krátera Plum, 16. apríla 1972 /Foto: NASA/
Čo je to nejaký trik alebo podvod? Ako môže byť film, ktorý bol natočený ešte pred druhou svetovou vojnou, zrazu rovnako v 4K rozlíšení?
Ako sa môžu zrazu objaviť 4K záznamy z pristátia ľudí na Mesiaci? Krištáľovo čisté, superostré a perfektné. Veď sme ich predsa nenatočili znova s použitím modernej technológie.
AKO OBRAZ ULOŽENÝ NA ANALÓGOVOM FILME DIGITALIZUJEME DO 4K?
Dôvodom, prečo môžeme aj veľmi staré filmy znovu vydávať v stále vyššom rozlíšení, je spôsob, akým boli pôvodne zaznamenané. Viac ako storočie sme totiž používali ako prioritné obrazové úložisko tenučký fotografický/filmový pás z celulózy, so svetlocitlivou vrstvou.
Jeho podoba je vám celkom určite dobre známa. Tenký prúžok malých okienok s charakteristickým dierkovaním po stranách, namotávaný na valec alebo kotúč. Vo fotoaparáte sa používalo na jednu snímku jedno okienko filmu, pri kamerách bol filmový pás namotávaný rýchlejšie a posunom napr. 24 okienok za sekundu sme mohli zaznamenať z nášho pohľadu plynulý obraz videa.
Negatívne políčka obrazu filmového pásu /Foto: Blackmagic Design/
Ak takýto hotový filmový pás zdvihnete do ruky a pozriete sa naň proti svetlu, v jeho okienkach budete jednotlivé filmové snímky vidieť. Sú do neho fyzicky „vypálené“ samotným svetlom, ktoré prešlo optickou sústavou kamery. Filmový pás tvorí špeciálne pripravený na svetlo citlivý materiál, uchovávaný v úplnej tme. Pod optickou sústavou sa postupne na krátku dobu odhaľoval a kontakt so svetlom v ňom vykonával nevratné chemické zmeny.
To je dôvod, prečo je obraz v jednotlivých okienkach negatívny, teda svetelne prevrátený. To čo bolo pred kamerou svetlé, vyvolalo na filme najväčšiu reakciu a tieto miesta sú na filme tmavé a naopak to čo bolo tmavé, je na filmovom páse svetlé, nakoľko reakcia materiálu bola maličká a daný priestor zostal takmer číry.
Je naozaj veľmi dôležité si uvedomiť, že výsledkom tohto procesu je skutočný fyzický obraz. Dá sa prirovnať k maľbe či lepšie povedané k veľmi detailnej rytine, ktorú chemicky „vyrývalo“ samotné svetlo svojimi lúčmi.
Na povrchu celulózového filmu je rozotrená a stuhnutá želatínová emulzia, v ktorej je ponorené obrovské množstvo miniatúrnych kryštálikov striebra. Kryštáliky na dopadajúce fotóny svetla reagujú a menia svoju konzistenciu a podobu. Podľa spôsobu svojej prípravy tmavnú, čím inverzne reprezentujú jas, prípadne sa rozpúšťajú do miniatúrnych obláčikov farby.
Práve veľkosť týchto kryštálov alebo vytvorených obláčikov určuje, ako veľmi môžeme obraz filmu zväčšiť a aké rozlíšenie zaznamenaný obraz vlastne má.
V tejto súvislosti je potrebné rozpoznávať dva veľmi odlišné pojmy a vzájomne si ich nemýliť. Keď o „rozlíšení“ hovoríme v súvislosti s počítačmi, dnešnými obrazovkami alebo digitálnymi záznamovými zariadeniami, máme vždy na mysli digitálny popis obrazovej informácie, reprezentovaný počtom samostatných pixelov.
Pixel je štvorček, ktorý má nejaký jeden konkrétny jas a jednu konkrétnu farbu. Ide o najmenšiu digitálnu obrazovú informáciu, z ktorej sa obraz skladá do mriežky v podobe rovnomerných riadkov a stĺpcov. V prípade Full HD rozlíšenia ide o 1920 riadkov, pričom každý obsahuje 1080 pixelov. Dohromady sa ich teda v jednej snímke zobrazuje približne dva milióny (1920 × 1080 = 2 073 600).
Profesionálny filmový skener Arriscan XT. Jeho cena je na úrovni, za akú u nás kupujeme byty a domy /Foto: ARRI AG/
Fyzický objekt, či už ide o namaľovaný obraz Mony Lízy, ktorý visí v galérii, alebo filmový pás celulózy, na ktorom je obraz vyrytý svetlom, žiadne digitálne rozlíšenie nemá. Nie sú v ňom žiadne pixely. Žiadne rovnomerné štvorčeky minimálnej obrazovej informácie s nejakým jasom a farbou. V ich prípade je obrazová informácia tvorená miniatúrnymi čiastočkami rôznych materiálov, tvarov a veľkostí.
Ak hovoríme o „rozlíšení“ v prípade filmového pásu, myslíme tým jeho optické rozlíšenie. To môžeme definovať a popisovať rôzne, avšak v základe ide o schopnosť jeho materiálu zachytiť nejaký obrazový detail. Typicky je meraný tak, že sa na rozmere jedného milimetra zobrazuje čoraz viac párov čiar, stále hustejšie a hustejšie, až do momentu, kým ich obrazové médium nezačne vnímať ako zliaty celok. Tým dostávame signalizáciu, že väčší detail už v základe nedokáže spoľahlivo zachytiť. Výrobcovia filmových pásov, ako je napríklad Kodak, tieto namerané hodnoty u svojich produktov uvádzajú.
