Совсем просто не получится - придётся поработать руками. А вот работать головой( изобретать как это сделать) уже не надо. Решения найдены. Есть 2 пути. Не делать ничего самому и отнести "проффесионалам". Сделают быстро, но дорого. И не всегда качественно -проверено. Если у вас большой архив ценных плёнок то будет очень дорого. Поэтому большинство решают оцифровывать самостоятельно. И это правильно - свой архив оцифровывать надо самому и в комфортной неторопливой обстановке, то есть дома.Здесь качество определяете вы сами.
Качество получаемых видеокадров видеоклипа у вас будет полностью определяться качеством картинок на кинокадре. Так как все мы покупали плёнки в советских магазинах и проявляли их там же, то среднее качество изображения у вас получится приблизительно 150 линий разрешения по горизонтали. И изображение будет с шумами. Да, плохо, но это реальность. Можно немного побороться с шумами и интеллектуально оконтурить "линии изображения". Смотреть будет заметно приятнее. И это всё, что можно сделать. "Профессионалы" по оцифровке плёнок скорее всего пообещают вам заметно лучшее качество изображения и покажут вам это. Например здесь. Действительно впечатляет. Но это реклама, которая всегда врёт.Картинки похоже изготовлены с реальных плёнок, но специальных мелкозернистых, а не тех которые мы покупали и использовали. Так что рассчитывайте на стандартное качество в 150 линий по горизонтали при наличии шумов.
Для того, чтобы не потерять в качестве изображения при доставке его от кинокадра к матрице видеокамеры существует два способа. Или ставить объектив между кинокадром и матрицей и проектировать изображение на матрицу( разобрав видеокамеру). Или использовать известный принцип микропроекции. Увлечённые люди из форума "пара вопросов освоившим захват 8мм кинокадров" пошли первым путём. И им пришлось капитально переделать механику кинопроектора "Русь" и , уверен, видеокамеру ( либо найти матрицу и электронику к ней).Этот путь для подавляющего большинства людей непригоден из за чрезмерного объёма сложных переделок.Этот путь жаргонно называют "пилением Руси". Большинство нормальных людей рассматривают оцифровку как практическую задачу жизни, когда надо быстро получить результат ( свои 150 строк разрешенния по горизонтали) и потом просто выкинуть кинопроектор со всеми приспособлениями. Всегда вопрос стоит так - Или волевым усилием решить выкинуть весь архив киноплйнок сразу, или всё таки оцифровать плёнки и затратить на это время. В этом случае надо иметь проверенную простую установку не требующую доработок и способную работать достаточно быстро. Достигнута скорость получения конечного результата 6-8 кадров в секунду. То есть при простом просмотре большой кассеты киноплёнки со скоростью 16 кадров в сек вы затрачиваете 20 мин, а при одновременной оцифровке с просмотром уже при скорости 6 кадров в сек вам потребуется 1 час времени на оцифровку кассеты. И сколько у вас таких кассет в архиве? С учетом неизбежных потерь времени ( плёнка будет рваться и так далее) за неделю или за две вы сможете оцифровать все свои плёнки. А ждали вы этой оцифровки уже лет 20! Это информация для номальных людей, которым оцифровка действительно нужна. А вот "профессионалы" эту постановку задачи не вопринимают совершенно - у них другие задачи.Такая рабочая установка получена, описана в журнале "Радио" №5 за 2013 год и ниже описана в этой статье. Она использует известный принцип микропроекции. Оптическая часть этой установки предельно проста - всего одна линза между проектором и видеокамерой.Эта оптическая установка даёт то же качество изображения, что и переусложнённая установка "проффессионалов" из форума "Пара вопросов". Оттуда вам могут возразить по поводу данной оптической схемы - что мол линза сильно исказит изображение. Вам следует своими глазами увидеть и убедиться, что линза-лупа при увеличениях до 2х раз не искажает изображение вообще. А имеено в этом диапазоне увеличений и следует применять линзу. Убедиться в этом можно следующим образом.Положите на стол напечатанное изображение шириной 30-35мм. Положите на него плоской частью линзу ( моя была с фокусным расстоянием 6см). И рассмотрите изображение через линзу. Увеличение лупы при этом будет 2-3%. Отличий увеличенного и неувеличенного изображений вы не заметите.Затем поднимите слегка линзу, зафиксируйте теперь увеличение и опять сравните изображения на предмет отличий. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока не станете отчётливо замечать появившиеся искажения. И решите самостоятельно при каком увеличении искажения начинают быть заметны. Я обнаружил, что искажения можно обнаружить при увеличениях более 2.5 раз. Потом перестраховался и выбрал цифру 2, как увеличение, ниже которого никаким глазом невозможно увидеть искажения вносимые линзой. После этого вы должны быть абсолютно уверены, что ниже увеличения 2 линза не вносит искажения.Это означает эквивалентность изображений данной установки и "проффессиональной".
