Preparando unos programas formativos para un evento al que pronto atenderé, intentaba ordenar de forma cronológica y gradual, los conocimientos necesarios que alumnos de primer año deberían tener a la hora de estudiar efectos visuales. Cuando más o menos lo tenía todo parcialmente estructurado, decidí contrastarlo con algunos programas existentes que ofertan otros centros formativos. Generalmente hablando, las diferencias eran notorias, pero lo que más me llamó la atención, es que prácticamente ninguno de los programas formativos consultados hablaban de cinematografía. Cuanto menos me pareció curioso, debido al importantísimo papel que juega el trabajo del director de fotografía (y expanded cinematographer) dentro de los efectos visuales.
Por ello, creo que debemos hablar más de cinematografía en este blog. Y para empezar, quizás podríamos contar algunas cosas básicas sobre cámaras. Trabajando en VFX, especialmente en algunas tareas como rotoscoping, painting, match moving, layout, previz, plate reconstruction, etc. vas a tener que lidiar todos los días con diferente información que proviene de cámaras distintas. Vamos a sentar algunas de las bases con las que tendrás que trabajar.
Film (entendiendo por film película foto sintética)
Tradicionalmente en cámaras de film, la luz que penetra a través de la lente e impacta en el film provocando una reacción foto química que genera una imagen. Generalmente el film se compone de una emulsión de gelatina que contiene haluros de plata microscópicos sensibles a la luz, que cuando esta impacta se ordenan de tal forma que son capaces de generar una imagen.
Información detallada aquí.
Digital
En las cámaras digitales suprimimos el film para introducir un sensor digital que reacciona a la luz y genera una imagen, llamado CCD (Charge Coupled Device) o CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor).
Los sensores CCD activan o desactivan todos los sensores del chip digital al mismo tiempo, capturando la imagen en una sola vez, esta forma de captura es conocida como global shutter. Los sensores CMOS utilizan la técnica llamada rolling shutter, mediante la cual los chips del sensor se activan por filas desde arriba hacia abajo. CMOS es más rápido que CCD y por lo tanto libera antes el sensor para la siguiente exposición, aunque por otro lado este tipo de sensores son más propicios a generar artefactos, como por ejemplo el conocido jello effect.
En alguna ocasión ya había comentado el fantástico documental Side by Side, donde se profundiza en cámaras de film vs cámaras digitales.
Film gate
Es la apertura generalmente horizontal presente en las cámaras tradicionales donde el film es expuesto a la luz. Consiste en dos placas que sujetan el film. La primer placa conocida como aperture plate tiene una obertura rectangular llamada camera aperture que suele medirse en pulgadas y permite la entrada de luz hacia el film. El tamao de la obertura en esta placa define el aspect ratio de la imagen que es proyectada en la película. Dato extremadamente importante para cualquier tarea de efectos visuales. Detrás de la película, está la segunda placa llamada pressure plate (también llamada film plane o focal plane). Cuando el shutter (obturador) se abre y cierra esta placa se encarga de sujetar el film.
En cámaras digitales toda esta maquinaria deja de estar presente de forma física pero sigue existiendo exactamente igual de forma lógica.
Film back
Es el área del film que es expuesto a la luz. Se mide en milímetros, no en pulgadas como el film gate. Con el film back seremos capaces de computar el focal length, dato importante de nuevo a la hora de trabajar en efectos visuales. En el caso de cámaras digitales, aplicamos otra vez los mismos conceptos, pero en este caso estaríamos hablando de la forma del sensor o región predefinida del mismo, en lugar del área del film.
En los software 3D el film back se puede llamar de diferentes formas. Por ejemplo, en 3D Equalizer se llama film back, pero en Maya se llama camera aperture attribute (y lo miden en pulgadas).
Shutter
En una cámara tradicional, enfrente del camera aperture está el shutter. Es una compuerta que permite que la luz impacte en el film durante un periodo establecido de tiempo. El camera aperture controla el área a través del cual pasa la luz, el shutter define la duración de impacto de la luz (shutter speed). Un shutter speed rápido quiere decir que el shutter se abre y cierra de forma rápida, lo que conlleva a que sea poca la cantidad de luz que impacta en el film. Un shutter speed lento quiere decir que el shutter va a estar durante más tiempo abierto, y por lo tanto, una mayor cantidad de luz impactará en el film. Shutter speed más rápidos también significan menos motion blur.
