Kohti digitaalista elokuvaa -katsomon pitkä odotus

Transkriptio

1 Kohti digitaalista elokuvaa -katsomon pitkä odotus Tutkielma Elokuvateknologia Tet150 Elokuva- ja televisiotutkimus Lassi A. Liikkanen Helsingin yliopisto Syyslukukausi 2004

2 Tiivistelmä Elokuvatuotannossa on siirrytty digitaaliseen aikakauteen jo viime vuosituhannella. Esityspuolelle digitaalisuus (digital cinema, DCinema) on kuitenkin vasta tulossa. Tässä tutkielmassa selvitetään elokuvien digitaalisen jakelun ja esittämisen etuja perinteiseen tekniikkaan nähden, sen ongelmia ja tulevaisuutta. Erityispainopiste on ihmisen näköaistin asettamien vaatimusten selvittäminen ja digitaalisen kuvateknologian arviointi suhteessa näihin rajoihin. Sisällysluettelo 1 Johdanto 1 2 Ihmisen aistinfysiologiset vaatimukset Näkökokemuksen biologiaa Terävä- ja perifeerinen näkö Näön tarkkuus Näköaistin toiminta-alue Sävyerojen havaitseminen Värien havaitseminen Liikkeen havaitseminen 8 3 Teknologiset ratkaisut Digitaalisen kuvan perusominaisuudet Digitaalisen esittämisen erot Digitaalisen kuvan nykytila 15 4 Digitaalisen kuvan haasteita tänäpäivänä Yhteensovittaminen ihmisen näköaistiin Yhteiskunnallinen hyväksyntä 19 5 Pohdintaa 21 6 Lähteet 22

3 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 1_ 1 Johdanto Teknologia on luotu palvelemaan ihmisiä, työssä tai viihteessä. Erityisesti tuottavaan työhön suunnattu tekniikka pyritään suunnittelemaan käyttäjän ehdoilla, sen sijaan usein viihdekäyttöön suunnatun tekniikan kanssa nousee esiin ongelmia, joissa käyttäjää, ihmistä ei ole osattu ottaa huomioon oikealla tavalla. Elokuvateknologia sijoittuu tähän välimaastoon. Niin kauan kuin viihdekäyttö tarkoittaa elokuvateatterissa istumista, on käyttäjä ammattimaisen kokemuksen tuotannon piirissä. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että teknologia on suunniteltu ja toteutettu käyttäjän nautintoa ajatellen. Elokuva on yli sata vuotta vanha taiteenlaji ja sen historiassa on tapahtunut merkittäviä teknisiä harppauksia. Esimerkiksi Jacques Tatin Playtime elokuva vuodelta 1967 osoittaa, on elokuva lähes neljäkymmentä vuotta sitten saavuttanut esitysmuotona hyvin suuren teknisen laadun, niin äänen kuin kuvan suhteen. Tatin tuotos perustuu kuitenkin nykyään vanhanaikaisena pidettävään analogiseen teknologiaan. Toisen maailman sodan jälkeen on alkanut niin sanotun informaatioteknologian vallankumous, joka löi itsensä lopullisesti läpi länsimaissa jo ennen vuosituhannen vaihdetta. Tänä päivänä tietokone, kännykkä ja Internet ovat joka puolella ja maailmalla kehitetään kiivaasti yhä erilaisia digitaalisia läsnä-äly (ubiquitous computing) sovelluksia. Valtaosa kaikesta tiedonsiirrosta ja käsittelystä tapahtuu nykyisin digitaalisessa muodossa. Digitaalisen ajan puristuksessa on elokuva kuitenkin säilyttänyt toistaiseksi analogisen esitysformaattinsa, vaikka elokuvatuotantoon digitaalisuus on pureutunut jo toistakymmentä vuotta sitten. Tätä edeltävänä askeleena pidettävä videotekniikka jo 70-luvun lopulla. Elokuvateattereihin digitaalisuus on alkanut tekemään vasta parin viime vuoden aikana tuloaan, mutta ei ongelmitta. Yhdysvalloissa ensimmäinen digitaalinen elokuva esitettiin 1999, Lucasin Star Wars Episode I (Birney, 2003). Tuolloin käytetiin nimitystä E- Cinema (electronic cinema). Myös Helsingissä esitettiin Tähtien sodan toinen osa digitaalisessa muodossa Tätä hetkellistä päänavausta seurasi kuitenkin parin vuoden hiljaiselo, jonka aikana monia E-Cinemoita ajettiin alas. Nyt elokuvamaailmassa kohistaan taas, tällä kertaa D-Cinemasta. E- Cinemaakaan ei ole kokonaan hauduttu, termiä käytetään nykyään viittamaan