Первая сигнальная информация о установке для оцифровки на принципе микропроекции была кажется в 2000году. Было заявлено, что так можно делать. А вот далее никто так не делал. Почему? А потому, что выполнить установку можно было только случайно получив три расстояния, на которых надо располагать кинопроектор изображение, линзу и видеокамеру. Экспериментально подобрать эти расстояния практически невозможно, а метода расчёта не существолвало. Столкнувшись с этим мне пришлось взять на себя труд разработать метод расчёта. А потом и найти инструмент, который позволял бы решать систему уравнений ,не решая их в обычном смысле слова.
Физическая ( герметрическая) сущность расчёта заключается в следующем. Вы ставите видеокамеру с некоторым положением трансфокатора. То есть вы тем самым задаёте размер телесного угла видения, под которым к видеокамере должен приходить сходящийся пучёк лучей от кинопроектора с линзой. Тангенс половины этого угла я обозначил как переменную beta. Далее необходимо подобрать параметры кинопроектора, линзы и расстояний при которых образовывался бы требуемый установленный угол beta излучения к видеокамере. Рассмотрев треугольники хода лучей можно вычислить как будет изменаться угол beta за линзой при увеличении расстояния от кинокадра до изображения. Согласно принципу за изображением на расстоянии "y" должна располагаться линза( а ещё дальше на расстоянии v должен располагаться оптический центр видеокамеры). Должно быть понятно, что с ростом расстояния от кинокадра до изображения ( LPI) угол beta должен увеличиваться. Ибо чем больше предмет, тем больше угол для его полного видения. Скорость роста beta от LPI , будет увеличиваться с уменьшением фокусного расстояния линзы и с увеличением желаемого увеличения при просмотре не визуализированного изображения. На графике роста beta от LPI можно провести горизонтальную черту на уровне значения beta видеокамеры. Тогда в точке пересечения кривой роста beta системы с уровнем beta видеокамеры мы получим равенство телесных углов камеры и системы. То есть на этом расстоянии LPI следует располагать изображение для равенства телесных углов. Зная формулы для чертежей хода лучей можно просить программу калькулятора функций нарисовать график beta от LPI. И на этом графике увидеть точку пересечения кривой с заданным уровнем. Можно просить нарисовать одновременно и другое графики, которые ответят на все вопросы расчёта. В этом суть расчёта. А о технике ниже.
Исторически так получилось, что общепринято запускать запускать оцифровку "в режиме видеосъёмки". А потом фильтром Get Dub выявлять только те кадры которые нужны. Сейчас это атавизм, не объясняющий почему сразу не получать все требуемые кадры. В описанной здесь и в журнале Радио установке реализовано автоматическое последовательное перефотографирование всех кадров киноплёнки. Удобно при этом то, что в любой момент можно остановить оцифровку и возобновить её.При этом не обязательно даже склеивать куски плёнки перед оцифровкой. Удобно также то, что оцифровку можно выполнять при обычном ( не чрезмерном) дневном свете.
При знакомстве со статьёй в журнале Радио №5 за 2013г вы обнаружите, что там нет информации о расчёте оптической системе каждым, решившим изготовить установку. Однако это необходимо и ниже объясню почему. Кроме того вы обнаружите в статье на первой странице много неточностей и ошибок - это недоработка редактора, его текст, а не мой. А вот схемы и описание их работы изложены правильно.
