Как просто и качественно оцифровать 8мм киноплёнку дома

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.

Таким образом нужно уметь рассчитывать угол beta системы микропроекции, а для этого требуется иметь полное математической описание системы. Это нетрудно, но трудоёмко сделать, рассмотрев все треугольники хода лучей в системе. Для читателя далее нет необходимости самому выводить все формулы, так как ниже все уравнения приводятся.
Далее в расчёте требуется ввести эти уравнения в математическую программу и задать в ней сканирование переменной LPI как независимой переменной в необходимых пределах. Тогда мы можем получить ( заказать) график роста угла beta как функции от LPI.
График роста beta будет выглядеть как приблизительно парабола. Крутизна нарастания параболы довольно сильно будет зависеть от F0 и G. То есть получаемое значение LPI определяется выбранной комбинацией значений F0, G(увеличене), Fp( фокусное расстояние объектива проектора), и bk( ширина кинокадра в см), и при изменении любого из чисел в комбинации значение LPI будет при расчёте другое.

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)

.define G v(4)

Во введённом тексте математического описания звёздочка "*" означает знак умножения. А переменной t обозначена ширина получаемого изображения на расстоянии LPI от кадра.
Далее надо установить в окне графического редактора элементы "схемы" - четыре батареи и заземлить отрицательные их выводы. Образуются напряжения батарей v(1) , v(2), v(3), v(4) , которые будут представлять соответственно ширину кинокадра bk, фокусное расстояние линзы кинопроектора FP. фокусное расстояние линзы-лупы F0, выбираемое увеличение при просмотре изображения G. Для заданных чисел коэффициентов надо произвести расчёт. Для этого следует использовать режим работы в редакторе, который позволяет задавать сканирование независимой переменной t в указываемых пределах. В нашей системе переменная t это ширина получаемого изображения. Далее надо в задании на расчёт указать какие графики нам нужны. Для каждого графика нужно указать что откладывать по осям "Х" и "Y". В конце задания на расчёт нажимаем кнопку "Выполнить" и получаем сразу "живой" рисунок с графиками. В нём можно задать специальный вертикальный передвигаемый курсор сразу на всех графиках. Он преобразовывает точку пересечения с кривой каждого графика в цифры и выводит их под каждым графиком. Удобно, передвигая курсор по горизонтали, отслеживать на изменяющемся графике величины телесного угла beta в виде параметра beta равного tg(beta/2). Пример полученных графиков ниже на рисунке. Полученные из графиков цифры и есть результат расчёта.

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.

январь 2014г
март 2012г



Как дома качественно оцифровать 8мм киноплёнку


Задача состояла в оцифровке ( переводе в видеоклип) домашнего архива своего ( 27 лет съёмок) и архива отца 15 лет съёмок. Архивы надо было разбирать в домашних условиях только, так как много было брака, и дорого по деньгам и времени использование для этого сторонних фирм. Да и непонятно качество оцифровки этих фирм. Поэтому оказалось необходимо создать компактную домашнюю простую установку для перефотографирования кинокадров в видеоизображения. Из них просто можно создать видеоклип. Данная задача только для самодостаточных людей, то есть тех, у кого руки растут откуда надо ( не кривые), да и голова тоже подходящая.Для этой цели и данный сайт

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.
На графиках вы увидите как растёт b, LPI, beta, требуемый диаметр линзы. И как падает расстояние от опитческого центра фотоприёмника до оптического центра линзы-лупы. Для всех расчётов наиболее проста и удобра программа Microcap, описанная в моём сайте №1
Работа с этой программой настолько проста и интересна, что есть смысл просчитывать много разных вариантов системы. Надо в своё удовольствие "поиграть" с программой расчёта. Осмысливая полученные результаты вы увидите, что диапазон LPI реально возможный расположен от11см ( b=1.7см, beta=0.1) до 16-18см.(b=40-45см, beta= 0.45). При beta 0.2 и менее, и b=2см диаметр линзы может быть 45мм. При больших beta и b диаметр линзы должен быть 60мм.


Пример оптической системы установки, рассчитанной по формулам и с использованием фотоприёмника в виде видеокамеры, приведён на рис ниже. Здесь я излагаю результаты научно-исследовательской и экспериментальной работы выполненной мной. установка
Начинал я оцифровку применяя веб камеру вместо видеокамеры и тому есть основания ( смотрите ниже). Потом использовал видеокамеру. Приведу сначала данные оптической системы для варианта с веб камерой.
В данном случае объектив проектора выводит изображение кинокадра на расстоянии 160мм от плёнки и образует невизуализированное изображение шириной 30мм.Оно на плоской поверхности объектива. Фотоприёмником установки являлась быстрая современная веб камера SkypeMate 103M. Объектив, составленный из двух линз (вплотную выпуклостями) с фокусным расстоянием (каждая) 6см и диаметром тоже 6см преобразует световой поток в сходящийся с требуемым тангенсом половины телесного угла равным 0.45. При этом изображение видимое вебкамерой растянуто на весь формат вебкамеры. Расстояние от центра объектива до матрицы вебкамеры 60мм тоже.

