Կադրի հաճախություն

Կադրի հաճախություն կրճատ ԿՀ, Կադր մեկ վայրկյանում կրճատ ԿՄՎ կամ Կադր վայրկյանում կրճատ ԿՎ, ժամանակի մեկ միավորի կադրերի քանակը ֆիլմում, հեռուստատեսությունում, համակարգչային գրաֆիկայում և այլն։ Հայեցակարգն առաջին անգամ կիրառվել է լուսանկարիչ Էդվարդ Մույբրիջի կողմից, ով անընդմեջ մի քանի տեսախցիկներով շարժվող առարկաների քրոնոֆոտոգրաֆիայի փորձեր է կատարել: Ընդհանուր չափման միավորը հերցն է (կադր/վայրկյանում)։

Մարդկային տեսլականը
Մարդկային տեսողության ժամանակավոր զգայունությունը և լուծումը տատանվում է կախված տեսողական խթանի տեսակից և բնութագրերից, և այն տարբերվում է անհատների միջև։ Մարդու տեսողական համակարգը կարող է վայրկյանում մշակել 10-ից 12 պատկեր և ընկալել դրանք առանձին, մինչդեռ ավելի բարձր տեմպերն ընկալվում են որպես շարժում։ Մոդուլացված լույսը (օրինակ՝ համակարգչային էկրանը) ուսումնասիրությունների մասնակիցների մեծամասնության կողմից ընկալվում է որպես կայուն, երբ արագությունը 50 Հց-ից բարձր է։ Մոդուլացված լույսի այս ընկալումը որպես կայուն հայտնի է որպես թարթման միաձուլման շեմ։ Այնուամենայնիվ, երբ մոդուլացված լույսը ոչ միատեսակ է և պարունակում է պատկեր, թարթման միաձուլման շեմը կարող է շատ ավելի բարձր լինել՝ հարյուրավոր հերցներով։ Ինչ վերաբերում է պատկերների ճանաչմանը, ապա պարզվել է, որ մարդիկ ճանաչում են որոշակի պատկեր տարբեր պատկերների անխափան շարքում, որոնցից յուրաքանչյուրը տևում է ընդամենը 13 միլիվայրկյան։ Տեսողության կայունությունը երբեմն ներկայացնում է շատ կարճ մեկ միլիվայրկյան տեւողությամբ տեսողական գրգռում, որն ընկալվում է 100 մետրից մինչև 400 մետր։ Բազմաթիվ գրգռիչները, որոնք շատ կարճ են, երբեմն ընկալվում են որպես մեկ գրգռիչ, ինչպիսին է 10 մվ կանաչ լույսի բռնկումը, որին անմիջապես հաջորդում է 10 մվ կարմիր շողքը, որն ընկալվում է որպես մեկ դեղին լույսի առկայություն։

Ֆիլմ և տեսահոլովակ

Համր ֆիլմեր
Վաղ համր ֆիլմերը նշում էին կադրերի արագությունը 16-ից մինչև 24 կադր/վրկ (կվ), սակայն քանի որ տեսախցիկները ձեռքով էին աշխատում, տեսարանի ընթացքում արագությունը հաճախ փոխվում էր՝ տրամադրությանը համապատասխանելու համար։ Պրոյեկցիոնիստները կարող են նաև փոխել կադրերի արագությունը կինոթատրոնում՝ կարգավորելով ռեոստատը, որը վերահսկում է լարումը, որը սնուցում է ֆիլմի կրող մեխանիզմը պրոյեկտորի մեջ։ Կինոընկերությունները հաճախ ենթադրում էին, որ կինոթատրոններն իրենց համր ֆիլմերը ցուցադրեն ավելի բարձր կադրերի արագությամբ, քան նկարահանվել են։ Կադրերի այս արագությունը բավարար էր շարժման զգացողության համար, բայց այն ընկալվեց որպես ցնցող շարժում։ Ընկալվող թարթումը նվազագույնի հասցնելու համար պրոյեկտորներն օգտագործում էին երկակի և եռակի շեղբերով փեղկեր, այնպես որ յուրաքանչյուր կադր ցուցադրվում էր երկու կամ երեք անգամ՝ բարձրացնելով թարթման արագությունը մինչև 48 կամ 72 հերց և նվազեցնելով աչքի լարվածությունը։ Թոմաս Էդիսոնն ասաց, որ վայրկյանում 46 կադրը նվազագույնն է, որն անհրաժեշտ է աչքի համար շարժումը ընկալելու համար. «Ավելի քիչ բան կլարի աչքը»։ 1920-ականների կեսերից մինչև վերջ, համր ֆիլմերի կադրերի արագությունը բարձրացավ մինչև 20-ից 26 FPS-ի միջև։

