Если вы интересовались темой полетов на Луну, то, наверняка, читали о таком факте: НАСА заказало в Германии, у компании Цейс (Carl Zeiss), сверхсветосильную оптику. Сообщалось, что они нужны для съемки обратной стороны Луны. Было изготовлено всего 10 объективов "Zeiss Planar 50/0,7" с фокусным расстояние 50 мм: один остался у компании, 6 штук купили для НАСА. Остальные 3 достались Стенли Кубрику. Это были безумно дорогие объективы, уникальные в своём роде, стоимостью примерно в миллион долларов каждый. Изготовлены они были в 1967 году, т.е. за 2 года до предполагаемого полета на Луну. И эти объективы не имеют аналогов до сих пор.
Почему такой объектив называется сверхсветосильным? Мы знаем, что количество проходящего через объектив света зависит от апертуры объектива, от значения диафрагмы. Дискретные объективы, применяемые в кино и фото (т.е. объективы с постоянным фокусным расстоянием, не зумы), обычно имеют светосилу 2 - это максимально открытая диафрагма.
Это число - относительное отверстие. Число диафрагмы показывает, во сколько раз диаметр входного отверстия меньше фокусного расстояния. Например, фотоаппарат "Зенит" комплектовался объективом "Гелиос-44" с фокусным расстоянием 58 мм и светосилой 2. Это означает, что диаметр отверстия, через которое свет проходит в объектив, в 2 раза меньше фокусного расстояния, т.е. 58/2= 29 мм. Диаметр входного отверстия со стороны передней линзы как раз 29 мм. (Здесь я не буду обсуждать разницу между геометрическим и эффективным отверстием.)
Если прочертить отрезок, равный фокусному расстоянию объектива, то указанный диаметр отверстия два раза уложится на линии фокусного расстояния (зелёный круг на рисунке). А диафрагма 8 уложится 8 раз вдоль линии фокусного расстояния (синие кружки).
Чем больше диаметр отверстия, тем больше через объектив проходит света. Поскольку площадь круга определяется по формуле S= πR^2, то легко понять, что если радиус окружности при диафрагме 2 отличается от радиуса окружности при диафрагме 8 в 4 раза, то площадь отверстия, через которую проходит свет, отличается в 16 раз (четыре в квадрате).
Перейдя от диафрагмы 2 к диафрагме 0,7 («Karl Zeis Planar f/0,7») мы получим 8-кратное преимущество в количестве пропускаемого объективом света. Для этого объектива требуется света в 8 раз меньше или, другими словами, можно задействовать осветительных приборов по мощности примерно в 8 раз меньше. Из предыдущей статьи вы, наверное, помните, что во время съёмок в павильоне используется большое количество осветительной техники, только в одной сцене фильма "2001. Космическая одиссея" было задействовано осветительных приборов по мощности на 370 тысяч Ватт.
Сейчас в продаже есть объективы со светосилой 1:1 и даже 1:0,95.
А вот объективов со светосилой 1:0,7 в продаже пока нет. Те изготовленные для НАСА объективы были уникальными. С их помощью можно было снимать в павильоне при уровнях освещенности в 8 раз меньших, чем это требовалось для обычных объективов.
Стенли Кубрик использовал эту оптику в фильме «Барри Линдон» (1975 г.), в сценах со свечами, где дополнительных источников света не было. У этого объектива очень маленькая глубина резкости, что хорошо заметно на средних и крупных планах - объекты на переднем плане и в глубине кадра сильно размываются.
А теперь возникает вопрос: зачем НАСА заказало такие объективы? Разве нужна для съемки обратной стороны Луны сверхсветосильная оптика? Обратную сторону Луны есть смысл фотографировать тогда, когда поверхность освещена Солнцем (в новолуние). Освещённость на поверхности Луны может составлять около 100 000 люкс, а значит, при этом необходимо сильно диафрагмировать объектив, не только до значения 8 или 11, а может и дальше, до 16 или 22 (в зависимости от выдержки). В солнечную погоду светосильная оптика не нужна. А когда производят ночные съемки, то просто увеличивают выдержку, время экспонирования - до нескольких секунд (съёмка ночного города, съёмка звёздного неба), и опять особой нужды в светосильной оптике нет. Для чего может пригодиться на Луне сверхсветосильная оптика, да ещё с маленькой глубиной резкости?