Pre mnohých ľudí je pritom obrovským prekvapením, ako nesmierne schopná je v tomto ohľade štruktúra filmových pásov, ktoré sú polstoročie, či dokonca celé jedno storočie staré. Použité kryštáliky striebornej soli, ktoré sú nasypané a rozmiestnené v stuhnutej emulzii na povrchu filmového pásu, sú totiž nesmierne maličké. Ich rozmery sa pohybujú obvykle v rozsahu tisícin až desiatok tisícin milimetra. V emulzii sú náhodne rozmiestnené, ako akési zrnká mikroskopického prachu, pričom tvoria neuveriteľne detailný fyzický materiál pre svetelnú „rytinu“, ktorá do nej vrazí.
Rozmery okienka 35mm filmu
Najpoužívanejší filmový pás v Hollywoode a všeobecne vo filmovom priemysle, má šírku 35 mm. Keď sa naň pozriete, môžete si všimnúť, že jeho okienko je z dôvodu bočnej perforácie určenej na posun o niečo menšie. Konkrétne ide o 22 × 16 mm, čo je veľkosť samotného obrázka, ktorý môžete vidieť vlastnými očami.
Možno sa zdá, že obrázok veľký dva centimetre v zásade veľa detailov skrývať nebude. Avšak treba si uvedomiť, že vzhľadom na veľkosť strieborných kryštálikov sa ich do každého štvorcového milimetra emulzie dostali stovky tisíc, či v prípade viacerých samostatných vrstiev pre farbu aj milióny. Aj keď sa teda pozeráme na fyzický obraz len v rozmere malej poštovej známky, je svetelne vyrytý do desiatok až stoviek miliónov náhodne veľkých a náhodne rozmiestnených kryštálikov, ktoré ho spoločne popisujú ako materiál dreva popisuje prácu rezbárskeho dláta.
A ako budeme túto obrazovú informáciu opticky zväčšovať, tento fantastický detail sa bude odkrývať a vystupovať pred naše oči. Nielen tak, že dané okienko presvietime premietačkou a zväčšíme na obrovské plátno v kine, ale aj tým, že ho budeme detailne fotografovať pod zväčšovacím sklom.
A presne takto digitálny 4K obraz z filmových pásov aj dostávame. Tak, ako v parížskom Louvri môžete na obraz Mony Lízy namieriť svoj smartfón a vytvoriť si jeho 20 Mpx fotografiu, tak môžeme umiestniť filmový pás na precízny skener, presvietiť film svetlom a obraz digitálne zaznamenať vo vysokom rozlíšení, popísanom v prípade 4K približne 8 miliónmi pixelov na každú snímku. Tento proces síce nie je v základe komplikovaný, avšak je veľmi citlivý na presnosť posunu, optické sústavy, uniformitu svetla a podobne.
35mm pás filmu prebieha skenerom Cintel od firmy Black Magic /Foto: Black Magic /
Keďže chceme, aby digitalizačný proces bol čo najlepší, na digitalizáciu starých hollywoodskych filmových pásov používame vysokokvalitné filmové skenery. Medzi najpopulárnejšie profesionálne mechanizmy tohto typu patrí Cintel, od firmy Blackmagic Design, Arriscann od firmy Arri, alebo Director od firmy Lasergraphics, ktoré môžete vidieť aj na fotografiách. V závislosti od konfigurácií sa cena takýchto strojov pohybuje v rozsahu 30 000 až 175 000 eur.
Samotný proces skenovania je automatický. Filmový 35 mm pás sa do stroja vloží a nechá sa posúvať ako v akejsi pomalej premietačke. Jednotlivé okienka sa dostávajú pod skener a výsledné digitálne obrázky zo snímača putujú do počítača. Každé jedno okienko filmu sa presvieti a naskenuje, teda v základe digitálne odfotí. Vzniká tak jeho digitálna verzia, ktorej rozlíšenie je také, aké sú schopnosti skenera, respektíve fotoaparátu.
Čím viac pixelov sa zvolí, tým je popis hustejší, lepší a detailnejší. Je to totožné, ako keď si vo svojom smartfóne nastavujete, v akej kvalite chcete robiť fotky či video. Zariadeniu skrátka len prikazujete, akým množstvom pixelov má fyzickú obrazovú informáciu popisovať. Fyzický svet pred objektívom zostáva totožný. Ak teda filmový pás skenujete v HD rozlíšení, dostanete HD obraz. Ak ho skenujete v 4K rozlíšení, dostanete digitálnu 4K snímku tejto fyzickej obrazovej informácie.
AKO TO, ŽE SME TAKÝTO KVALITNÝ 4K OBRAZ NEMALI AJ V MINULOSTI?
Jednou z častých otázok, ktoré sa vyskytnú v súvislosti s problematikou skenovania starých filmov do digitálneho 4K rozlíšenia je, prečo ho máme dostupný až dnes. Veď predsa ak takýto obrovský detail dané originálne filmy vždy obsahovali, prečo sme sa celé roky museli pozerať na také rozmazané a neostré verzie?
Odpoveď je pomerne jednoduchá a priamočiara. V minulosti sme to nemohli robiť, pretože sme nemali dostatočne výkonnú digitálnu mašinériu, ktorá by nám umožnila tieto detaily digitálne naskenovať, uložiť a predovšetkým spracovať. Zároveň sme nemali dátové nosiče, na ktorých by sme takúto detailnú informáciu mohli distribuovať a v neposlednom rade, nemali sme ani dostupné zobrazovacie zariadenia, na ktorých by si diváci takýto obsah vôbec mohli pozrieť.