4 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 2_ matalampilaatuiseen teknologiaan, jota myös käytetään erilaisiin sovelluksiin (Sohlberg, 2005). Minkä takia digitaaliseen kuvaan siirtyminen on ollut niin hidasta? Onhan digitaalinen ääni hyväksytty myös elokuvamaailmassa, parhaaksi tarjolla olevaksi vaihtoehdoksi jo toistakymmentä vuotta sitten ja ensimmäinen digitaalinen valokuva esitetty jo 1962 (Sutherlandin sketchpad). Tässä tutkielmassa perehdytään siihen millaisia ongelmia digitaalisella kuvateknologialla elokuvamaailmassa on. Teknisen tarkastelun erityisenä lähtökohtana on digitaalisen elokuvateknologian sovittaminen käyttäjän eli ihmisen tarpeisiin. 2 Ihmisen aistinfysiologiset vaatimukset Elokuva sellaisena kuten me sen tänä päivänä tunnemme on audiovisuaalinen kokonaisuus. Kuva ja ääni ovat elokuvakokemuksen kantavat elementit. Muiden aistien hyödyntäminen ei ole elokuvateknologian historiassa tuulta purjeisiinsa, vaikka esim. hajuja elokuvien tukena kokeiltiin jo 1960-luvulla. Elokuvateknologian kehittäminen on perustunut varsin pitkälle ihmisen aistinfysiologian tarpeisiin, susille tai lepakoille suunniteltu tekniikka olisi todennäköisesti merkittävästi omastamme poikkeavaa. Kehittämistä on auttanut se, että näkö- ja kuuloaisteista tiedetään ihmisen kohdalla eniten. Äänikysymykset on kuitenkin päätetty jättää tämän tutkielman ulkopuolelle, jotta voimme keskittyä tarkemmin juuri näköaistin moninaisiin vaatimuksiin. 2.1 Näkökokemuksen biologiaa Näköaisti on nykymaailmassa todennäköisesti ihmisen tärkein aisti. Näkeminen on kiinnostanut tieteilijöitä jo Antiikin ajoista lähtien. Nykyään näkömekanismeista tiedetään varsin paljon monilla eri tasoilla. Havaintopsykologian 1 alalla jaetaan näkeminen yleisesti kahteen eri osaan järjestelmän fysiologian perusteella. Osat ovat ääreinen ja hermostollinen. Karkeasti ottaen näköjärjestelmän ääreisosa sisältää silmän optisen järjestelmän, linssit, lihakset, näköhermot ja reseptorisolut. Hermostollinen osa on näköjärjestelmän yhteys aivoihin, aivorungon ja tumakkeiden kautta 1 Käytetään myös nimitystä aistinpsykologia.