А ниже подробнее схема освещения кинкадра
Светодиод, освещающий кинокадр диаметром 10мм и расположен на расстояниии 13мм от обязательного матового стекла перед кинокадром. Это для равномерности освещения матового стекла. Баланс белого при этом практически идеален. Ток светодиода стабилизирован и регулируется от 60 ма и менее, хотя допустимый ток 80ма. Ручка регулироваки света светодиода на снимке белая наверху

оптика Для обеспечения стабильной почти скорости проекции 6 кадров в сек введён механический редуктор с замедлением 3.7 раза. При этом оказалось возможным сохранить штатный пассик привода. Убран штатный обтюратор проектора и введён оптический датчик положения вала проектора с углом 60 градусов. По углу положение датчика подобрано..

Сначало было так, что передним фронтом импульса дачика запускается генератор длительностью 55-60 млсек, предназначенный для управления оптроном, который замыкает контакты мыши. Курсор при этом установлен на кнопку "захват кадра" в программе imageGrab_42 специально предназначенной для захвата кадров видео последовательностей. Длительность импульса не может быть менее 50 млсек иначе компьютер не фиксирует нажатие кнопки. Заметное увеличение длительности импульса снижает масимально возможную частоту импульсов для захвата. Но в конечном итоге оказалось, что так делать нельзя - это приводит к искажениям ( почему смотрите в самом конце).

Для обеспечения работы установки был изготовлен электронный блок. Он содержит фотодатчик на валу кинопроектора, формирователь быстрый, защищённый от дребезга контактов, специальный формирователь импульса для оптрона (расположенного на разъёме и присоединяемого к мыши), аналоговый частотомер вращения вала проектора, и измеритель каждого периода врещения вала проектора. Этот измеритель сравнивает текущий период с эталонной регулируемой длительностью и мгновенно выключает питание мотора на период, если реальная длительность оказалась менее заданной. То есть если скорость вращения вала кинопроектора стала выше заданной.

Процесс оцифровки состоит в захвате кадров ( 900кб каждый при 640х480) и идёт в папки по 4000шт примерно. Всего в полной кассете 20 000 кадров. Далее каждая папка редактируется в Virtual Dub и сохраняется в виде набора рисунков с перекодированем в jpg в подобные папки на другом диске другой ОС. В ней загружаются наборы картинок в программу Main Actor 5.29 где изготавливаются надписи и всё сохраняется в Xvid при двойном проходе кодирования. Качество получаемого материала очень разное, но оно определяется только качеством на киноплёнке. В целом архив есть история моей жизни и путешествий. Реально участвующим в путешествиях смотреть это интересно, даже при сомнительном иногда качестве.


Здесь надо заметить, что начинал я оцифровывать киноплёнки именно с этой оптической схемой установки. Ранее я пробовал в качестве фотоприёмника видеокамеру, но убедившись в идентичности качества изображения от веб камеры я построил эту оптическую схему. Однако мой опыт оцифровки заставил меня вернуться к видеокамере в качестве фотоприёмника. И переснять ей, сделанное уже вебкамерой. Почему так получается?
Оказалось, что причиной является гораздо худшая способность веб камеры справляться с приёмом картинок, отличающихся очень высоким диапазоном яркостей и больщой неравномерностью яркости частей экрана. При обычных условиях съёмок - в поле, городе, на море и пересъёмке картинки на столе диапазон яркостей оказывается не очень высоким и веб камера обеспечивает такое же качественное изображение как и видеокамера. Но если изображение к фотоприёмнику приходит от фото-киноплёнки освещённой сзади, то в случае большой неравномерности яркостей кадра исходной картинки на киноплёнке фотоприёмник не в состоянии зарегистировать этот большой диапазон яркостей. Дело в том, что полупроводниковые матрицы не в состоянии зарегистрировать большой диапазон яркостей. Особенно сильно это выявляется у веб камер и терпимо у видеокамер.
Рассмотрим пример. Если вы снимаете в лесу или на дне затенённого оврага освещённый солнцем объект, то , регулируя яркость ( контрастность) фотоприёмника или освещённость киноплёнки вы должны выставить не чрезмерную яркость самого светлого места изображения. Но тогда оказывается, что в случае веб камеры, остальная часть кадра просто зачернена и вы ничего не можете сделать. Если же вы увеличиваете яркость ( например светом источника - светодиодом) то остальная часть кадра появляется, но все светлые части изображения оказываются выбелены, то есть являются просто белыми пятнами. Этот эффект субъективно очень неприятен и делает бессмыссленным саму оцифровку. А вот в случае с видеокамерой этого неприятного эффекти почти нет. В этом и разница.
В итоге оптическая схема установки оказалось той же, но вместо веб камеры теперь установлена видеокамера. Линза теперь не сдвоенная, одиночная и та же. Диаметр и фокусное расстояние 6см. Расстояние от киноплёнки до линзы теперь 13см ( 24мм ширина изображения ни переднем торце линзы) и расстояние от линзы до оптического центра видеокамеры теперь около 12 см. Впрочем эти цифры вам придётся уточнять по своим данным расчёта.
Выявил технологию работы в оцифровке - оцифровываю кусками не более 4 тыс кадров - картинок в формате 384х288. Более оказалось не надо. По ходу записи кадров ( 6 кадров в секунду) контролирую сочность картинки по результату записи по монитор. Приходится оперативно подрегулировать освещение кинокадра током светодиода. Это обязательно.
Дело не в том, что авторегулирование экспзиции плохо работает в видеокамере. А в том, что видеокамера поддерживает среднее освещение картинки постоянным, а требуется оптимальная экспозиция сюжетно важной части кадра. И вручную по изображению делать это гораздо точнее.
Потом сразу загружаю все картинки в VirtualDub и зеркалирую, оконтуриваю, вырезаю подёргивания пропуски и т д . Результат редактирования сохраняю в папку 01 в виде серии картинок в формате JPG. Затем оцифровываю следующие 4 тыс кадров ( на это же место) и повторяю редактирую и загружаю в папку 02. И так далее. Потом из папок 01..... 06 загружаю последовательности картинок в редактор Main Actor 5.29 и там ставлю заголовки звуковые комментарии. Можно и редактировать и вставлять надписи. Потом сохраняю в Xvid и отдельно в Mpeg2. Всё получается с частотой воспроизвеления 25 кадров в секунду. То есть ускоренно. Для возврашения к частоте воспроизведения 16 кадров в секунду загружаю в VirtualDub, ставлю там 16 кадров в секунду и при " потоковое копирование" в разделе video. Потом "сохраняю как". и через буквально секунды получаю копию фильма с требуемой частотой кадров воспроизведения. Размер полной кассеты на диске составляет около 200мб, при формате Mpeg2 - 500мб. И занимает при оцифровке менее дня времени.