Уметь рассчитать оптическую схему своей установки нужно каждому потому, что рекомендуемую линзу в статье с F0=6см едва ли каждому удастся найти ( искать надо на радиорынках у пенсионеров, проявляя изобретательность). В установке возможно применить линзу и с другим фокусным расстоянием, но для него величины LPI и "y" и v будут уже другими. Другое LPI получится и при другом выборе величины желаемого увеличения изображения G при расчёте. Поскольку сам расчёт оказался предельно простым, то в нём надо разобраться и выполнять его. Здесь важно заметить, что существует у большинства жгучее нежелание выполнять расчёт и надежда ( и уверенность) что физически подвигав подстроив расположение всего в установке вы сможете определить правильные расстояния .Это ошибка для случая с системой микропроекциии. Начав двигать вы быстро убедитесь что просто теряете время. И придёте к необходимости расчёта как пришёл и я.
На полученном графике на мониторе всегда просто задать уровень угла beta видеокамеры в виде уровня и по нему определить требуемое значение LPI. Так предельно просто решается задача определения LPI при наличии графика beta=f(LPI) . При сканировании переменной LPI ( или жёстко связанной с ней ширины получаемого изображения t) будут изменяться все, связанные с ней величины. Значит можно заказать одновременно графики v=f1(LPI) и график y=f2(LPI) Здесь v есть расстояние от линзы до оптического центра объектива . По ним сразу для выбранного LPI определяем величины v и y . Всё - задача решена. Осталось разместить элементы оптической системы на полученных расстояниях и увидеть кинокадр на мониторе. Ничего дополнительно двигать подбирать в оптической системе не требуется.
Как решается эта задача на практике? Для решения нам потребуется программа умеющая работать со знаниями. Каждое знание это всегда некоторое утверждение, которое вводит понятие в виде связи с другими понятиями, с другой стороны знание это всегда инструмент решения практической задачи жизни. В методологии знания принято представлять языком схем, которые каждый раз составляются исследователем для получения ответов на задачи реальности. Примером являются принципиальные электрические схемы. Существуют программы схемотехнического моделирования в которых прямо в графическом редакторе рисуется схема из готовых элементов. При рисовании схемы автоматически одновременно и невидимо для пользователя составляется программой математическое описание части реальности, то есть схемы. Это описание и позволяет вычислить как, например, заряженный конденсатор будет разряжаться через сопротивление. И программа позволяет вывести сам процесс разряда в виде нарисованного графика, который легко оцифровывается обычно автоматически.
Среди программ схемотехнического моделирования есть широко известная программа Microcap, которая всё это умеет делать. Но кроме того, в отличие от других программ, она позволяет записывать в окно для составления схем команды введения новых собственных понятий. Новое понятие именуется в виде нескольких английских букв которые вы выбираете. Сам текст ввода понятия (символической переменной) состоит из слова ".define" начинающегося с точки, затем через пробел пишется имя новой переменной, и ещё далее через пробел пишется значение этой переменной. Значение может выражаться через другие переменные формулой или может быть равно коэффициенту, численно представляемому, например, напряжением установленной батареи. Если вы ввели переменную, то её имя может быть записано как размерность оси "Х" или "Y" на требуемых графиках.
Благодаря такой возможности введения собственных переменных возможно в эту программу вводить любые не электрические системы. Ниже мы введём в эту программу оптическую систему микропроекции. И в режиме расчёта переходных характеристик будем просить вывести графики наших как бы переходных процессов.
В новом файле графического редактора программы Microcap нужно записать уравнения математического описания системы. Это следующие ниже строки, каждую из которых нужно начинать после нового нажатия кнопки "Т" для введения текстовой записи. И сразу после записи строки следует закрывать окно для текстовой записи. Итак записываем:
.define LI FP*((bk+t)/bk)
.define alfa (t*0.625)/(LI)
.define LPI LI*(1+(bk)/t)
.define bk v(1)
.define FP v(2)
.define X t*0.625
.define y FO*(G-1)/(G)
.define beta (X/FO)- alfa/G
.define V (X+alfa*FO*(G-1)/G)*FO*G/(X*G-alfa*FO)
.define M FO*(G-1)
.define FO v(3)
Особенность расчёта состоит в том, что в зависимости от задаваемых чисел полученная величина v может оказаться или слишком малой для исполнения или слишком большой, например метр или более. В этом случае следует изменить выбираемое значение G ( выбирается в пределах 1-2.5) и заново произвести расчёт. Возможно придётся и уменьшить подобранную величину F0. Уменьшение G увеличивает v. В общем случае удобные величины расстояний достигаются после нескольких попыток расчёта, при этом при каждом изменении любых задаваемых пяти чисел вашей системы всегда получаем новое значение LPI и остальных расстояний. Важно, что прямое видение кинокадра достигается не только при единственно возможном F0, существует диапазон для значений F0 , при котором получаются приемлемые для исполнения расстояния.