5 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 3_ aivokuorelle visuaaliseen keskukseen takaraivon kohdalla, joka myös kuuluu tähän näköjärjestelmän hermostolliseen osaan. Näiden kahden osan yhteistyönä muodostuu havaintokokemus. Näköjärjestelmän tutkiminen yksittäisten hermoratojen, reseptorien tai neuronien tasolla, etenkään ihmisellä, ei ole ollut mahdollista vielä kovinkaan pitkää aikaa. Sen sijaan havaintopsykologiassa onkin tietoa näköjärjestelmästä kerätty psykofysiologisilla kokeilla, jotka oikeastaan ovat olleet koko psykologiatieteen alan ensimmäinen läpimurto 1800-luvun jälkimmäisellä puoliskolla 2. Psykofysiologisten kokeiden ideana on ollut selvittää aistinelinten toimintaa esittämällä havainnoijille erilaisia, toisistaan tietyllä tavalla vaihtelevia ärsykkeitä, ja pyytää havainnoijaa raportoimaan havaintokokemuksestaan. Raportointi täytyy tulkita laveasti, se voi tarkoittaa napin painamista silloin, kun henkilö näkee valoa, suullista vastausta tai merkintää lomakkeelle. Kokeisiin on kehitetty joukko erilaisia menetelmiä, joilla jo lähes 150 vuotta sitten testattiin eri aisteja mm. koettujen suuruuksien ja ärsykkeiden koettuja erojen tutkimiseen. Tieteen vaatimuksiin kuuluu myös tulosten tilastollisen merkitsevyyden testaaminen. Tätä varten kokeet suoritetaan yleensä riittävän suurella koehenkilöjoukolla, jotta voidaan todella väittää saatujen tulosten kuvaavan tietyllä luottamustasolla kaikkien ihmisten näköaistia (Goldstein, 2002). Ihmisen näköjärjestelmän erilaisista raja-arvoista tiedettiin siis elokuvan syntyaikaan jo kohtuullisen paljon. Toisaalta elokuvan historiassa on monia asioita löydetty ensisijaisesti käytännössä kokeilemalla, eräänlaisilla vapaamuotoisilla psykofysiologisilla testeillä ja niille on myöhemmin löydetty perusteita myös tieteellisemmillä menetelmillä. Samoin psykofysiologisten kokeiden tietämystä ovat viime vuosisadalla rikastaneet aistinfysiologian ja biologian sekä aivotieteiden mikrotason löydökset, esim. reseptorien toiminnasta (Goldstein, 2002). 2 Psykologia tieteenä on syntynyt 1800-luvun lopulla. Tarkka ajoittaminen riippuu perspektiivistä, monet aikanaan fysiologiaa lääketieteelliseltä pohjalta tutkineet monialaiset tiedemiehet kuten Gustav Fechner voitaisiin luokitella nykyaikana psykologeiksi, vaikka nimitys tuli käyttöön vasta myöhemmin.

6 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 4_ 2.2 Terävä- ja perifeerinen näkö Näköjärjestelmän toimintaan liittyy paljon erilaisia raja-arvoja ja funktioita. Kaikki näistä eivät kuitenkaan ole olennaisia elokuvateknologian kannalta. On joitakin keskeisiä käsitteitä joita tarvitaan. Ihmisen silmän rakenne on kohtuullisen yksinkertainen. Varsinainen valoa aistiva mekanismi koostuu sadoista miljoonista valoherkistä reseptorisoluista, jotka jakaantuvat neljään eri tyyppiin epätasaisesti silmän verkkokalvolle. Verkkokalvosta erottuu hyvin kapea, noin viiden asteen terävän näön alue ja noin 140 asteen pimeänäön alue. Pimeän näön alueesta käytetään tässä esseessä myös termiä perifeerinen näkö, vaikkei tämä tarkalleen ottaen pidä paikkaansa. Nämä fysiologisesti määritettävissä olevat alueet ovat olennaisia näkökokemuksemme kannalta. Vain terävän, toiselta nimeltään päivänäön, alueella voimme nähdä värejä ja ylipäänsä terävästi. Hämärässä kokemuksemme on mustavalkoinen ja selvästi epätarkempi. Alueiden toiminta riippuu täysin ympäröivästä valaistuksesta. Koska näemme ja varmaan myös tulevaisuudessa haluamme nähdä, elokuvat tarkkoina ja värillisinä voidaan tästä päätellä, että elokuvat on esitettävä terävän näön vaatimalla valaistuksella. Valoisuuden voimakkuuden yksikkönä käytetään tässä tapauksessa kandelaa neliömetrille (cd/m 2 ). Hämäränäön raja on noin 0,034 cd/m 2 jonka jälkeen noin kolmeen cd/m 2 on terävän ja hämäränäön välialue ja tämän jälkeen puhdas terävän näön toiminta-alue. Näillä näköalueilla on varsin erilaiset ominaisuudet ja elokuvateknologian kannalta asiaa tarkasteleva voi käytännössä keskittyä ainoastaan terävän näön alueeseen ja unohtaa hämäränäön erikoisuudet. Päivänäön alue koko silmän verkkokalvosta on siis suhteellisen pieni, reilusti alle viisi astetta. Koska pystymme vaivatta päätämme kääntämättä havaitsemaan suuren näkökentän, n. 60 astetta, löytyy selitys näkökenttämme laajuuteen silmänliikkeistä. Ihmisen silmä tekee jatkuvasti pieniä ja kykenee liikkumaan yhteensä jopa 1000 astetta sekunnin aikana. Yksittäiset silmänliikkeet eli sakkadit kestävät n millisekuntia. Näiden välissä katse hetkeksi tarkentuu ja kiinnittyy tiettyyn pisteeseen, tapahtuu ns. fiksaatio. Sakkadit ovat näkemiselle välttämättömiä, jollemme liikuta silmiämme, muuttuu näkökokemuksemme hyvin pian pelkäksi kohinaksi. Toisaalta ne myös määräävät näkemistämme, sillä terävännäön alueelta ei muodostu