Я видел сообщения, что НАСА заказывала эти объективы для фотографирования терминатора – линии, разграничивающей на Луне день и ночь. 50 лет прошло уже с момента изготовления этих объективов, но что-то не встречал сообщений, чтобы ими кто-то снимал обратную сторону Луны или границу света и тени на Луне.
Как я полагаю, объектив был заказан для другой цели - не для фотосъёмки а для киносъёмки - для пересъёмки изображения с киноэкрана. На этот киноэкран в павильоне проецировался лунный пейзаж, а перед экраном находился актёр в бутафорском скафандре, изображающий астронавта. Таким образом НАСА планировало создать иллюзию нахождения астронавта на Луне, при том, что все съёмки происходили в павильоне. Но при большом размере экрана яркость изображения оказывалась очень низкой, и ситуацию мог спасти только сверхсветосильный объектив.
В течение десятилетий в кинематографе применялся метод совмещения актера с заранее отснятым пейзажем под названием рирпроекция. Как только мы покажем типичные примеры, вы тут же без труда вспомните, что в старых фильмах часто замечали кадры, снятые по такой схеме.
При рирпроекции («рир» - от английского слова “rear”, сзади) кинопроектор, дающий изображение пейзажа (дороги или облаков) находится позади просветного полупрозрачного экрана с одной стороны, а съёмочная камера и персонажи находятся с другой стороны. Скорость съёмки и скорость проекции синхронизируются специальным кабелем, чтобы исключить несовпадение частот съёмки и проекции.
Светочувствительность негативных киноплёнок в середине ХХ века была сравнительно низкой. Из-за низкой светочувствительности приходилось использовать небольшие по размеру экраны, шириной 4-5 метров, чтобы обеспечить необходимую для съёмок яркость.
Как правило, способом рирпроекции снимались средние и крупные планы, очень часто - планы с движущимся фоном за окном автомобиля. В фильме о композиторе Штраусе 1938 г. «Большой вальс» (реж. Ж.Дювивье) актеры сидели в неподвижной карете, а изображение движущегося "венского" леса проецировалось сзади на полупрозрачный экран.
ДУБЛИКАТ ВИДЕО: Эпизод "Рождение музыки" из фильма "Большой вальс"
Рирпроекцию использовал Стенли Кубрик в одном из эпизодов фильма "С широко закрытыми глазами" (1989 г.), когда для монтажа понадобился дополнительно ещё один план с актёром Томом Крузом.
Чтобы не устраивать съёмку в городе, кадр был отснят в павильоне методом рирпроекции. На экран за спиной актёра проецировался движущийся пейзаж ночного города.
А вот кадр из любимого многими зрителями фильма «Терминатор», 1984 г. - Сара Коннор убегает от взорвавшегося бензовоза.
Актриса на самом деле просто пробегала перед экраном. На этот экран сзади проецировался отснятый заранее движущийся бензовоз. Высота экрана, как нетрудно понять, была немногим больше, чем человеческий рост, а ширина – около 5 метров. Поскольку экран по размеру небольшой, актрисе, чтобы не выйти из резкости, приходилось бежать не столько вперёд, сколько по диагонали вдоль него, слева направо.
Чтобы взрыв казался масштабнее, поджигался, хоть и большой, но игрушечный бензовоз. Взорвать реальный бензовоз в городе было бы крайне опасно.
Вы, наверное, думаете - для чего мы в деталях описываем способ съемки методом рирпроекции? Дело в том, что первоначально предполагалось, что в лунных миссиях будет применяться именно этот способ. Снимать первые пробные "лунные" кадры начали уже в 1967 году, за 2 года до "премьеры", намеченной на июль 1969 года.
