HFR 1ª Parte: Alta Frecuencia de Imagen

Introducción

El HFR (Alta Frecuencia de Imagen) está de actualidad tras el estreno de “El Hobit: Un viaje inesperado” (2012) de Peter Jackson. Su propuesta es pasar de las convencionales 24 imágenes por segundo, que han sido un estándar en el cine mundial por más de 100 años, a una frecuencia de 48ips que es justo el doble.

Un poco de historia

Aunque las 48 imágenes por segundo parezca algo novedoso en el 2013, no lo es tanto en realidad. Con el nacimiento del cine Dickson, que trabajaba para Edison, creó entre 1889-1892 el Kinetograph. Esta primitiva cámara de cine utilizaba película de 35mm  impulsada por un motor eléctrico. Permitía registrar las imágenes a diferentes velocidades de framerate que oscilaban entre 15 y 30 imágenes por segundo. En sus inicios la más utilizada fue la de 30ips o 60hz en proyección que capturaba un movimiento muy nítido de acróbatas y bailarines.

Fotograma de un corto rodado con la cámara Kinetograph de Edison a más de 30ips a mediados de 1990. La calidad del movimiento era muy buena gracias a la resolución temporal conseguida por una obturación más alta.

Desgraciadamente la mayoría de las cámaras de la competencia, incluida la de los hermanos Lumiere, no utilizaban un motor eléctrico. Casi todas optaron por técnicas más artesanales y empleaban una manivela, que era accionada manualmente por el operador, para hacer avanzar la película. La ventaja era la utilización de un mecanismo muy simple que permitía el rodaje en exteriores sin necesidad de electricidad. Esto la convertía en una cámara portátil, muy ligera y fácil de transportar a cualquier sitio.

         

Cámara accionada manualmente por una manivela, tenía un obturador (color rojo) mayor a 180º y la misma cámara se utilizaba como proyector. Su velocidad no era constante y obtenía una tasa de fotogramas de unos 16ips.

Con las rotaciones de la manivela se imprimían entre 14 y 18 fotogramas por segundo (en casos muy contados se podía llegar hasta los 20) con una obturación mayor a 180º. Esta velocidad estaba muy cerca del umbral de la ‘persistencia de la visión humana’ que es de 10 imágenes por segundo. La cadencia más utilizada era la de 16ips, sin embargo era tan baja que se producía un parpadeo muy acusado y molesto (la velocidad mínima recomendada es de 45Hz). A pesar de todos estos defectos, para los espectadores primigenios, era mágico cuando estas imágenes  se proyectaban sobre una pantalla porque los fotogramas cobraban vida ante sus ojos. Esta experiencia tan maravillosa, de ver las imágenes en movimiento, les hacia olvidar el persistente parpadeo de la imagen.

Proyectores Pathé de 1910 con obturador de 2 y 3 palas. El de 2 palas aumentaba de 16ips a 32Hz y el de 3 palas aumentaba de 16ips a 48Hz

La mejor opción para evitarlo hubiese sido aumentar la tasa de fotogramas por segundo, como intentó Edison,  pero esto encarecía los costos de producción. La solución fue muy imaginativa y barata, en lugar de imprimir más fotogramas por segundo, se decidió proyectar dos veces el mismo fotograma, aumentando la cadencia de proyección. Se conseguía colocando un obturador de doble pala y de 16ips se aumentaba la frecuencia a 32Hz, aún así, el parpadeo no se mitigaba por este motivo se colocaron obturadores de triple pala que aumentaban de 16ips a 48Hz (este número mágico ya superaba los 45Hz recomendables) de esta manera tan efectiva se minimizaba el parpadeo sobre la pantalla. Para entender esta técnica hay que explicar como funciona la obturación en proyección.

El obturador oculta la película cuando esta se desplaza en el proyector, una vez fijado el fotograma 1 se abre el obturador y se proyecta la primera vez (1 a), el obturador vuelve a ocultarla pero la película no se deslaza, se vuelve a proyectar otra vez el mismo fotograma (1 b).

Si aplicamos esta misma fórmula para el cine sonoro, a 24 imágenes por segundo, con dos palas en el obturador del proyector conseguimos 48Hz y si son 3 palas 72Hz (muchas salas de cine actuales proyectan 3 veces el mismo fotograma). De ese modo la cadencia de proyección aumenta sin tener que aumentar los fotogramas por segundo. Al proyectar dos veces cada fotograma minimizamos el parpadeo de imagen porque superamos los 42Hz recomendables. Para entender esta técnica habría que explicar el funcionamiento de la obturación de 180º en la cámara pero eso lo veremos en la segunda parte de este artículo. Este truco también se emplea en los conocidos televisores de 100Hz donde los dos campos de 25 es decir 50Hz, se proyectaban dos veces reduciendo más si cabe el parpadeo.

Fotograma con sonido óptico Phonofilm de 1923

Una vez resuelto el problema estroboscópico en la proyección, la baja velocidad de 16 imágenes por segundo no tuvo obstáculos para reinar durante décadas.  Durante los años veinte aparecieron cámaras equipadas con un motor eléctrico y la tasa de fotogramas de algunas de ellas ascendió a los 21ips e incluso llegó a los 26ips. A finales de esta década fue decisiva la llegada del cine sonoro y la introducción de una pista óptica junto al fotograma tradicional de 35mm. En esos años de transición los técnicos de sonido renegaron de la velocidad de 16ips porque ofrecía una baja tasa de calidad del audio. Esta fue la verdadera razón para que se estandarizara la velocidad de 24ips (incluso al día de hoy se sigue utilizando).

                       Fred Waller inventor del Cinerama                           

Esta velocidad de 24ips fue cuestionada cuando, a finales de la década de los 40, Fred Waller estaba desarrollando el sistema Cinerama. En las pruebas de proyección de tres películas sincronizadas sobre pantalla curva, observó que en los bordes de la imagen de la pantalla se apreciaba un ligero parpadeo. Concluyó que el motivo era que a visión periférica humana era más sensible y detectaban la intermitencia de la proyección.

Pantalla panorámica y curva del Cinerama

Para mitigarlo decidió aumentar la cadencia de las imágenes de 24 a 30ips (en poyección 60Hz) y solucionar el problema. Con ello también conseguía mejorar la resolución espacial o el 'Motion Blur' (desenfoque por movimiento) consiguiendo una mejora en la definición de la imagen. El Todd-AO, sistema que nació para imitar al Cinerama, utilizaba una sola película panorámica de 70mm y también adoptó las 30ips porque se proyectaba sobre pantalla curva. Desgraciadamente por problemas de compatibilidades las 30ips se abandonaron tras el estreno de dos películas, “Oklahoma” (1955) y “La vuelta al mundo en 80 días” (1956), volviendo a utilizar el estándar de 24ips.

José Pastor Jaén

Continúa con la 2ª parte: "La obturación mecánica en la cámara de cine"