Powody, dlaczego warto nagrywać w 4K już teraz

Filmowanie przeżywa rozkwit. Szacuje się, że do końca 2019 roku 80% ruchu w Internecie będzie generowane właśnie przez ruchome obrazy. Tryby filmowe pojawiają się w telefonach, tabletach czy aparatach fotograficznych. Te ostatnie zresztą, od czasu wprowadzenia filmowania w Full HD w 2008 roku w lustrzance Canon EOS 5D Mark II, przez wielu traktowane są jako pełnoprawny sprzęt do profesjonalnego nagrywania.

W tym kontekście nie dziwi natłok nowości związanych z filmowaniem. Wiele lat temu było to wprowadzenie HD. Potem branża zaliczyła dość spektakularną porażkę z technologią 3D, która mimo intensywnej promocji nie przyjęła się w codziennym użytku. Następnym przełomem, który wchodzi na rynek właśnie teraz, jest 4K, czyli wzrost rozdzielczości filmów z 1920x1080 do 3840x2160 lub 4096x2160. Jak w przypadku każdej nowości – jedni już się z nią oswoili, inni z kolei są sceptyczni. W niniejszym tekście spróbujemy pokazać, co właściwie daje nam, użytkownikom aparatów, ta technologia.

4K to oznaczenie formatu obrazu, którego rozdzielczość jest 4-krotnie większa niż w FullHD. Innymi słowy, obraz w 4K wyświetla 4 razy więcej pikseli - osiem milionów zamiast dwóch. 4K wykorzystuje się coraz powszechniej w kinach oraz grafice, w tym w fotografii. Na ile jest to jednak praktyczne?

Pytanie to powtarzane jest jak mantra przez tych co bardziej sceptycznych amatorów filmowania. Co ciekawe, zupełnie nie przeszkadza im to w posiadaniu 18-, 24-, 30- czy 50-megapikselowej lustrzanki, mimo że monitora do oglądania zdjęć w tej rozdzielczości też nikt nie ma, a wydruki wielkoformatowe robi jedynie niewielki odsetek. Niemniej, gdy spytać takiego człowieka, po co mu większa rozdzielczość, poda kilka powodów. Wszystkie one działają tak samo dobrze (a czasem i lepiej) w filmie, jeśli tylko nagramy go w 4K, a emitować czy oglądać będziemy w HD. Przejdźmy więc przez nie po kolei.

W teorii to oczywiste – można dokadrować obraz o więcej niż ogólnie przyjęte (bez odczuwalnej straty na jakości) 10%. Jeśli nagramy materiał w 4K, a film montujemy w HD, dokadrować możemy o 200%. Wydawać by się mogło, że to samo załatwi nam obiektyw o dłuższej ogniskowej, ale nie do końca. Jeśli bowiem nagramy sobie szerszy kadr w 4K, to możemy wyciąć z niego kilka kadrów HD, które nie pokrywają się lub pokrywają minimalnie. A następnie użyć ich na montażu do skracania czy wydłużania filmu w naturalny sposób, bez karkołomnych przejść. Czyli – nagrywamy jedno ustawienie kamery, a dostajemy 2, 3 czy 4 (oczywiście szeroki kadr „podstawowy” też się liczy – możemy go przecież zmniejszyć do HD i użyć bez kadrowania).

Nie jest to tylko pusta teoria – w Internecie znajdziecie materiały w ten sposób robione. Co więcej, istnieją urządzenia, które po podłączeniu kamery 4K (filmującej przykładowo koncert) pozwalają ustawić w obrębie jej obrazu kilka kadrów HD lub 720p (np. ujęcia na poszczególnych muzyków) i przełączać się między tymi wirtualnymi kamerami zupełnie jak przy realizacji na wiele kamer. Tyle że taniej i prościej. Oczywiście w takiej sytuacji konieczne jest, by nasz aparat czy kamera generował dobrej jakości obraz 4K i był sparowany z profesjonalną optyką, zdolną obsłużyć taką rozdzielczość.

Taki sposób pracy docenią też miłośnicy filmowania dzikiej przyrody, którzy dzięki temu mogą ograniczyć wagę noszonego ze sobą sprzętu. Przykładowo, materiał 4K nagrany z wykorzystaniem obiektywu Canon EF 100-400 mm f/4.5-5.6 po dokadrowaniu do HD da nam „bezkarnie” 800 mm, ważąc przy tym odczuwalnie mniej niż instrument o parametrach 800 mm f/5.6.

Jednym z powodów, dla których w fotografii przyjmują się aparaty z coraz większą liczbą pikseli, jest fakt, że w razie czego można taki obraz przeskalować do mniejszej rozdzielczości. A zatem, nawet jeśli mniejsze piksele w bardziej upakowanej matrycy wskutek nieubłaganych praw fizyki szumią bardziej, to po przeskalowaniu obrazu do niższej rozdzielczości poziom szumów spada i obraz robi się użyteczny. To samo jest z filmem. Jeśli nagrywany w 4K, a montujemy i wypuszczamy film w HD, często możemy korzystać z wyższych czułości, niż gdybyśmy nagrywali od razu w HD.