Но у способа рирпроекции есть два недостатка, которые могли бы выдать фальсификацию. Первый недостаток связан с тем, что ярко высвечивая огромный лунный модуль и актеров "как в солнечный день", мы тем самым засвечиваем расположенный сзади них экран, и фон становится малоконтрастным, как будто в атмосферной дымке (обратите внимание ещё раз на кадры из фильма "Большой вальс", лес на фоне подёрнут дымкой). На экране исчезает «чернота», изображение на фоне становится малоконтрастным, серым. А поскольку на Луне никакой атмосферной дымки нет, то падения контраста освещения на фоне не должно быть.
С этим первым недостатком можно как-то бороться - например, вводить в кадр на фоне яркие объекты. В кадре из фильма "С широко закрытыми глазами" большая часть ночной улицы засвечена световыми гирляндами, витринами магазинов и уличными фонарями. Но ведь в лунных снимках почти половина кадра по площади должна занимать абсолютная "чернота" космоса. Для этого была придумана легенда, что солнце сильно засвечивало объектив, поэтому в альбоме много бракованных кадров, где вместо чёрного космоса мы видим светло-серую пелену.
Кроме того, нужно, чтобы ни один из прожекторов, который освещает актёра-астронавта, не был направлен в сторону экрана. Другими словами, прожектор, который имитирует эффект света от солнца, должен освещать актёра исключительно сзади. А поскольку непосредственно сзади за актёром находится киноэкран, прожектор-солнце ставят сбоку от экрана. Отсюда и получается задне-боковой свет. На фотографиях разных миссий "Аполлон" всё время используется один и тот же задне-боковой свет.
Второй недостаток рирпроекции - низкая яркость экрана. Представьте, что вы пришли в кинотеатр, где фильм демонстрируется на экран шириной 26 метров. Такой экран 26х11 метров вы можете увидеть, например, в кинотеатре "Октябрь" на Новом Арбате в Москве.
В кинотеатре Аймакс ширина экрана составляет 24 метра. А теперь перед этим экраном расположим астронавта и ярко высветим его, создадим эффект света, как в солнечный день. Из-за такой высокой освещенности внутри зала изображение на экране будет выглядеть очень тусклым, и это при том, что в кинопроекторах используются очень мощные лампы. Чаще всего применяют газоразрядные проекционные лампы, в которых светится электрическая дуга в колбе, заполненной ксеноном. Максимальная мощность может достигать 15-18 кВт.
Такая лампа дает яркий белый свет, близкий по спектру к дневному.
В рирпроекторах источником света является дуга, возникающая между двумя угольными электродами. Мощные рирпроекторы работают в режиме 78 Вольт 225 Ампер.
Но даже при таких мощных кинопроекционных лампах, во время демонстрации фильма освещённость на киноэкране оказывается на уровне 35-40 люкс.
В качестве эксперимента мы попробовали переснять изображение с экрана кинотеатра цифровым фотоаппаратом в режиме записи видео, 25 кадров в секунду. Для этого нам потребовалось установить светочувствительность 2000 единиц при диафрагме 3,5.
Как же осуществлялась на киностудиях съёмка методом рирпроекции, если в 1960-70-е годы не было киноплёнок столь высокой чувствительности, а светочувствительность цветных киноплёнок Кодак находилась на уровне 100-125 единиц? Согласно отчётам НАСА, для съёмки киносюжетов на "Луне" использовалась 16-мм киноплёнка Kodak Ektachrome MS SO-368 со светочувствительностью 160 единиц АСА.
Именно на эту киноплёнку снимались проезды электромобиля (ровера) по так называемой Луне.
В книге Б.Горбачёва «Техника комбинированных съёмок» есть глава «Технические средства способа скорой рирпроекции». Вот что пишет кинооператор Б.Горбачев[1] о рирпроекторах: [2]
"Освещенность экрана размером 3х4 м в 830 лк позволяет снимать на современных чувствительных черно-белых негативных киноплёнках с диафрагмой 1:3,5. ... При диафрагме 1:2,3 можно снимать на экране, имеющем приблизительно в два раза большую площадь, то есть на экране размером 4,5 х 6 м. Такой размер экрана позволяет снимать не только крупные, но и средние актерские планы."