Na dobré pochopenie si treba uvedomiť, ako sa s filmovým pásom v minulosti vlastne pracovalo a ako sa prehrával. Keď kameramani, režiséri a herci vytvorili a natočili jednotlivé scény, kotúče s filmovým pásom putovali do strižne. Slovo strih a strižňa sa používa práve preto, že film sa naozaj fyzicky rozstrihával a jednotlivé pásy okienok sa na seba nadväzovali do plynulého celku zloženého z jednotlivých scén. Tie začínali a končili vďaka skutočným nožniciam v správny moment a mohli sa spájať do celkového príbehu, určeného pre diváka.
Naozajstný fyzický obraz na povrchu filmu, chemicky „vypálený“ svetlom /Foto: Bart Everson/
Akonáhle bolo všetko hotové, rozstrihaný a správne zoradený film sa duplikoval na jeden celistvý filmový pás, formou presvietenia a vytvárania pozitívu. Jednotlivé okienka sa skrátka presvietili svetlom, pričom namiesto na plátno mierili na okienka nového filmového pásu, ktorý toto svetlo zaznamenával. Tieto nové filmové pásy sa následne distribuovali do kín, kde sa premietali na premietačkách. Obrazová kvalita zodpovedala tomu, ako precízne sa pás zduplikoval, ako dokázala premietačka film presvietiť, aký výkonný zdroj svetla použila, ako dobre bolo riešené plátno, na ktoré sa svetlo premietalo a podobne.
Keď sa filmy začali v polovici 20. storočia dostávať do domácností vďaka prvým televízorom a TV vysielaniu, ich obrazová informácia sa konvertovala do podoby analógových elektronických signálov, ktoré tieto zariadenia mohli zobrazovať a ktoré naše televízne vysielače mohli generovať. Operovalo sa skrátka s vtedajšími technológiami a s vtedajšími možnosťami.
V počiatkoch TV sa používal tzv. Film chain (v preklade doslova filmový reťazec), čo bol prakticky klasický projektor, ktorý namiesto plátna premietal obraz z filmového pásu rovno na objektív televíznej kamery, ktorá svetlo priamo transformovala na analógový TV signál vtedajšej kvality, zodpovedajúcej schopnostiam prenosovej siete a vtedajších TV.
Prakticky celému 20. storočiu dominovali CRT obrazovky, ktoré prijatý analógový elektrický signál zobrazovali tak, že ho postupne bod po bode, riadok po riadku od vrchu dole, vystreľovalo elektrónové delo. Tieto body môžeme v základe považovať za ekvivalent pixelov, i keď sú zobrazované kontinuálne, nie naraz, pričom bežne sa zvládal produkovať rozsah 449 × 483 bodov.
Filmový pás prebiehajúci sústavou skenera Director 10K od Lasergraphics /Foto: Lasergraphics/
S nástupom 70. a 80. rokov minulého storočia nastala úspešná transformácia na výrazne lacnejšie ukladanie videoobsahu, v podobe magnetických pások, čo viedlo aj k tomu, že si ľudia filmy mohli kupovať a prehrávať sami. Dominovali pritom videokazety VHS, ktoré v základe ukladali signál na ekvivalente rozlíšenia 335 × 576 pixelov. Potrebovali k tomu zhruba 100 metrov pásky na hodinu záznamu. Pásy filmu sa na magnetické pásky transportovali pomocou analógových skenerov, nazývaných Telecine, pričom opäť sa používalo všetko na hranici záznamových a prenosných a prehrávacích schopností vtedajších médií a strojov.
Na prelome storočí, s veľkým nástupom digitalizácie, počítačov a LCD obrazoviek, sa dostal k slovu digitálny prenos a digitálny zápis obrazovej informácie. Objavil sa formát DVD-Video, ktorý používal rozlíšenie 720 × 480 pixelov. To bolo blízko úrovne vtedajších LCD obrazoviek, ale hlavne, šlo o rozumné maximum z hľadiska spracovania a distribúcie digitálneho videoobsahu. Pre jeho záznam, strih a komprimáciu je potrebný výpočtový výkon, pričom významnú časť potrebujeme aj pri jeho prehrávaní, v závislosti od stupňa kompresie. Tento záznam takisto potrebujeme k ľudom dostať na nejakých nosičoch, pričom maximom bolo dvojvrstvové 8 GB optické médium.
Pýtať sa, prečo sme v tejto dobe nemali 4K obsah, keď filmové pásy jeho naskenovanie predsa umožňovali, je ako čudovať sa, prečo fotka Mony Lízy, ktorú ste si v Paríži odfotili v roku 2004 so svojím telefónom Nokia, mala len 0,1 Mpx a nie 20 Mpx, ako fotia dnešné smartfóny. Veď predsa obraz, ktorý visí na stene v galérii, to vždy umožňoval.
Pri rozlíšení 4K má jedna naskenovaná snímka filmového pásu okolo 30 MB. Používajú sa obrazové formáty ako TIFF, Cineon alebo DPX, ktoré ukladajú farebnú informáciu ako surové dáta, čím je možné zachovať pôvodnú optickú charakteristiku filmu. Pokiaľ ich bude jedna sekunda záznamu obsahovať 24, čo je bežné v hollywoodskej produkcii, jednoduchým vynásobením môžete vidieť, že naskenovaný materiál dvojhodinového filmu bude mať podobu 172 800 súborov, ktoré budú vyžadovať úložisko s kapacitou zhruba 5 terabajtov.