En la imagen podemos apreciar una compuerta semicircular de espejo que rota frente al film gate y permite exponer el film a la luz. También podemos apreciar la patilla que se mueve de arriba a abajo para pasar al siguiente fotograma del film. A medida que el espejo semicurcular gira, refleja la imagen en el cristal del fondo y esta puede ser visualizada por el operador de cámara. En cámaras avanzadas, este espejo circular que da forma al shutter puede ser alterado para cambiar de forma. Nos referimos a esta opción como shutter angle.
La mayoría de cámaras de cine tienen shutter angles que varían de 0 a 180 grados y ajustando este ángulo podremos cambiar la cantidad de tiempo que la película es expuesta a la luz. También el shutter angle que utilicemos variará el comportamiento del motion blur. Un shutter angle amplio permitirá mucho mas motion blur que un shutter angle estrecho, más utilizado para crear un look "staccato"
Es importante comprender el funcionamiento del shutter angle ya que tendrá un impacto directo en tu trabajo como artista de efectos visuales, especialmente en tareas de tracking, rotoscoping y alineamiento de plates.
La formula para conocer la relación entre shutter angle, shutter speed y frame rate es la siguiente.
S (Shutter Speed in seconds) = A (Shutter Angle in degrees)/ (F (Frame rate in fps) * 360)
Anteriormente mencionamos dos tipos de shutter, global shutter y rolling shutter. Hay algunos más que seguramente podrás encontrarte en cine.
- Focal plane shutter: Común en DSLRs. Donde el shutter está muy cercano al focal plane o sensor.
- Electronic shutter: Video cameras que no tienen sutter físico.
- Leaf shutter: Presente en lentes de gran formato. Cada lente tiene su propio shutter.
- Rotating disc: Común en cámaras de cine de 35mm.
- Global shutter: En cámaras con sensores CCD.
- Rolling shutter: En cámaras con sensores CMOS.
- Manual shutter: Pinhole camaras.
Film aspect ratio y film formats
Otro atributo que describe la región dentro del film gate es el film aspect ratio. Describe la relación proporcional entre el alto y el ancho del film.
Camera aperture = size of exposed region = 0.825 , 0.446
Film aspect ratio = X divided by Y = 0.825 0.446 = 1.85
Film format
Describe la forma del film y el tamaño del camera aperture. 35mm ha sido en lineas generales el estandard de la industria desde sus inicios. El camera aperture ocupa toda la región comprendida entre las perforaciones del film (0.989 x 0.735). El film aspect ratio el 1.333 Este formato se conoce como 35mm full aperture (o simplemente full ap).
Cuando el sonido fue introducido en el mundo del cine, éste se grababa de forma óptica junto a la imagen de 35mm. Hubo que reducir el camera aperture a 0.864 x 0.630 dando lugar a un nuevo formato, el llamado, Academy. Su film aspect ratio es 1.37
Hay infinidad de formatos disponibles en la industria y su elección corresponde generalmente al cinematógrafo y al director. Esto son algunos de los mas comunes.
16mm formats
Format: 16mm Film aspect ratio: 1.37 Aperture (mm): 10.26 x 7.49
Format: Super 16 Film aspect ratio: 1.69 Aperture (mm): 12.52 x 7.42
35mm formats
Format: Full ap Film aspect ratio: 1.33 Aperture (mm): 24.89 x 18.67
Format: Academy Film aspect ratio: 1.33 Aperture (mm): 21.94 x 16
Format: Super 35 Film aspect ratio: 2.35 Aperture (mm): 24 x 10.01
Large formats
Format: 65mm Film aspect ratio: 2.28 Aperture (mm): 52.47 x 23.01
Format: IMAX Film aspect ratio: 1.33 Aperture (mm): 70.39 x 52.62
Digital formats
Determinar el film back correcto en cámaras digitales puede resultar una tarea ardua y complicada, ya que los fabricantes de cámaras ofrecen una gran variedad de tamaños de chips y modos de grabación, que afectan al film back. Otro día hablaremos en profundidad sobre esto.
Algunos de los formatos más comunes utilizados en cine digital son:
En otra ocasion, hablaremos sobre lentes.