7 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 5_ näkökokemusta sakkadien aikaan ( Michel, 2003). 2.3 Näön tarkkuus Päivänäön alueelle voimme näkötesteillä määrätä näön tarkkuuden. Tämä menetelmä tuttu kaikille lääkärin tai terveydenhoitajan tarkastuksissa käyneille. Testin perimmäinen idea on mitata, kuinka monta viivaa (musta-valkoinen - parit) ihminen voi erottaa tietyltä etäisyydeltä. Koska etäisyys määrää ensisijaisesti näkökulman, ilmaistaan tulokset havaintopsykologiassa viivapareina (tai spatiaalisina taajuuksia) näkökulman astetta kohden, toisin kuin silmälääkärissä. Tyypillisenä tuloksena päivänäön erottelussa pidetään vähintään arvoa 30 viivaparia aste. Tarkkuus paranee jonkin verran valaistuksen lisääntyessä, tosin merkittävää parannusta ei enää saada keskimääräisen valoisuuden noustua yli 3cd/m 2 (terävän näön alue). (Boff ym. 1986; Cowan, 2002). Kuva 1. Esimerkki näkötarkkuuden tutkimukseen soveltuvista testikuvioista. Vasemmalla normaaliviivatarkkuus, oikealla Vernier tarkkuus. Kuvan heikon tarkkuuden vuoksi kuvioiden välinen ero ei tule selvästi esille. Viivaerottelun lisäksi voidaan mitata ns. Vernier tarkkuus, joka on ihmisillä huomattavasti parempi kuin viivaerottelu. Vernier tarkkuus tarkoittaa kykyä havaita epäjatkuvuus kohtia suorissa viivoissa, esimerkiksi kohtia joissa viiva hetkeksi katkeaa tai taipuu johonkin suuntaan. Vernier tarkkuus on parhaimmillaan jopa kymmenen kertaa viivaerottelu parempi, n. 300 viivaa (Cowan 2002; kts. erityisesti Kolb, Fernandez ja Nelson, 2004)