Obrazovka s dátovým výstupom skenerov Arriscan /Foto: Arriscan/
Tieto dáta vo výsledku spracujeme a vyprodukujeme z nich niekoľko gigabajtový, alebo niekoľko desiatok gigabajtový súbor komprimovaného videa. K tomu však potrebujeme značný výpočtový výkon, ktorý počítače pred dvoma dekádami skrátka nemali. V tej dobe dokonca nemali ani dostatok výkonu aby ho dekomprimovali a prehrávali v reálnom čase, takže ľudia by ho nielenže nemali čím prehrať, ale vzhľadom na nedostupnosť obrazoviek s takým vysokým rozlíšením by ho ani nemali na čom zobraziť.
Každopádne, pri sledovaní filmov z VHS kaziet či DVD nikto netrpel a všetci sme si ich užívali. Ich obraz sme považovali za dobrý a kvalitný. Určitú vec či situáciu skrátka považujeme za úplne dostačujúcu a prirodzenú, až do momentu než zažijeme niečo lepšie. Možno ste si to vlastne doteraz ani neuvedomili, ale práve rozlíšenie DVD videa, so 480 stĺpcami pixelov (480p), považujeme za „štandardnú definíciu“ digitálneho obrazu (SD). Pri nástupe DVD bolo zlepšenie detailu videa oproti VHS obrovské a ľahko sa naň dalo poukázať. Kto nemal svoju zbierku filmov na digitálnom DVD, ten predsa nemohol hovoriť, že má záujem o skutočnú obrazovú kvalitu. Keď v roku 2005 vznikol YouTube, nachádzali sa na ňom videá iba v rozlíšení 240p (320 × 240), teda z hľadiska počtu pixelov štvornásobne menšie, ako používal vtedajší vrchol digitálnej obrazovej kvality distribuovanej na DVD diskoch.
Po nasledujúcom príchode vysokých rozlíšení (720p) a úplných vysokých rozlíšení (1080p), sa všetko opäť zmenilo. Oproti Full HD, ktoré štandardne obraz popisuje so zhruba dvoma miliónmi pixelov, už vyzerá obraz na DVD videodiskoch ako rozmazaná machuľa. No a pri pohľade na 4K, pri ktorom je vidieť úplne novú úroveň ostrosti a prítomnosti detailu, sme opäť zas zašli do novej reality.
AKO VEĽMI MÔŽEME ROZLÍŠENIE SKENOVANÉHO FILMU EŠTE ZVYŠOVAŤ?
Počas celej histórie digitálneho videa vidíme postupné zvyšovanie rozlíšenia, reprezentované počtom jeho pixelov. Na mieste je teda otázka, kde je hranica schopností starých analógových filmových pásov. Môžeme takto ešte pokračovať? Môžeme tieto filmy skenovať s rozlíšením 8K, 16K, 32K či rovno 128K?
V princípe neexistuje nič, čo by nám zakazovalo filmový pás skenovať v stále vyššom a vyššom rozlíšení. Ide o fyzický predmet. Ak použijeme optické zväčšovacie sklá či mikroskopy, budeme na objekte skrátka vidieť čoraz väčší a väčší detail, a zbierať hodnoty hoc aj pre triliardy pixelov.
To ale neznamená, že je to vhodné. Ak by sme filmový pás skenovali pri zväčšení, pri ktorom by sme rozpoznávali atómy vodíka a kyslíka jeho celulózy, bolo by už zrejme úplne každému jasné, že to, čo v takomto momente vidíme a zaznamenávame už nemá absolútne nič spoločné s obrazom, ktorý videla kamera a naše oči.
Kryštáliky halogenidov striebra na povrchu filmu, zachytené elektrónovým mikroskopom /Foto: Kodak/
Fundamentálnou hranicou skenovania filmového pásu je preto rozpoznávanie a zaznamenávanie tvarov a prvkov, ktoré ešte majú nejaký relevantný vplyv na samotný obraz.
V rámci filmového priemyslu a spracovania videa sa v súčasnosti často stretávame s názorom, že konečnou užitočnou hranicou 35 mm filmového pásu je skenovanie do rozlíšenia 5K. Toto označenie, reprezentované typicky rozlíšením 5120 × 2880 bodov, teda 14,7 miliónmi pixelov, je zhruba 7× detailnejšie ako Full HD (2 milióny pixelov) a skoro 2× také detailné ako 4K (8,2 milióna pixelov).
Tento argument má základnú váhu z toho dôvodu, že v drvivej väčšine prípadov už na lepších skenoch nedokážeme nájsť relevantný rozdiel. V základe tam stále je, avšak za bežných okolností je absolútne nebadateľný a vzhľadom na stále náročnejší proces skenovania a narábania s takouto obrovskou masou dát za to nestojí. Inak povedané, pri ďalšom zvyšovaní digitálneho rozlíšenia je náročnosť stále väčšia a väčšia a obrazový rozdiel, ktorý extrahujeme stále menší a menší a v mnohých ohľadoch prakticky už nulový.
Na druhú stranu, dá sa použiť aj argument, že fyzický filmový pás tu s nami nebude večne a z historických dôvodov by sme ho preto časom mali naskenovať aj ultimátne, pre zachovanie celej jeho informácie. Vzhľadom na to, že svetelný odtlačok je na filmovom páse chemicky „vyrytý“ do miniatúrnych kryštálikov striebra, dostatočne hustá sieť pixelov, ktorá by už dokázala presne popísať ich pozíciu a tvar, by bola finálnou užitočnou hranicou pre maximálnu kvalitu skenovania.