Ձայնային ֆիլմեր
Երբ ձայնային ֆիլմը ներկայացվեց 1926 թվականին, ֆիլմի արագության տատանումները այլևս չէին հանդուրժվում, քանի որ մարդու ականջն ավելի զգայուն է, քան աչքը հաճախականության փոփոխության նկատմամբ։ Շատ թատրոններ ցուցադրել էին համր ֆիլմեր 22-ից 26 ԿՎ արագությամբ, այդ իսկ պատճառով արդյունաբերությունը որպես փոխզիջում ընտրեց 24 FPS ձայնային ֆիլմերի համար։ 1927 թվականից մինչև 1930 թվականը, երբ տարբեր ստուդիաներ թարմացրին սարքավորումները, 24 ԿՎ արագությունը դարձավ ստանդարտ 35 մմ ձայնային ֆիլմի համար։ 24 FPS արագությամբ ֆիլմը շարժվում է պրոյեկտորի միջով վայրկյանում 456 միլիմետր (18,0 դյույմ) արագությամբ։ Սա թույլ տվեց պարզ երկու շեղբերով կափարիչներին տալ պատկերների նախագծված շարք վայրկյանում 48 արագությամբ՝ բավարարելով Էդիսոնի առաջարկությունը։ Շատ ժամանակակից 35 մմ ֆիլմի պրոյեկտորներ օգտագործում են երեք շեղբերով փեղկեր՝ վայրկյանում 72 պատկեր տալու համար. յուրաքանչյուր կադրը էկրանին փայլում է երեք անգամ։

Անիմացիա
Նկարված անիմացիայի մեջ շարժվող կերպարները հաճախ նկարահանվում են «երկու վրա», այսինքն՝ ֆիլմի յուրաքանչյուր երկու կադրի համար ցուցադրվում է մեկ գծանկար (որը սովորաբար աշխատում է վայրկյանում 24 կադր արագությամբ), այսինքն՝ վայրկյանում ընդամենը 12 գծագիր է։ Թեև պատկերի թարմացման արագությունը ցածր է, սուբյեկտների մեծ մասի համար հոսունությունը բավարար է։ Այնուամենայնիվ, երբ կերպարից պահանջվում է արագ շարժում կատարել, սովորաբար անհրաժեշտ է վերադառնալ «մեկերի վրա» անիմացիոն ռեժիմին, քանի որ «երկուսը» չափազանց դանդաղ են շարժումը պատշաճ կերպով փոխանցելու համար։ Երկու տեխնիկայի խառնուրդը աչքը խաբում է առանց ավելորդ արտադրության ծախսերի։

«Շաբաթ առավոտյան մուլտֆիլմերի» մեծամասնության համար մուլտֆիլմերը արտադրվել են հնարավորինս էժան և ամենից հաճախ նկարահանվել են «երեքի» կամ նույնիսկ «չորսի» վրա, այսինքն՝ յուրաքանչյուր նկարում երեք կամ չորս կադր։ Սա թարգմանվում է համապատասխանաբար ընդամենը 8 կամ 6 նկար վայրկյանում։ Անիմեն նույնպես սովորաբար նկարվում է եռյակի վրա։

Ժամանակակից վիդեո ստանդարտներ
Էլեկտրական ցանցերի ցանցային հաճախականության շնորհիվ անալոգային հեռուստատեսային հեռարձակումը մշակվել է 50 Հց (աշխարհի մեծ մասը) կամ 60 Հց (Կանադա, ԱՄՆ, Ճապոնիա, Հարավային Կորեա) կադրերի արագությամբ։ Էլեկտրական ցանցի հաճախականությունը չափազանց կայուն էր և, հետևաբար, տրամաբանական էր օգտագործել համաժամացման համար։