8 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 6_ 2.4 Näköaistin toiminta-alue Toinen elokuvateknologian kannalta merkittävä parametri on näön toiminnan kontrastialue 3. Jokainen tietää, että kirkkaassa vasta-auringossa esim. auton ajaminen on mahdotonta, koska aurinko yksittäisenä näkökentän kohteena on niin paljon kirkkaampi kuin muut epäsuoran auringonvalon valaisemat kohteet, että se tekee näkemisen lähes mahdottomaksi. Jos kuumailmapallo horisontissa peittää auringon, näemme jälleen ympäröivät kohteet normaalisti, vaikka äskeisessä tilanteessa ne esittäytyivät vain mustina tai harmaina muotoina. Psykofysiologisissa kokeissa jo sata vuotta sitten on ihmisen näön kontrastialueeksi määritetty n. 1:100. Tämä tarkoittaa, että yli sata kertaa kirkkainta kohdetta himmeämpiä kohteet näkyvät meille mustina. Ihmisen kontrastialue on verrattain suuri esimerkiksi perinteisiin valokuvausmateriaaleihin verrattuna, mikä osittain selittää jokaisen harrastelijakuvaan vastavaloon kuvaamisen ongelmia (Goldstein, 2002; Poynton, 1998). 2.5 Sävyerojen havaitseminen Kontrastialue ei kuitenkaan yksinään riitä kertomaan meille tarkkaan siitä, millainen keinotekoisen kuvan pitäisi olla, ainoastaan sen, ettei järjestelmän tarvitse ainakaan periaatteessa ylittää 1:100 kontrastisuhdetta. Seuraava kiinnostuksen kohde on se, miten pieniä valaistuseroja tällä kontrastialueella voidaan havaita. Tämäkin oli ensimmäisiä havaintopsykologian tutkimuskohteita. Kokeiden perusteella eri aisteissa erojen havaitseminen näyttää noudattavan samaa, Weberin lain nimellä tunnettua kaavaa. Kaavassa on vakio k, jonka arvo vaihtelee eri aisteissa ja joka kertoo miten suuri muutos aistiärsykkeen, esim. valon, intensiteetissä tarvitaan, että sen voidaan havaita muuttuneen. Kaava pitää paikkansa myös näköaistin kohdalla varsin hyvin ja näköaistin kohdalla Weberin vakio on k = 0,01. Jos kaavan mukainen funktio piirretään, huomataan että kirkkauden havaintokokemus on muiden aistien tapaan logaritminen suhteessa aistinärsykkeen voimakkuuteen. On myös 3 Kontrastin määrittelyyn on useita eri mittausmenetelmiä ja myös kontrastin määritelmiä. Pohjimmiltaan kyse on kuitenkin aina kahden valaistun alueen välisestä valaistuserosta. Eron suuruus voidaan ilmaista absoluuttisena tai suhteellisena arvona. Tyypillinen ilmaisu on suora suhde:

9 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 7_ huomattava, että aistit toimivat suhteellista, eivät absoluuttisesti. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, ettei esimerkiksi absoluuttisen valkoista pistettä ole, vaan kirkkainkin valkoiseksi koettu huonevalo muuttuu auttamatta vaalean harmaaksi, jos ikkunaverhon takaa päästetään sisään auringonvaloa. Tätä ilmiötä kutsutaan valoisuuskonstanssiksi. Kuva 2. Kontrastiherkkyys funktion tutkimiseen käytetty kuva. X-akselilla vaihtuu viivojen määrää astetta kohden, Y-akselilla kontrasti. Katseluetäisyyttä vaihtamalla voi havaita miten parhaan kontrastierottelun alue eli se missä viivat havaitsee korkeimmalle asti, liikkuu. Toinen huomioitava seikka on se, etteivät eri taajuiset yksityiskohdat ole ihmisen kannalta yhtä merkittäviä. Niin sanottu kontrastiherkkyys funktio kertoo minkä taajuisille yksityiskohdille ihminen on normaalisti herkin. Paras tarkkuus on alueella noin 6 viivaparia/aste. 2.6 Värien havaitseminen Nyt on tullut käsitellyksi mustavalkoisen kuvan määrittelyyn riittävät tiedot. Värien lisääminen tarkasteluun nostaa vaikeustasoa kerta luokkaa korkeammalle. Siinä missä mustavalkosävyjen näkemisen erot vaihtelevat yksilöittäin vähän, on värinäön standardoiminen vaativampaa, vaikkakin mahdollista. Värinäkö, käytännössä sama asia kuin päivänäkö, perustuu fysiologisesti kolmen eri tyyppisten reseptorisolujen toimintaan. Ne aallonpituudet joille solut ovat herkkiä vastaavat suunnilleen kokemaamme sinistä, vihreää ja punaista väriä. Aistinfysiologissa kolmelle komponentille perustuvaa värinäkemistä kutsutaan trikromaattisuudeksi tai trikromatismiksi. Se miten paljon valoa eri komponentit ottavat vastaan määrää millaisia värejä koemme. Käytännössä päivänäön alueella myös harmaasävyjen näkeminen on Valaistuksen intensiteetti 1 : Valaistuksen intensiteetti 2 ; jossa ensimmäinen intensiteetti on suurempi kuin toinen