Kryštáliky sú ale rozlične tvarované a rozlične veľké. Rovnako ako je rozličná ich náhodná poloha v emulzii. Čo je teda už „zrejme dosť“?.
Či už ide o čiernobiely alebo farebný filmový pás, kryštáliky nie sú z čistého striebra. Ide vždy o zlúčeninu s nejakým halogenidom, pričom najčastejšie ide o bróm, chlór, jód, alebo fluór. Ide teda o kryštáliky bromidu strieborného, chloridu strieborného, jodidu strieborného alebo fluoridu strieborného. Ich rozmer sa podľa toho pohybuje na úrovni 0,6 až 0,8 mikrometra, teda necelej tisíciny milimetra. V niektorých prípadoch však môžu byť značne menšie (0,2 mikrometra) alebo väčšie (2 mikrometre).
Svetlom vyvolaný chemický „výbuch“ kryštálikov striebra, do podoby farebného oblaku /Foto: Kodak/
Naproti tomu oblaky farby (elementárna častica farebného filmu) sa môžu pohybovať v rozmeroch 2 až 15 mikrometrov, pričom na mikroskopickej fotografii môžete vidieť, že ich tvar je podobne ako rozmer značne variabilný. V zásade nevyjadrujú konkrétny tvar obrazu. Ide prakticky o chemický „výbuch“ pôvodného kryštáliku halogenidu striebra po zásahu fotónmi svetla. Dá sa však argumentovať, že ich elementárny tvar má s prechodom svetelného toku súvislosť, rovnako ako tvar prekopnutej diery a praskliny v sadrokartónovej stene má súvislosť s veľkosťou a tvarom ľudskej nohy a topánky. Takže ich stojí za to presne zaznamenať.
Vzhľadom na to, že „výbuchy“ v podobe farebných obláčikov sú väčšie, ako samostatné kryštáliky, znamená to, že staré čiernobiele filmy zaznamenané na špičkový filmový pás majú o niečo väčší detail, respektíve optické rozlíšenie, ako ekvivalentné farebné.
Ak by sme chceli presne zaznamenať tvary farebných obláčikov v celom rozsahu, v zásade by sme potrebovali sieť pixelov v hustote 12 000 ppi (bodov na palec). Vzhľadom na veľkosť okienka 35 mm filmového pásu teda hovoríme o potrebných rozlíšeniach na úrovni 16K.
Pri čiernobielom filmovom páse zostávajú halogenidy striebra vo svojej kryštalickej podobe. Ich rozmer je obvykle na úrovni 0,6 až 0,8 mikrometra a v extrémoch 0,2 mikrometra. Ak by sme chceli úplne detailne zaznamenať ich polohu a tvar, potrebovali by sme sieť pixelov s hustotou zhruba 32 000 ppi, či v daných extrémoch 127 000 ppi. To sú obludné rozlíšenia na úrovni 32K a v extrémoch až 128K (8 miliárd pixelov, teda 1000× viac ako pri 4K).
Treba ale znovu pripomenúť, že toto úplné relevantné maximum, ktoré sa dá z tejto uloženej obrazovej informácie extrahovať, je len akýmsi matematickým cvičením. Jediným skutočným sudcom pridanej informácie pri obsahu tohto typu sú len ľudské oči. Nejde o vedecké dáta, ktoré potrebujeme na odhalenie niečoho fundamentálnejšieho. V okamihu, keď pridanú hodnotu obrazu nie sme schopní očami detegovať za akýchkoľvek podmienok, ide v základe o dátový náklad navyše. Pozeranie filmu v takomto rozlíšení by bolo len mrhanie prostriedkami. Teda príťaž bez významu.
Profesionálna kamera Arricam ST. V hornej časti vidieť kotúčový zásobník na 35 mm film /Foto: Rule Boston Camera/
V prípade digitálnych skenov starých 35 mm filmových pásov, určených pre diváka, je súčasné 4K rozlíšenie vhodný vrchol, ktorý potenciálne možno posunúť na 5K. Netreba sa ale príliš čudovať, ak budú jednotlivé staré filmy postupne znovu vychádzať aj v rámci 8K éry. Pri digitalizácii sa používa aj veľké množstvo dodatočných úprav, pri ktorých sa opravujú fyzické chyby a ruchy skenovaného materiálu, korigujú sa farby či jas a mnoho ďalšieho. Ak sa teda tieto metódy, najmä vďaka automatickým systémom, v nadchádzajúcich rokoch posunú, výsledná zdigitalizovaná 8K verzia starého filmu sa môže obrazovo od 4K posunúť a zlepšiť aj inak ako rozlíšením, čo môže stáť za to.
Jednou z relevantných tém v tomto smere je boj s filmovým zrnom. Keď obraz filmu skenujeme v čoraz väčšom detaile a zároveň ho zväčšujeme aj na displeji či plátne, na jeho povrchu začne byť badateľná zrnitosť, ktorá obrazu dodáva špecifický surový a drsný nádych. Najviditeľnejšia je v tmavších scénach a nemalý počet ľudí to považuje aj za umelecký prvok, ktorý do obrazu filmu skrátka patrí. Každopádne, toto zrno mierne zakrýva finálny detail zaznamenanej obrazovej informácie.