Формулы математического описания системы выводились из рисунка хода лучей в проекторе (здесь всё просто) и из рисунка хода лучей при просмотре объекта лупой.
Программа Microcap, широко известна людям, знакомым с радиотехникой. В ней роль формы расчёта выполняет всего один созданный файл, который можно получить в готовом виде, скачав его с адреса ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/05/exp002.zip или изготовить самостоятельно по описанию в тексте . Это просто. Программу Microcap ( если у вас её нет) можно скачать с адреса http://www.spectrum-soft.com./. Для целей расчёта годится ознакомительная бесплатная версия программы любого номера.
Или возможно выполнить архивирование установленной программы у друга, знакомого и потом просто разархивировать архив на свой диcк С. И нужно файл настройки мс7.ini программы из папки windows друга скопировать в свою папку windows. Программа будет работать
Этот расчётный файл-форма exp002.cir программы с расширением cir открывается в программе Microcap путём обычной операции "файл- открыть". Для того, чтобы это состоялось необходимо скачанный и разархивированный файл положить в папку Data, находящуюся в коренной папке программы Microcap.
Если создавать файл самостоятельно, то нужно просто запустить программу microcap выполнив файл microcap.exe в коренной папке программы. Откроется новый пустой файл специального графического редактора в котором можно писать, рисовать, устанавливать батареи и другие радиотехнические компоненты и выполнять разные виды анализов. Для этого есть кнопки на передней панели.
Нам понадобится для записей кнопка "Т" текст, нажав которую нужно щёлкнуть на панели программы в том месте, где должен быть текст. Откроется окно, в котором нужно ввести текст. Для редактирования текста ( и любого вставляемого элемента ) нужен двойной щелчок на нём - тогда открывается окно текста или окно свойств элемента, где и происходит редактирование. После установки любого элемента и его выделении можно таскать элемент по экрану при нажатой левой клавиши мыши. Аналогично вставляется батарея ( есть кнопка) и любой элемент. Отрицательный вывод батареи нужно заземлить, для этого также есть кнопка. Батареи обозначаются как v1, v2, .. v3 в порядке их установки. После каждой установки батареи открывается окно свойств, где и необходимо указать напряжение этой батареи. Образуются в порядке установки напряжения на выводах батарей на схеме. Это v(1), v(2), ... v(3), v(4).
При самостоятельном создании файла напряжениям батарей нужно задать следующие начальные значения рассматриваемого примера v(1)= 0.5 v(2 )=1.8 v(3)= 6 v(4)= 1.5 Все величины вводим в сантиметрах. Значения этих чисел поясняют строки формул текста выше. Так например строка в тексте
".define bk v(1)" означает, что напряжение батареи v(1) представляет ширину кинокадра bk.
Здесь мы для начала разбираем учебный пример в пробном расчёте, который задан и в скачанном файле, и который является реальным расчётом, по которому я построил реальную физическую работающую систему.
Для выполнения расчёта в готовом файле нужно нажать кнопку Analisis, далее выбрать transient. Откроется окно задания на моделирование. В этом окне надо задать какие графики требуется получить и при каком сканировании независимой переменной. В готовом скачанном файле окно уже заполнено, дополнять ничего не надо, но можно.
Данный вид анализа в радиотехнике называется расчёт переходных процессов. В нём задаётся сканирование переменной t, которая является для радиотехники временем. В нашей задаче времени нет, но переменной t обозначена ширина получаемого изображения. Значит она будет сканироваться как независимая переменная.