10 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 8_ trikromaattista. Tämän tutkielman puitteissa syvällisempi perehtyminen värien näkemisen taustaan ei ole mahdollista, mutta otetaan sen sijaan esille pari olennaisinta psykofysiologista koetulosta. Ihmisen aistimien, toisistaan eroavien värien määrää ei ole helppo määrittää. Radikaalimmin kuin harmaasävyillä, voi saman värikokemuksen aiheuttaa hyvinkin erilainen reseptorien ärsytys. Eri värikomponentteja tutkimalla ei siis voi suoraan sanoa, paljonko värejä voidaan nähdä. Sen sijaan psykofysiologisesti voidaan tarkastella mm. värien erottamista toisistaan. Tällöin huomataan, että värin kokemus voi vaihdella mustavalkoisessakin kuvassa muuttuvan valaistuksen intensiteetin (kirkkaus) lisäksi siinä, mikä väri on kyseessä ja kuinka puhdas väri on. Näitä kolmea tekijää vaihtelemalla voidaan esittää joidenkin tutkimusten mukaan miljoona tai enemmänkin erotettavissa olevaa värisävyä. Puhtaita värejä, jotka koostuvat vain yhdestä aallonpituudesta, ihminen voi erottaa noin 200. Väreihin pätee sama ja jopa voimakkaampi suhteellisuus kuin harmaasävyihin. Jos esimerkiksi laitat silmillesi voimakkaasti punertavat aurinkolasit ja kohtaat äkkiä eri värisen maailman, totut kuitenkin pian myös tähän vaihtoehtoiseen näkemiseen ja esimerkiksi valkea alkaa taas näyttämään valkealle oikean, punertavan sävyn sijaan. Tätä kutsutaan värikonstanssiksi (Goldstein, 2002). 2.7 Liikkeen havaitseminen Tähän mennessä esitetyillä tiedoilla meidän on mahdollista rakentaa varsin hyvin ihmisen näköaistin vaatimuksia vastaava valokuva. Koska tavoite on kuitenkin elokuva, pitää meidän selvittää miten ihminen voi havaita liikettä. Ratkaisu tähän on varmaankin kaikkien tiedossa. Havaintopsykologian kannalta ratkaisumahdollisuuksia on peräti neljä: todellinen liike, stroboskooppinen liike, indusoitu liike ja liikkeen jälkikuva. Kaikissa tapauksissa meille muodostuu havainto liikkuvasta kohteesta, vaikka ainoastaan ensimmäisessä tapauksessa jokin objekti todella liikkuu. Stroboskooppinen liike on puolestaan elokuvan perusta (Goldstein,2002). A B Kuva 3. Esimerkki stroboskooppisen liikkeen tutkimiseen soveltuvista ärsykkeistä. Kokeessa kohteet A ja B esitetään vuorotellen kohteiden välistä aikaa vaihdellen.