Je veľmi častým omylom, že sa tieto zrnká označia za fundamentálny obrazový prvok, teda viditeľný kryštálik, v podobe halogenidov striebra, definujúceho obraz. Ide však len o optický klam. Toto zrno je v skutočnosti optický zhluk viacerých kryštálikov a farebných oblakov. Optický preto, že samotné kryštáliky ani nemusia byť blízko pri sebe fyzicky, ale len tak vyzerajú pri pohľade zhora naprieč hrúbkou celej emulzie, ktorá ich obsahuje. Samotné kryštáliky sú prakticky o celý jeden rád menšie ako zrno, ktoré vidíme v obraze pri veľkom zväčšení. Kryštáliky v zdigitalizovanom obraze samostatne nevidieť. Rozlíšenie siete pixelov by muselo byť na maximálnej úrovni, o ktorej sme hovorili vyššie.
Potlačenie výskytu optického zrna, upravené podrobnejším viacuhlovým skenom filmového pásu, aby sme zabránili optickému zhlukovaniu, môže byť takisto argumentom pre oprávnené vydanie budúcej 8K verzie starých filmov.
Priame porovnanie veľkosti najpoužívanejších filmových pásov, pri ktorom masívny 70 mm IMAX obrovsky vyčnieva /Ilustrácia: Nulightstudios/
Na druhú stranu, a tu treba naozaj spozornieť, sme celý čas hovorili o 35 mm filmovom páse. Ten za posledné storočie celkom dominoval a je na ňom väčšina relevantných hollywoodskych filmov (aj nemalý počet tých aktuálnych). Niektoré filmy, a nebolo ich zas až tak málo, boli natáčané aj na menšie alebo výrazne väčšie filmové pásy. V prípade tých lacnejších menších ide hlavne o 16 mm a 8 mm šírky, ktoré poskytujú menší optický detail. Avšak v prípade tých výrazne drahších a väčších, ako je 65 mm pás či 70 mm IMAX pás, je zaznamenaný optický detail naopak výrazne väčší a transfer do vyšších digitálnych rozlíšení je naozaj relevantný.
Štvornásobne väčšie 65/70 mm filmové pásy sa vždy používali oveľa menej a často len v časti filmu. Dôvodom bola nielen ich vysoká cena, ale aj veľká váha, hlučnosť a komplexnosť kamier, ktoré ich používali. Odmenou za to všetko boli výrazne lepšie obrazové vlastnosti, čo sa využívalo najmä pri výrazných a detailných akčných scénach, zatiaľ čo na ostatné časti filmu sa použili menšie 35 mm pásy. Typicky to v posledných rokoch môžete vidieť na mnohých filmových trhákoch režiséra Christophera Nolana, ako Interstellar, Inception, Dunkirk či The Dark Knight. Obvykle sa na 70 mm pásy natáča len niekoľko desiatok minút a keď si v kine či na digitálnej verzii doma všimnete, že sa z ničoho nič zmení pomer strán obrazu, je to obvykle z dôvodu, že sa práve prešlo z 35 mm pásu na 70 mm alebo naopak.
Ak chceme zachovať plný detail týchto filmov, je pravdaže vhodné použiť digitálny sken na úrovni toho lepšieho zdroja. Tak ako je 4 až 5K rozumným maximom pre 35 mm film, tak na 70 mm filme sa táto hranica posúva až na 8 či 10K. Na veľké pásy boli raritne natáčané aj niektoré staré filmy úplne kompletne, pričom ide napríklad o „2001: Vesmírnu odyseu“ od Stanleyho Kubricka z roku 1968 (65 mm pás). Z tohto dôvodu je ako jeden z mála filmov dostupný dnes aj v 8K skene, ktorý bol pred niekoľkými rokmi premietaný v malom počte digitálnych kín a pri spustení 8K vysielania v Japonsku (na 50 GB Blu-ray diskoch sa film predáva zmenšený na 4K rozlíšenie, z dôvodu kapacity).
PREČO JE ĽAHŠIE VYTVORIŤ 4K FILM STARÝ 60 ROKOV, NEŽ FILM STARÝ 20 ROKOV
Ďalším zvláštnym prekvapením v tejto problematike je, že konverzia veľmi starých filmov do 4K je obvykle lacnejšia a priamočiarejšia, ako v prípade filmov starých 20 či 10 rokov.
Aj keď z pol storočia starého filmu musíme odstrániť nejaké známky veku v podobe škrabancov, farebného posunu, alebo ruchov spôsobených kazením jeho materiálu, v základe pri skenovaní získavame kompletnú obrazovú informáciu, ktorú režisér, herci a kameramani vytvorili.
Na sklonku 20. storočia však začal byť film obohacovaný o počítačom generované vizuálne efekty, ktoré sa do obrazu pridávali dodatočne. Ak naskenujeme pôvodný filmový pás do 4K rozlíšenia, táto dodatočne počítačom generovaná vizuálna informácia (CGI) v ňom pravdaže nie je. Stále ju máme, pridanú na kópiách filmových pásov po postprocese, alebo dokonca v podobe originálnych súborov na počítači, avšak jej podoba a rozlíšenie má do 4K ďaleko.
Veľkosť farebného 70 mm filmu /Foto: Zigmej/
Raná počítačom generovaná grafika bola tvorená na málo výkonných počítačoch svojej doby. Ešte v 90. rokoch bolo vrcholom generovať scénu v rozlíšení 1 536 na 922 pixelov, pričom staršie filmy používali ešte menšie.