И в следующем абзаце, как приговор:
"Дальнейшее увеличение размера экрана оказывается практически невозможным".
Итак, максимальный размер экрана ограничен размером 4,5 х 6 метров, и это при том, что мы используем самый мощный рирпроектор и самую чувствительную на тот период времени киноплёнку.
Если мы рассмотрим фильмы 50-60-х годов ХХ века, где была использована рирпроекция, например, фильм-вестерн 1954 г. «Река не течет вспять», то заметим, что максимальная ширина применяемого экрана – не более 5-6 метров, что позволяет снимать лишь средние планы.
При этом всё равно не хватает глубины резкости: при наведении резкости на актёров, задний план оказывается в расфокусе, что выдаёт приём комбинированных съёмок. Чтобы увеличить глубину резкости, необходимо "зажимать" диафрагму объектива, а для этого требуется ещё больше света.
Для фильма «Мятеж на Баунти», 1962 г., студия MGM применила для рирпроекции 10-метровый экран.
Один проектор с такой задачей, конечно, не справился бы. Для этого фильма была придумана система из трех проекторов, работающих на выгнутый полупрозрачный экран. Отснятый заранее фон бушующих волн печатали на три плёнки так, чтобы в местах соединения изображений край кадра напоминал зубья пилы.
Это помогало скрыть вертикальную линию перехода между отдельными изображениями. И, кроме того, в кадре эти границы постоянно пересекались вертикальными линиями – тросами и мачтами.
Также система из трех проекторов применялась для повышения яркости экрана, когда три проектора работали на один экран. Фирма «Митчелл», как сообщает Б.Горбачёв в книге «Техника комбинированных съёмок», изготовила для «Мосфильма» такой строенный рирпроектор, в котором средний проектор даёт прямое изображение, а два крайних, расположенных по обе стороны от него под углом 90°, отбрасывают изображения на экран с помощью зеркал с поверхностным зеркальным слоем. Зеркала закреплены в оправах, позволяющих производить совмещение изображений боковых проекторов с изображением центрального проектора. При этом яркость экрана возрастала в 2,8 раза.
А вот как такая система выглядела в американской киностудии: три одинаковых проектора жестко укреплены на одной станине, и свет от трёх рирпроекторов сводится на экран, расположенный в середине павильона. В другой половине павильона, по ту сторону экрана, происходит съемка игровой сцены на фоне этого изображения.
При рирпроекции бывает сильно заметно падение яркости по краям экрана, особенно на широкоугольной оптике. Чтобы избежать неравномерного освещения, на проекторах используют длиннофокусную оптику, при этом расстояние от проектора до экрана может достигать 30 метров.
Таким был передовой край развития техники рирпроекции к началу 60-х годов ХХ века. Максимально возможная ширина экрана для фонового изображения - около 10 метров.
Но такой ширины недостаточно, чтобы создать за актёром-астронавтом лунный пейзаж. Для таких целей необходим экран шириной около 30 метров.
И тогда перед специалистами кино была поставлена задача – вывести изображение достаточной яркости на 30-метровый экран для создания «лунных снимков». Яркость должна быть достаточной, чтоб можно было снимать и кино на скорости 24 к/с.
Первая мысль - использовать более высокочувствительную киноплёнку. Но Кодак не мог изготовить цветную киноплёнку более 160 единиц ASA. Даже сейчас, спустя почти полвека, самой высокочувствительной кинопленкой в кинопроизводстве является Кодак 5219, с индексом светочувствительности 500 единиц.
Поскольку более чувствительной кинопленки в ближайшие годы не ожидалось, а повысить световой поток проектора дальше было невозможно (плёнка плавилась от теплоты), то оставался один «запасной», и к тому же недешёвый вариант - использовать при съемке сверхсветосильную оптику.
За счёт того, что вместо диафрагмы 1:2 или реального значения 1:2,3 (эффективная светосила) теперь имеется 1:0,7 (объектив Цейс "Планар") мы получаем выигрыш в количестве света в (2,3/0,7)^2 = 10,8 раз.