Диапазон сканирования нужно задать в окне "Time Range" указав сначала большее число, потом через запятую меньшее.
Нужно в окне задать так " 3, 1.2" Это в сантиметрах и означает сканирование от 1.2 см до 3 см. В программе точка является знаком отделяющим целое от десятичного знака, а запятая является знаком разделяющим отдельные значения чисел.
В задании на моделирование нужно задать для каждого желаемого графика что откладывать по осям Х и У . Здесь можно писать не только имена переменных (введённые посредством оператора .define), но и математические формулы из них. Полезно поставить галку в окно "auto Scale Ranges" - автомасштабирование графиков. В готовом файле данное окно уже заполнено.
Осталось нажать кнопку Run - выполнить анализ. И без задержки появляются требуемые графики. Смотрите рисунок ниже. После получения графика можно нажать F8. Появятся два вертикальных курсора на всех графиках. Правый курсор можно передвигать по горизонтали при нажатой правой кнопки мыши. Левый курсор можно передвигать по горизонтали при нажатой левой кнопки мыши. Курсоры оцифровывают точку пересечения курсора с функцией графика и цифры выводят в таблицу под каждым графиком. Оцифровка следящая - вы перемещаете курсор и изменяются цифры под графиком и на каждом графике на мониторе.
Здесь получены результаты LPI= 13см , y=2см, v=11,2см . Это при выбранном значении beta = 0. 165, которое можно изменять сразу на графике, передвигая курсор. Полезно знать, что максимально возможное значение beta для видеокамер составляет 0.22 - 0.25. А минимально возможное значение beta составляет в системе микропроекции 0.1 приблизительно. В этом диапазоне и возможно выбирать значение beta. Среднему выбранному значению beta соответствует и среднее значение ширины получаемого изображения. В нашем выборе это 2.52см.
Полученные рекомендации по параметрам не следует рассматривать как универсальные для всех случаев. Эти параметры просчитаны только для кинопроектора "Русь" (Fp=1.8см). Но даже если у вас есть этот кинопроектор, то для вашей, скорее всего не столь малогабаритной видеокамеры как моя Sony , рекомендация v=11.2см может оказаться нереализуемой - потребуется большее расстояние. Да и очень возможно, что линзу с F0=6см вам не удастся отыскать. Во всех этих случаях требуется пересчёт и, поскольку он простой, то следует настроить себя разобраться во всех деталях процесса. И вновь рассчитать систему. Для возврата в начало расчёта следует нажать F3.
В конце расчёта полезно проверить достаточность физического диаметра имеющийся линзы для неискажённого воспроизведения кинокадра. Замечено, что если физический диаметр изображения более 80% от физического диаметра линзы, то наблюдаются искажения прямоугольных линий краёв растра. Физический диаметр изображения в плоскости линзы согласно рисунку оптической схемы равен удвоенной величине отрезка (Х+y*alfa).
Возможно посредством программы вычислить эту величину. Для этого нужно просить дополнительно (или вместо) нарисовать график функции 2*(X+y*alfa) в зависимости от LPI. По оси "Y" в задании на моделирование так и писать 2*(Х+y*alfa). Для моего варианта расчёта диаметр изображения на линзе составил 37мм при применённой линзе диаметром 60мм. Искажения краёв растра не наблюдалось.
О частоте запусков кинопроектора - дополнительная информация
Из урезанного текста статьи в журнале Радио всё таки можно понять, что существует максимальная частота запусков системы для захвата кинокадров, без их потерь. Период этой частоты можно выбрать как обратную величину от интервала 80 млсек и длительности импульса фотодатчика. В нашем случае этот период чуть менее 100млсек, что соответствует частоте более 10 оборотам вала в секунду. Выбрана эта частота сознательно за счёт минимально возможной длительности импульса фотодатчика на этой максимальной частоте. Это означает, что возможен запуск на любой частоте менее 10 герц и при этом гарантируется отсутствие потерь кадров при захватах. Если пытаться запускать систему чаще максимально возможной частоты, то обязательно будут потери в захватываемых кинокадрах.