V rámci tvorby 4K verzie filmu sa tieto efekty preto musia upraviť a zväčšiť. V drvivej väčšine prípadov sa to robí tak, že ich obraz sa skrátka len rozmerovo znásobí ako obrázok a umelo zaostrí. Výsledok pomerne dosť bije do očí, a to nielen preto, že použité modely majú z dôvodu počítačov, ktoré ich generovali veľmi málo polygónov a sú tak pomerne hrubé a nedetailné. Ide aj o to, že vizuálny rozdiel oproti okolitému záberu je badateľnejší ako bol v minulosti. Na rozlíšení VHS kazety alebo video DVD totiž daný odstup efektu od obrazu zaznamenaného kamerou nebol taký veľký, ako je pri 4K.
Ak by sme tomu chceli zabrániť, efekty pre natívne 4K rozlíšenie by museli byť vytvorené kompletne nanovo. Nielen z hľadiska nového renderovania do vyššieho rozlíšenia, ale aj z hľadiska grafickej prípravy lepších modelov s väčším množstvom polygónov. To stojí obrovské peniaze (desiatky miliónov dolárov), ktoré dodatočné predaje 4K Blu-ray verzií starých filmov už generovať nebudú.
Okrem efektov je druhou prekážkou pri vydávaní novších filmov v 4K takisto to, že s nástupom 21. storočia sa mnohé začali natáčať na digitálne kamery. Ich výhodou bolo a je, že sme sa mohli zbaviť používania veľmi drahého celuloidového filmového pásu a takisto procesu jeho náročného spracovania a v neposlednom rade takisto jeho distribúcie a premietania v rámci kín.
Ako prvá začala digitálne kamery používať z dôvodu ceny televízna produkcia (v 90. rokoch), ktorú pomerne rýchlo nasledovala tá filmová. Aj keď vysokorozpočtové snímky dávali ešte dlho prednosť analógovému filmovému pásu (a aj dnes ešte často dávajú), digitálne kamery rýchlo začali ukrajovať podiel v tej lacnejšej a onedlho aj drahšej výrobnej produkcii. Všetko z dôvodu ceny, praktickosti a z vtedajšieho pohľadu aj vizuálnej kvality.
Problémom je, že digitálna technológia, ktorá bola používaná na natáčanie na konci 20. a na začiatku 21. storočia, odpovedala svojej dobe. Napríklad druhá skupina Star Wars filmov, konkrétne epizódy I až III z rokov 1999 až 2005, bola natáčaná digitálnymi kamerami Sony HDC-F950 vo Full HD rozlíšení. Prvá epizóda len čiastočne, pri niektorých scénach, avšak epizódy II a III už kompletne.
V tej dobe to bola fantastická kvalita. Originálne záznamy Full HD kamier mali šesťkrát vyššie rozlíšenie, než aké používali filmy pri distribúcii na DVD (2 milióny pixelov oproti 345-tisícom). Zároveň už boli pripravené na prípadné budúce vydanie v krištáľovo čistej Full HD kvalite. Mnoho ľudí si z pochopiteľných dôvodov práve v tejto dobe vytvorilo tú nesprávnu predstavu, že stará analógová éra filmových pásov bola práve pôvodcom daného nízkeho rozlíšenia a nekvalitného obrazu z minulosti.
Populárna kamera Panavision zo 70. rokov /Foto: Profiles in History/
K starým filmovým pásom sme sa pravdaže mohli vrátiť a zdigitalizovať ich do HD rozlíšenia a takisto neskôr do 4K. Avšak k starším digitálnym filmom, natáčaným v prvej a neraz aj druhej dekáde tohto storočia vo Full HD rozlíšení, sa takýmto spôsobom vrátiť nemôžeme.
Napríklad už spomenuté epizódy I až III Hviezdnych vojen majú originálny digitálny obraz v rozlíšení 1440 × 1080 bodov, ktorý je samozrejme už aj stratovo skomprimovaný (MPEG2). Bol zaznamenávaný na magnetické pásky, ktoré stále máme. Môžeme ich vložiť do pôvodného čítacieho stroja a čítať tak originálne dáta, ktoré sa vytvorili pri filmovaní. Ide ale len o uložené jednotky a nuly. Na magnetickej páske nenájdeme žiadny fyzický/optický obraz. Máme len dáta, ktoré popisujú hodnoty 1440 riadkov. Každý riadok obsahuje 1080 pixelov, s nejakou konkrétnou farbou a jasom, a to je všetko.
Ak chceme vydať tento film v 4K, musíme dáta len interpoláciou znásobiť. Odvodiť ich na základe tých existujúcich. Dôjde pritom k tomu istému efektu, ako keď si maličký obrázok na svojom displeji priblížite. Bude síce väčší, ale potrebné informácie v ňom chýbajú, takže sa rozostrí. Pri konverzii z Full HD na 4K obraz štvornásobne zväčšujeme. De facto si teda 75 % dát vymyslíme, i keď pravdaže v realite to nie je až taký problém, nakoľko ide o „medzidáta“ vyplňujúce priestor medzi tými známymi dátami. S použitím rôznych metód môžeme obraz upravovať, doostrovať jeho hrany, zlepšovať farby pomocou rôznych filtrov, ale nikdy pravdaže nebude výsledok taký dobrý, ako pôvodný 4K obraz.
Tak trochu komické je to vo filmoch, ktoré sa sčasti natáčali na 35 mm pás a sčasti digitálne, ako práve prvá epizóda Star Wars z roku 1999. Tú časť zo „zastaraných“ filmových pásov môžeme naskenovať v ozajstnom 4K rozlíšení, zatiaľ čo zvyšok, natáčaný v tej dobe na „moderné“ a technologicky pokročilé digitálne HD kamery, musíme umelo zväčšovať.
