Современные технические средства обучения

Фильмоскоп – представляет собой разновидность диапроектора с источником света малой мощности. Его применяют для небольших экранов при полном затемнении помещения при работе с группой зрителей 5–8 человек.

Кодоскоп (графопроектор, оверхед-проектор) – прибор для проекции на экран крупноформатных диапозитивов или записей преподавателя выполненных фломастером на широкой прозрачной плёнке (листовой или рулонной). Максимальная величина кадра крупноформатного диапозитива составляет 250×250 мм.

П р и м е ч  а н и е.  Следует иметь в виду, что применение учебных материалов, выполненных на фотопленке, начинает сокращаться. Взамен им расширяется применение записи изображений на магнитных носителях с цифровой формой хранения информации – цифровые фотоаппараты и цифровые видеокамеры. Воспроизведение таких изображений осуществляется с помощью компьютерной техники, мониторов и видеопроекторов.

Эпипроекция. Применяется для проецирования на экран рисунков, чертежей, схем, фотографий и мелких предметов, выполненных на непрозрачной основе. В отличие от диапроекционных устройств в эпипроекторах изображение получают не за счет сквозного прохождения света от источника освещения, а за счет отражения света от рассматриваемого изображения (объекта) и передачи отражённого излучения через сферическое зеркало на экран. Для получения хорошего изображения на экране эпипроекторы должны иметь мощный источник света.

П р и м е ч  а н и е.  В настоящее время  эпипроекторы практически вытеснены  из комплекса технических средств  обучения телеэпипроекторами и документопроекторами, работающими совместно с видеопроекционными устройствами.

5.2.          Кинопроекционные аппараты

Для проекции движущихся изображений, состоящих из большой  серии последовательных статичных  кадров, нанесённых на киноплёнку, используются кинопроекционные аппараты.

Кинематограф зародился  в конце XIX века. Родоначальником кино историки считают известного американского изобретателя Томаса Эдисона. Его аппарат – кинетоскоп – демонстрировался в 1893 году на Всемирной выставке в Чикаго. Другой американский изобретатель Чарлз Дженкинс усовершенствовал кинетоскоп, создав в 1895 году прообраз современного кинопроектора с ритмичным механизмом протяжки плёнки. Первый киносъёмочный аппарат был создан в том же году во Франции инженером изобретателем Луи Люмьером. Сначала кино было чёрно-белым и немым. В 1928 году в России был изобретен аппарат для записи звука на киноплёнку и воспроизведения с неё (автор А. Шорин). В 50-х годах ХХ века кино становится цветным и широкоформатным.

Копии фильмов  выполняются на киноплёнке определённой ширины. Основное распространение получила киноплёнка шириной 8, 16, 35 и 70 мм. До начала массового внедрения видеотехники в практике кинолюбителей использовалась преимущественно плёнка шириной 8 мм. На такой ленте отсутствует канал звукового сопровождения. Наиболее широкое распространение получила киноплёнка шириной 16 и 35 мм. Звуковое сопровождение фильма (фонограмма) записывается на специальной боковой дорожке киноленты фотографическим или магнитным способом. Плёнка шириной 70 мм нашла применение в широкоформатном и стереоскопическом кино, для создания учебных фильмов она не используется. В проекционном аппарате за 1 минуту проходит 30 метров киноплёнки. На демонстрацию одной части фильма (300 метров) требуется около 10 минут.

В кинопроекционном аппарате содержатся элементы, характерные  для диапроектора, – это источник света (кинопроекционная лампа) и объектив, образующие в совокупности осветительно-проекционную систему. Кроме того, аппарат имеет привод (электромотор), сопряженный с лентопротяжным механизмом. Специальное устройство –мальтийский механизм, или грейфер, – обеспечивает прерывистое (скачкообразное) продвижение ленты перед объективом. Для обеспечения чёткой работы лентопротяжного механизма по краям кинопленки предусмотрены прямоугольные отверстия, называемые перфорацией. Они служат для захвата и продвижения ленты зубчатым барабаном киноаппарата. В момент продвижения плёнки от одного кадра к другому световой поток прерывается специальной заслонкой – обтюратором, – вследствие чего для зрителя процесс смены кадра остаётся незаметным. Нормальной частотой смены кадров в кино считается 24 кадра/с, а для любительских фильмов – 16 кадров/с.

Оптическая  дорожка с записью фонограммы фильма, освещённая «читающей» лампой, попадает на фотоэлемент, преобразующий световые колебания звуковой частоты в электрические, которые через усилитель подводятся к громкоговорителям студии. Если на ленте нанесена магнитная фонограмма, то она преобразуется магнитной головкой, расположенной вблизи зубчатого барабана, протягивающего киноленту.