Хочу заметить, что начал я оцифровывать киноплёнки в ноябре 2011г.. И до ферваля выявил и реализовал изложенные выше изменения. ( конечно основные работы по переделке проектора и изготовлени электронного блока были выполнены в фоне в предыдущие годы). Конечная цель состояла в получении установки, на которой можно серийно и быстро оцифровывать плёнки. Ибо только при этом условии процесс оцифровки займёт реально возможное время.Долгое время мне не удавалось получить такую установку. И вот теперь констатирую, что имея данную установку с видеокамерой я за три недели ( сейчас 18 февраля) оцифровал все свои 18 кассет киноплёнок начиная с 1963г и по1990г. теперь я могу в прошедшем времени говорить, что я решил задачу оцифровки , причём максимально качественно и тщательно. И залогом успеха стало моё решение в своё время создать математическую модель оптической системы при оцифровке и отыскание способа реализации работы с этой математической моделью.


Общий вывод по проделанной работе - получено простое надёжное устройство для просмотра содержимого киноплёнки на мониторе и записи его в последовательность видеоизображений. Ценно, что оптическая система установки не требует механических переделок кинопроектора и состоит всего из одной линзы. Ценно, что готовый результат - видео клип ( в виде серии картинок) получаете сразу, без какой либо дополнительной обработки.

Дополнение

В практической работе с установкой очень полезным оказалось ранее встроенное устройство ограничения периода вращения вала проектора. Оно в дополнение к редуктору, уменьшающему скорость вращения вала проектора в 3.7 раза. Данный ограничитель выключает на последующий период питание двигателя если в предыдущем измеренном периоде он уменьшил своё значение до установленного и регулируемого уровня. Благодаря данной дополнительной стабилизации отпала необходимость ручной установки скорости проектора каждый раз при его включении. А это приходится делать много раз при оцифровке. Так как период вращения вала достаточно велик, то пришлось зашунтировать электронный ключ ограничителя периода резистором в 300 ом. Теперь при выключении ключа мотор не полностью выключается, а получает уменьшенное напряжение питания. Эта мера позволила уменьшить мгновенную неравномерность скорости вала проектора и тем самым полностью стабилизировать частоту вращения вала проектора на регулируемом уровне 5 или 6 кадров в секунду. Метод покадрового захвата позволяет в любой момент остановить захват, выключить мотор и потом возобновить захват. Поэтому при включении мотор проектора быстро набирает скорость и ограничивает её на установленном вами уровне.


Выяснилось, что способ выработки импульса для оптрона в установке должен быть такой, чтобы всегда его задний фронт совпадал с моментом окончания движения киноплёнки при смене кадра. То есть нельзя запускать импульс ранее этого момента. Это означает, что "контакты мыши" оптрон должен держать всегда нормально замкнутыми. И размыкать их на время более 50 млсек сразу после момента окончания движения плёнки при смене кадра. А вот чтобы при выключенном моторе проектора, то есть при отсутствии импульсов на оптрон, контакты мыши оказывались разомкнутыми всегда , пришлось создать специальное диодно-конденсаторное устройство, которое "размыкает" эти контакты при выключенном моторе..

.