Գունավոր հեռուստատեսության տեխնոլոգիայի ներդրումը ստիպեց նվազեցնել այդ 60 FPS հաճախականությունը 0.1%-ով, որպեսզի խուսափի «կետերով սողալից»՝ էկրանի արտեֆակտ, որը հայտնվում է հին սև-սպիտակ էկրանների վրա և ցուցադրվում բարձր գույներով հագեցած մակերեսների վրա։ Պարզվել է, որ 0.1%-ով նկարահանումների արագությունն իջեցնելով անցանկալի ազդեցությունը նվազագույնի է հասցվել։

2021 թվականի դրությամբ Հյուսիսային Ամերիկայում, Ճապոնիայում և Հարավային Կորեայում տեսահաղորդման ստանդարտները դեռևս հիմնված են վայրկյանում 60 / 1,001 ≈ 59,94 պատկերների վրա։ Սովորաբար օգտագործվում են պատկերների երկու չափսեր՝ 1920×1080 («1080i/p») և 1280×720 («720փ»)։ Շփոթեցնող է, որ փոխկապակցված ձևաչափերը սովորաբար նշվում են իրենց պատկերի արագության 1/2-ով, 29,97/25 FPS-ով և կրկնապատկելով պատկերի բարձրությունը, բայց այս հայտարարությունները զուտ սովորական են. Յուրաքանչյուր ձևաչափով մեկ վայրկյանում 60 պատկեր է արտադրվում։ 1080i լուծաչափը արտադրում է 59,94 կամ 50 1920×540 պատկերներ, որոնցից յուրաքանչյուրը կիսով չափ սեղմվում է լուսանկարչական գործընթացում և հետ է ձգվում՝ հեռուստացույցով նվագարկվելիս էկրանը լցնելու համար։ 720փ ձևաչափը արտադրում է 59.94/50 կամ 29.97/25 1280×720փ պատկերներ՝ չսեղմված, այնպես որ պատկերի ընդլայնումը կամ սեղմումը անհրաժեշտ չէ։ Այս խառնաշփոթը ամբողջ արդյունաբերության մեջ էր թվային վիդեո ծրագրային ապահովման վաղ օրերին, շատ ծրագրեր սխալ էին գրված, մշակողները կարծում էին, որ յուրաքանչյուր վայրկյանում սպասվում է ընդամենը 29,97 պատկեր, ինչը սխալ էր։ Թեև ճիշտ էր, որ նկարի յուրաքանչյուր տարր հարցման է ենթարկվել և ուղարկվել վայրկյանում ընդամենը 29,97 անգամ, պիքսելների գտնվելու վայրն անմիջապես դրանից ներքև ընտրվել է վայրկյանի 1/60-ով ավելի ուշ՝ լրիվ առանձին պատկերի մաս հաջորդ 1/60 վայրկյան կադրի համար։ .

Ֆիլմը, իր բնիկ 24 ԿՎ արագությամբ, չէր կարող ցուցադրվել առանց անհրաժեշտ «քաշել ներքև» գործընթացի, որը հաճախ հանգեցնում է «դժգոհության». եռապատկվում է։ Սա ստեղծում է անհավասար շարժում՝ ստրոբոսկոպիկ տեսք ունենալով։ Այլ փոխարկումներն ունեն նմանատիպ անհավասար շրջանակի կրկնապատկում։ Տեսանյութերի ավելի նոր ստանդարտներն աջակցում են վայրկյանում 120, 240 կամ 300 ԿՎ, այնպես որ կադրերը կարող են հավասարաչափ նմուշառվել ստանդարտ կադրերի արագության համար, ինչպիսիք են 24, 48 և 60 ԿՎ ֆիլմը կամ 25, 30, 50 կամ 60 ԿՎ տեսանյութը։ Իհարկե, այս ավելի բարձր կադրերի արագությունները կարող են ցուցադրվել նաև իրենց բնիկ արագությամբ։

Էլեկտրոնային տեսախցիկի բնութագրերում կադրերի արագությունը կարող է վերաբերել առավելագույն հնարավոր արագությանը, որտեղ, գործնականում, այլ կարգավորումներ (օրինակ՝ լուսարձակման ժամանակը) կարող են նվազեցնել հաճախականությունը ավելի ցածր թվի։

Ծանոթագրություններ 

Ֆիլմի և վիդեո տեխնոլոգիաներ