Na szumie się zresztą nie kończy. Teoretycznie dostajemy też na przykład lepszy zapis koloru. Omówienie tego wymaga nieco wprowadzenia teoretycznego. O ile piksele na matrycy aparatu czy w monitorze dzielą się na czerwone, zielone i niebieskie, o tyle zapis wideo nie działa w tym systemie. Zamiast tego wartości czerwonego, zielonego i niebieskiego zamieniane są na informację o jasności oraz dwa kanały z informacją o kolorze. Ponieważ ludzkie oko jest dużo wrażliwsze na jasność niż na kolor (a konkretniej na ich zmiany i szczegółowość), część informacji o tym ostatnim usuwa się, by zmniejszyć objętość plików. Informacja o tym, ile usunięto, podawana jest jako ciąg trzech cyfr rozdzielonych dwukropkami. Nie wdając się w szczegóły, możemy powiedzieć, że trzy najpopularniejsze tryby zapisu to:

• [][b]4:4:4[/b] – pełna informacja o kolorze – taki tryb oferuje na przykład profesjonalna kamera Canon EOS C300 Mark II[][b]4:2:2[/b] – co drugi piksel ma informacje o kolorze – taki zapis oferuje kodek Motion JPEG stosowany w trybie 4K w Canonie 5D Mark IV [b]4:2:0[/b] – co czwarty piksel ma informacje o kolorze – w ten sposób zapisuje filmy zdecydowana większość urządzeń nieprofesjonalnych (aparaty, tańsze kamery, telefony itd.)

Jak łatwo zauważyć, jeśli przeskalujemy obraz z 4K do HD, z każdych czterech pikseli zrobi się jeden. Czyli nawet jeśli oryginalnie co czwarty z nich posiadał informację o kolorze, to teraz już ma ją każdy.

Sumarycznie wraz z niższym szumem powoduje to, że obraz 4K przeskalowany do HD wygląda odczuwalnie lepiej niż obraz HD nagrany w HD. Jeśli ktoś nie wierzy, polecamy prosty eksperyment polegający na włączeniu sobie na Youtube filmu w 4K i obejrzeniu go na monitorze HD. Nawet tak silnie skompresowany obraz, jak ten z Youtube'a, będzie wyglądał odczuwalnie lepiej niż obraz HD.

Pojedyncza klatka materiału HD ma rozdzielczość 1920x1080. Gdy wymnożymy te liczby, otrzymamy 2,07 megapiksela. W przypadku 4K mamy 3840x2160 lub, jak w Canonie 5D Mark IV, 4096x2160 (filmowy standard 4K DCI). Jest to odpowiednio 8,29 i 8,85 megapiksela. Jeszcze niedawno takie rozdzielczości oferowały matryce cyfrowych aparatów fotograficznych, także tych, na których pracowali profesjonaliści. Dlaczego by więc nie użyć stopklatki jako zdjęcia?

W praktyce nic nie stoi na przeszkodzie. W przypadku materiału ze wspomnianego Canona EOS 5D Mark IV przy wydruku w A4 otrzymamy na dłuższym boku całkiem przyzwoitą rozdzielczość 350ppi.

Jeśli chodzi o jakość, to sama nazwa kodeka Motion JPEG sugeruje, że de facto każda klatka zapisywanego filmu jest zdjęciem w JPEG. Oczywiście nie da nam ona takiej elastyczności jak RAW, ale w zamian otrzymujemy tryb seryjny z prędkością do 30 kl./s bez limitu bufora. Istnieją dziedziny fotografii, w których taki kompromis jak najbardziej znajdzie zastosowanie.

Oczywiście występują pewne ograniczenia – kadr ma inne proporcje i jeśli film ma się do czegoś nadawać, to musi to być kadr poziomy. Pewnym ograniczeniem może też być czas otwarcia migawki – czasy stosowane w filmie zazwyczaj zapewniają pewną dozę rozmycia ruchu, podczas gdy w fotografii najczęściej będziemy chcieli ten ruch zamrozić. Niemniej nadal jest to rozwiązanie warte rozważenia, choćby w kontekście częściowego rozszerzenia oferowanych usług – na przykład film plus kilka obrobionych i wydrukowanych klatek, które i tak zarejestrowaliśmy, więc nie ponosimy żadnych dodatkowych kosztów poza obróbką i drukiem.

4K nie podzieli losu „ślepego zaułka”, jakim było 3D. Tak jak rozdzielczości zdjęć z aparatów rosną, tak też rosnąć będzie rozdzielczość filmów. Już teraz mówi się o 6K, 8K a nawet 10K. Telewizory 4K powoli zaczynają wypierać te HD z naszych salonów. A w międzyczasie my, twórcy, możemy wykorzystać oferowany przez tę technologię zapas rozdzielczości. Czy zrobimy to w imię nagrania kilku kadrów w jednym, lepszego jakościowo obrazu, czy możliwości używania stopklatek jako zdjęć – to bez różnicy. Chodzi o „zapas mocy”, który, tak jak w samochodzie, warto mieć. Nawet jeśli nie mamy w domu telewizora 4K.