Конструктивно различают стационарные кинопроекционные установки для 35-мм и 70-мм фильмов, передвижные  киноустановки облегченного типа для 35-мм фильмов, а также переносные узкопленочные аппараты для 8-мм и 16-мм фильмов. Существуют разнообразные типы указанных аппаратов:

– 35-мм стационарные кинопроекторы «Мир», «Ксенон» и др.;

– 16-мм киноустановки «Украина», «Радуга», «Каштан» и др.;

– 8-мм портативные кинопроекторы «Русь», «Волна», «Луч».

Учитывая высокий  уровень шумов, возникающий при работе механизма кинопроекционных аппаратов, их размещают, как правило, во вспомогательном помещении – киноаппаратной, или облицовывают стены аудитории специальным звукопоглощающим покрытием.

Диапозитивы и  кинопленка, используемые в световых проекционных приборах, очень чувствительны к условиям эксплуатации и хранения. Загрязнение или нарушение регулировки лентопротяжного механизма аппаратуры ведёт к разрывам перфорации, механическому повреждению эмульсионного слоя и самой плёнки. Царапины, пыль и грязь приводят к снижению качества изображения, что, в свою очередь, напрямую зависит от количества демонстраций фильма.

Повышенная  температура и избыточная влажность  воздуха, наличие химических веществ  и бактериальной среды ведут  к порче диапозитивов и фильмокопий. Наилучшими условиями хранения фильмокопий считаются: температура 15±2 °С, относительная влажность воздуха 65...70 %, отсутствие летучих химических веществ и прямого воздействия солнечных лучей. Срок хранения кинолент не превышает обычно 20–50 лет.

Экраны для кинопроекции подразделяют на светоотражающие – направленные и диффузные – и светопропускающие. Светоотражающие экраны применяют в тех случаях, когда зритель и кинопроектор находятся по одну сторону экрана, а светопропускающие – при расположении проектора и зрителя по разные стороны от экрана. Светопропускающие экраны поглощают до 50 % падающего на них света; кроме того, они существенно дороже экранов, основанных на отражении светового потока.

По конструкции  экраны могут быть стационарными и сворачиваемыми. Удаление нижнего края экрана от пола должно составлять в аудитории 1,5 м, а в зале – 2 м. При ширине экрана 1,5...2 м расстояние первого ряда зрителей от экрана должно составлять 3...4 м. Угол просмотра от центра экрана не должен превышать 20–25˚.

В настоящее время  наблюдается стремительный прогресс в развитии видео и телевизионной  техники на базе компьютерных технологий. В ближайшие 15–20 лет традиционные для ХХ века светотехнические приборы  и кинотехника будут полностью вытеснены в учебном процессе и в быту современными видеопроекторами и электронным кинематографом.

5.3.      Электронный кинематограф

Развитие цифровой телевизионной техники привело  к постепенному проникновению средств  электронного телевидения в традиционный оптико-механический кинематограф. Электронный кинематограф является альтернативой привычному для нас кино. Телевидение и электронный кинематограф становятся двумя важнейшими составляющими цифровой медиаиндустрии. Повышенный интерес создателей кинопродукции к данному техническому направлению обусловлен рядом несомненных достоинств электронного кинематографа, к которым относятся:

– стабильное качество изображения;

– меньшая стоимость видеокопий фильмов на магнитной ленте или DVD-диске по сравнению с традиционными плёночными фильмокопиями (магнитная лента в 10 раз дешевле киноплёнки), а также меньше их габариты и вес;

– расширение творческих возможностей создателей фильма за счет включения сложных спецэффектов и трюков, оперативного изменения отдельных сцен или сюжета и другое;

– возможность коррекции ошибок, создания цветовой раскраски, а также полуавтоматической реставрации кадров, переводимых с киноплёнки в электронный формат изображения;

– повышение производительности труда всех участников съёмочного процесса, существенное снижение времени создания фильмов;

– упрощение технологии производства и ликвидация процессов химической обработки ленты. Электронная форма монтажа и тиражирования фильмов экономит время и деньги, существенно снижая затраты на производство фильмов, т. е. обеспечивает прибыльность. Цифровое кинопроизводство дешевле обычного примерно на 15...20 %;

– простота эксплуатации и длительная сохранность электронных фильмов при менее жёстких требованиях к условиям хранения по сравнению с плёночными фильмокопиями. Цена сохранения фильма в электронном виде в 8 раз ниже стоимости сохранения киноплёнки;

– возможность быстрого – при необходимости одновременного – распространения электронной кинопродукции во всех частях мира путём передачи цифровых фильмов по линиям телекоммуникаций. Доставка киноматериалов в электронном виде в 4–5 раз дешевле доставки плёночных киноматериалов.