Теперь площадь киноэкрана можно увеличить в 10-11 раз, или, другими словами, увеличить ширину и высоту экрана в 3,3 раза, приблизившись к заветной ширине экрана в 30 метров.
Вот и разгадка, для чего НАСА потребовался сверхсветосильный объектив, не имеющий аналогов в мире - для использования в рирпроекции. Из того факта, что объективы в количестве 10 штук были изготовлены уже в 1967 году, можно предположить, что заказ на их изготовление поступил, как минимум, за год до этой даты, в 1966 году. То есть уже тогда, в 1966 году НАСА знало, что вместо реальных полётов будет снимать высадку на Луну в павильоне.
Однако, по иронии судьбы, эти объективы не понадобились. Стэнли Кубрик по заданию НАСА запустился с проектом "Космическая одиссея", где разработал другую технологию совмещения актёра с изображением на киноэкране - фронтпроекцию. В фронтпроекции применялся особый экран из светоотражающей ткани, скотчлайт, который в направленном свете создавал яркость экрана в 100 раз больше, чем белое полотно. Сверхсветосильный объектив давал выигрыш в свете (в освещенности) всего в 10-11 раз, а экран из скотчлайта - сразу в 100 раз. При съёмке сверхсветосильным объективом пришлось бы снимать на открытой диафрагме, что давало очень маленькую глубину резко изображаемого пространства (ГРИП). При наведении резкости на астронавта фон получался бы вне зоны резкости. И приём был бы заметен.
А при повышении яркости экрана в 100 раз можно вернуться к нормальной оптике и даже задиафрагмироваться до значения 6,3, что по ощущению глубины резкости даст эффект съёмки в солнечный день.
Этот светоотражающий материал хорошо знаком вам по дорожным знакам и полоскам на спецодежде. В направленном свете (при фотовспышке) он выглядит невероятно ярким.
Первые удачные эксперименты с фронтрпроекцией на 30-метровый экран относятся к июлю 1967 года, а полностью систем фронтпроекции была отработана С.Кубриком только к октябрю 1967 года. Приведённый чуть выше фотокадр из альбома "Аполлон-15" - астронавт на фоне горы, был получен как раз методом фронтпроекции.
О схеме фронтпроекции и светоотражающем материале мы писали в статье "Самая известная лунная фотография из миссии "Аполлон-15" снята в павильоне методом фронтпроекции".
О том, что впервые фронтпроекцию применили японцы в фильме "Нападение людей-грибов", я написал в статье "Восемь фотографий у американского флага, или Нападение людей-грибов". Но там был маленький экран и киноплёнка. А для гигантского экрана Кубрику пришлось изобретать мощный проектор для слайдов размером 20х25 см.
У Кэнона есть объектив 65mm f/0,75, предназначенный для визуализации рентгеновских снимков. Посмотрите, какое изображение он даёт.
Если вы сомневаетесь, что объективы могут стоить так дорого, вот вам недавний пример, 2006 год.
ВНИМАНИЕ. Всех "могликов", которые хамят, сыплют оскорбления, называют собеседника "дурашкой" и "куском идиотины", БЛОКИРУЮ.
Пожалуйста, ведите диалог в рамках приличия. Будьте взаимовежливы!
*
[1] Справка:
Б.К.Горбачёв. Оператор-постановщик, оператор комбинированных съёмок. Автор разработок оригинальных способов комбинированных съёмок («метод блуждающей маски» в фильме «Светлый путь» (1940). Метод «блуждающая маска» использован также в фильме: «Дети Капитана Гранта» (1936), «Волшебное зерно» (1942), «Черевички» (1945), «Золушка» (1947), «Садко», «Адмирал Ушаков», «Корабли штурмуют бастионы» (все в 1953), «Веселые звезды» (1954), «Высота» (1957), «Русский сувенир» (1960), в которых Горбачев участвовал как оператор комбинированных съемок.
[2] Б.Горбачев. Техника комбинированных съёмок, ГИЗ, Искусство, М, 1961 г, стр. 190
*
С вами был кинооператор Л.Коновалов. До новых встреч!