При выборе данной необходимой максимальной частоты запуска оказывается, что из за свойств канала запуска компьютера длительности импульсов фотодатчика оказываются слишком короткими для запуска системы. То есть запустить систему невозможно от импульсов фотодатчика в диапазоне 2-10 герц. Решение этой проблемы состоит в том, что запуск должен быть произведён обязательно от другого генератора с постоянной длительностью 55 -60млсек с обязательной привязкой его переднего фронта (прекращение тока оптрона) к заднему фронту импульса фотодатчика. Что и реализовано в схеме. Существует ошибочное мнение, что можно увеличить длительность импульсов фотодатчика( для того чтобы запускаться от него) подобрав угол обтюратора.Делать это можно, но невыгодно так как при этом сильно уменьшается максимальная частота импульсов запуска. Она оказывается внутри интервала частот, при которых мы хотим работать. Непонимание этого превращает инициатора этой ложной идеи в барона Мюнхаузена, который пытается тащить себя за волосы к луне.
Информацию об остальном ( схемы и детали) вы найдёте в журнале Радио №5 за 2013г.
Ниже описание двухлетней давности этой установки.
Задача решалась долго в фоновом режиме почти 10 лет. За это время совершенствовалась техника, появлялись новые возможности - фотоприёмники. Современный фотоприёмник в домашних условиях это всегда полупроводниковая матрица в виде или видеокамеры или веб камеры или цифрового фотоаппарата.Опыт показал, что качественная оцифровка киноплёнок возможна только при прямом видении фотоприёмником киноизображения. То есть непригодны здесь просветный или просто экран, который видит фотоприёмник. При них не только возникают дополнительные искажения изображения, но и установка оказывается слишком громоздкой для многократного домашнего использования. Это тупиковый путь, который я прошёл - время затрачивается - результат сомнительный. Отсюда главная задача - как доставить изображение от кинокадра к матрице фотоприёмника. Хотя в принципе это просто, надо использовать принцип микропроекции, но реализовать его в домашних условиях было очень сложно. Не получалось долго или получалось плохо, пока мной не была разработана математическая модель данной оптической системы. Далее был найден способ диалога с математической программой, в которую эта математиченская модель была загружена. В результате всё оказалось неожиданно предельно просто. Вы задаёте системе свои коэффициенты ( фокусные расстояния, размеры кадров и так делее) нажимаете кнопку "пуск" и сразу получаете серию графиков со всеми интересующими вас параметрами. Если расчёт вас не устраивает вы меняете коэффициенты, которые отражают применяемое вами "железо", повторно нажимаете "пуск" и получаете новые графики. За несколько раз вы всегда получаете устраивающий вас результат. Далее уже физически расставляете фотоприёмник и линзу в соответствии с расчётом и получаете конечный результат - киноизображение на матрице.
Однако давайте здесь подробнее. Пинцип микропроекции это рассматривание через лупу невизуализированного изображения, которое образуется обычной оптической системой кинопроектора. То есть вместо экрана мы за ним должны поставить линзу, выполняющую роль лупы. В результате за лупой образуется сходящийся поток лучей с некоторым углом схождения beta, который должен иметь фотоприёмник. Конретно в расчёте под углом beta будем понимать тангенс половины телесного угла, под которым фотоприёмник смотрит на мир. Реально beta равно отношению половины диагонали прямоугольника ( видимого изображения вписанного в конус всего телесного угла) к расстоянию от оптического центра фотоприймника до изображения. Аналогично измеряется угол расхождения alfa кинопроектора. Задачей оптической системы является преобразование исходного угла alfa в требуемое beta. Вы можете самостоятельно начертить ход лучей в проекторе и по формуле линзы получить( рассчитать) размер ширины не визуализиролванного изображения b, которое состоится при расстоянии LPI от киноплёнки до изображения. Аналогично вы можете построить ход лучей при использовании лупы и для него вычислить получаемое beta. Далее вы можете "сшить" эти расчёты в единое математической описание системы. Теперь вы получите 15 уравнений и 4 выбираемых исходно коэффициента. Далее удобно принять b (ширину не визуализированного изображения) как аргумент. И просить математическую программу вычертить все интересные нам графики при аргументе b. или удобнее при аргументе LPI.