Электронное кино позволяет вести прямые трансляции общественно важных мероприятий, спортивных соревнований, концертов и театральных представлений, официальных встреч и приёмов, конференций и диспутов, учебных программ и другое. Проекторы электронного кинематографа без заметных затруднений могут быть установлены во многих помещениях, от сельских клубов до огромных городских залов. Размеры экранов, обеспечивающих высокое качество изображения, могут достигать 20...25 м в ширину при наличии проекторов достаточной мощности. В случае необходимости для получения сверхбольших изображений для массовых мероприятий можно совмещать работу нескольких видеопроекторов, что невозможно при плёночной кинопроекции.

Как недостаток электронного кинематографа следует отметить высокую стоимость проекторов. По сравнению с традиционным 35-мм кинопроектором стоимость аналогичного проектора  электронного кино примерно в 5 раз больше. Данный фактор ограничивает темпы создания кинозалов электронного кино.

Переход от традиционного  плёночного кино к электронному не будет быстрым. В основном здесь  сказываются факторы экономического взаимодействия между производителями фильмов и кинопрокатом. Однако начало созданию фонда кино- и видеофильмов, выполненных в стандартах цифрового видео, уже положено. К началу 2003 года в мире уже снято около 300 фильмов в цифровом формате (в России – 12).

Съёмка фильмов  производится цифровыми кино и видеокамерами ТВЧ с кинематографическим качеством. Единый формат электронного производства фильмов предусматривает 24 кадра в секунду. Качество изображения может иметь различные уровни, зависящие от технических возможностей съёмочной и проекционной аппаратуры. Уровень 1К (первый уровень) соответствует разрешению XGA 1024×768 элементов. Остальные уровни имеют в кратное число раз более высокое разрешение, например, уровень 2К обладает качеством разрешения 2048×1536 элементов и т. д. Современные технические разработки в области электронного кино обеспечивают уровень 4К (4096×3072 элемента).

Разрешающая способность  кадра электронного фильма с уровнем 2К практически не уступает качеству фильма, снятого на 35-мм киноплёнке. Уже появились первые кинокомпании, которые отказались от использования киноплёнки и объявили о полном переходе на цифровую технологию при съёмках кинофильмов.

К настоящему времени  разработан весь комплекс технических  средств электронного кинематографа  высокой чёткости: телекамеры, видеокамеры, телекинодатчики, видеомагнитофоны, видеодискофоны, видеосерверы, видеомонтажные системы, видеопроекторы, аппаратура кинозаписи для изготовления цифровых копий кинофильмов и пр.

Сегодня имеется  также возможность передачи и  демонстрации видеоизображения с высоким разрешением на широкоформатном экране. В новейших светоклапанных матрицах, выполненных по D-ILA технологии, достигнуто разрешение 2048×1536 пикселов (стандарт QXGA). Это позволяет проектировать на экран изображение с высочайшим разрешением, хорошей контрастностью и прекрасной цветовой насыщенностью по всему полю экрана. Достигаемая степень контраста составляет 1 000:1, а в перспективе может превысить 2 000:1. В результате качество изображения сравнимо с фотооптическим изображением, получаемым от обычной киноплёнки, а по отсутствию помех, стабильности кадра и объёмности звука электронный кинематограф существенно превосходит привычное для нас плёночное кино. В Америке и Европе построены десятки видеокинотеатров с большими экранами.

Появилась информация о разработке фирмой DDD (Dynamic Digital Depth Inc.) из Австралии поистине революционной технологии многостадийного динамического кодирования, получившей название DeepSee, с помощью которой можно формировать трёхмерные изображения из уже отснятых обычных двумерных изображений. Причём объёмными могут быть сделаны любые изображения, отснятые на видеоленту, киноплёнку, цифровые видеодиски, а также из Интернета. Новая технология обеспечивает абсолютный контроль над параметрами глубины изображения и эффектами объёмности, позволяя реализовать любые режиссёрские замыслы, недостижимые при обычных технологиях создания фильмов. Например, можно сделать так, что из плоскости экрана будет выступать лишь один объект кадра. Кодированные изображения записываются в цифровой или аналоговой форме. У потребителя запись декодируется посредством программного обеспечения или декодера DeepSee, и на экране телевизора или дисплея ПК зритель без специальных очков будет видеть трёхмерное изображение. Если специальное декодирование не производить, то изображение будет воспроизводиться как плоское двумерное изображение [22].