FALOŠNÉ „4K“ MNOHÝCH NOVŠÍCH FILMOV
Na záver ešte posledná prekvapivá perlička. Ak si v 4K pustíte hollywoodsky trhák z posledných rokov, ktorý je plný vizuálnych efektov, je takmer isté, že bol v rámci postprodukcie vyrábaný v 2K rozlíšení a až následne, tesne pred vydaním, dodatočne štvornásobne umelo zväčšený na 4K formou interpolácie dát. Pri tomto procese sa v obraze v pôvodnom 2K rozlíšení len zahladí šum, zväčší sa na 4K, umelo sa zaostria hrany obrazu a následne sa pridá falošná zrnitosť.
Dôvod, prečo sa to robilo a stále často robí je finančný a časový. Nejde pri tom o to, že by dnes nebol dostupný 4K obrazový zdroj. Či už sa pri natáčaní použili digitálne 4K kamery, alebo analógové kamery s 35 mm či 70 mm filmom, samotný obraz má štúdio k dispozícii v 4K alebo vyššom rozlíšení. Ak by však chcelo film vyrobiť v 4K natívne, musela by byť v 4K rozlíšení aj celá jeho postprodukcia.
/Ilustrácia: Gammaraydigital/
Pri strihu a iných podobných úpravách to nie je problém. Ale akonáhle prídu k slovu vizuálne efekty, problém to byť začne. S nástupom 21. storočia a pokračujúcim stúpajúcim výkonom počítačov sa vizuálne efekty masívne zlepšovali. Nielen v rámci pokročilosti modelov z hľadiska ich polygónov, ale hlavne v rámci kvality ich nasvietenia. Dobrý vizuálny efekt, predovšetkým ak sa netýkal ľudí, ale neživých objektov, začal byť už stále viac „neviditeľný“ a stal sa v rámci filmu ozajstnou realitou.
V priebehu prvej a takisto druhej dekády tohto storočia sa efekty aj tých najlepších hollywoodskych trhákov produkovali v 2K rozlíšení. Je jedno či šlo o filmy s obrovským rozpočtom ako Avatar, či filmy zo série Transformers alebo Avengers, u ktorých sa so 4K verziami od začiatku počítalo.
Treba si uvedomiť, že 2K, ktoré je v rámci širokouhlého formátu len o trochu väčšie ako Full HD, nie je o polovicu menšie ako 4K. Plocha sa zväčšuje do oboch smerov a výsledný rozdiel má podobu štvornásobného počtu pixelov. Z dvoch miliónov pixelov pri 2K teda skočíme na 8 miliónov pri 4K.
Kým na samotný digitálny obraz potrebujeme skrátka len 4-násobok kapacity úložiska, v prípade renderovania špeciálnych efektov, v rámci 3D modelovacieho softvéru, potrebujeme buď štvornásobne väčší výpočtový výkon (ktorý obyčajne nie je dostupný), alebo štvornásobne dlhší čas.
Vizuálne efekty sú v posledných rokoch už obrovsky komplexné a vzhľadom na filmovanie pred modrým pozadím (pri natáčaní na filmové pásy), alebo zeleným pozadím (pri nahrávaní na digitálne kamery), už často tvoria obrovskú časť výsledného obrazu filmovej snímky. Celú scénu pri tom treba v rámci 3D softvéru stvoriť a následne vyrenderovať pozmenenú pre každú jednu snímku (jedna sekunda ich má 24).
Film 2001: Vesmírna odysea z roku 1968 je dnes ako jeden z mála dostupný v 8K, vďaka jeho 65 mm pásu
Moderné CGI sú natoľko obrovsky komplexné, že aj na masívnych serverových renderovacích farmách so stovkami grafických procesorov sa jedna scéna filmu generuje dni, či celé týždne. Pokiaľ ide o celý film, kompletné grafické a renderovacie práce môžu trvať napríklad 6 či 8 mesiacov a stoja desiatky miliónov dolárov.
Ak by sa scény renderovali namiesto 2K v 4K, trvalo by to štyrikrát dlhšie a z 6 mesiacov by sa stali náhle dva roky, čo už pri produkcii filmov často neprichádza do úvahy, pretože všetko ostatné natáčanie už je dávno hotové.
Aj keď k postprodukcii a takisto k tvorbe filmových efektov v 4K už Holywood pomaly prechádza, drvivá väčšina nových filmov s efektmi, ktoré ste videli v posledných rokoch, mala postprodukciu v 2K. Našťastie, detail moderného CGI je natoľko veľký a precízny, že mu interpolácia pri umelom dodatočnom zväčšovaní z 2K na 4K príliš nevadí. Nedochádza tak k podobným nevzhľadnostiam, ako keď v 4K vydávame filmy s efektmi vytvorenými v 90. rokoch minulého storočia.
Každopádne ide o zaujímavý poznatok, že ani moderné filmy často nie sú tak obrazovo detailné, ako staré filmy spred niekoľkých dekád, ktoré v 4K môžeme naskenovať kompletne. Obzvlášť, ak do porovnania pridáme aj film Vesmírna odysea z roku 1968, ktorý má vďaka 65 mm filmovému pásu superdetailný obraz v 8K, vrátane svojich praktických vizuálnych efektov. I keď v tomto prípade sú kozmické lode len z „papundekla“.