11 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 9_ Stroboskooppisella liikkeellä tarkoitetaan sitä, että jos kaksi kuvaa tai valaistua kohdetta esitetään nopeasti peräkkäin ja niissä on toisiinsa nähden sopiva sisältö, muodostuu illuusio liikkeestä esitysten välillä.stroboskooppisen liikkeen tutkimus havaintopsykologiassa alkoi vasta elokuvateknologian ensiesittelyn jälkeen, mikä ehkä selittää alkuaikojen elokuvan eroja nykytilanteeseen luvulla Wertheim tutki tätä ilmiötä esittämällä kahta kohdetta peräkkäin vaihdellen kuvien välistä taukoa. Esimerkki koejärjestelystä kuvassa 2. Hän havaitsi, että mikäli kohteet esitetään n. alle 30 millisekunnin (ms, n. 33 Hz) päässä toisistaan, havaitaan ne yhtäaikaisesti. Välillä 30-60ms (33-16 Hz) havaitaan nykivä liike kohteiden välillä. 60ms jälkeen liike havaitaan jatkuvana ja tasaisena, kunnes n. 200ms (5 Hz) kohdalla liikkeen tuntu katoaa ja kohteet koetaan erillisiksi (Goldstein, 2002). Liikkeen havaitseminen on kokonaisuudessaan hyvin haastava tutkimusalue. Se, että ihminen voi havaita esim. stroboskooppisen liikkeen tietyllä tavalla esitettynä ei takaa vielä, että havaintoa muodostuisi siinä normaalitilanteessa, kun katsoja poistuu havaintopsykologian koelaboratoriosta. Viime vuosikymmeninä liikkeen havaitsemisen tutkimuksessa on kiinnitetty huomiota myös moniin muihin asioihin, kuten tarkkaavaisuuden vaikutukseen liikkeen ja muutoksen näkökokemuksessa. Tällaisessa tutkimuksessa on havaittu erilaisia visuaalisiin illuusioihin verrattavissa olevia ilmiöitä kuten tarkkailemattomuus sokeudeksi (inattentional blindness) ja muutossokeudeksi (change blindness). Nämä ilmiöt kertovat siitä, ettei ihmisen havaintokokemusta voida päätellä pelkästään siitä, mitä hänen katsesuunnassaan tietyssä valaistuksessa tapahtuu, vaan että havaitsemiseen vaikuttavat voimakkaasti myös muut ajatteluprosessit (Goldstein, 2002).

12 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 10_ 3 Teknologiset ratkaisut Digitaalisen kuvan ensimmäinen totuus on, ettei kukaan näe itse digitaalista kuvaa - ainakin jos Matrix maailma unohdetaan. Digitaalinen kuva on katsojalle aina sähköistä kuvaa, joka ei siis välttämättä merkittävästi eroa kokemuksena nykyisistä, analogiseen tiedonsiirtoon ja esitykseen perustuvista sähköisistä järjestelmistä kuten televisiosta. Digitaalisuus ei sinänsä merkitse muuta kuin sitä, että jossakin vaiheessa kuva on muunnettu kansankielisesti ilmaistuna pitkäksi jonoksi ykkösiä ja nollia 4. Digitaaliseen kuva onkin pohjimmiltaan formaatti tai tallennusmuoto kysymys. Se ratkaisee millainen sähköinen kuva on edes teoriassa mahdollista muodostaa. Kaikki nykyiset digiformaatit voidaan määritellä kahden perusominaisuuden, kuvan koon (resoluutio) ja bittisyvyyden (myös värisyvyys) perustella. Digitaaliseen kuvaan liittyy hyvin suuri joukko muitakin kysymyksiä kuten kuvanopeus, pakkaaminen, väriavaruus ja siirtofunktio, mutta fundamentaaliset ominaisuudet ovat kaksi edellä mainittua. 3.1 Digitaalisen kuvan perusominaisuudet Resoluutio Resoluutio on helposti havainnollistettavissa oleva ominaisuus. Se kuvaa digitaalisen kuvan tarkkuutta. Digitaalisen kuvan pienin yksikkö on kuvapiste, pikseli (pixel, picture element). Pikseli ajatellaan yleensä neliöksi. Koska yhtä pikseliä on vaikea mieltää kuvaksi, ajatellaan digitaalista kuvaa yleensä monien pikselien joukkona, puhutaan myös bittikartoista. Kuvitteellinen kartta muodostuu kahteen ulottuvuuteen järjestäytyneistä pikseleistä. Ulottuvuuksista käytetään yleensä termejä korkeus ja leveys. Tätä voidaan ajatella esimerkiksi shakkiruudukkona, jossa on kahdeksan (8) ruutua korkeus ja leveys suunnassa (8 x 8). Korkeus ja leveys määräävät kuvan tarkkuuden, resoluution helpon kertolaskun perusteella: Pikseleiden määrä leveyssuunnassa X Pikseleiden määrä korkeussuunnassa =pikseleiden kokonaismäärä 4 Digitaali (digit) on perusyksikkö kahteen perustuvissa lukujärjestelmistä. Digitaalilla on kaksi mahdollista arvoa, yleensä 1 tai 0.

13 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 11_ Tästä seuraa se, että näin määritelty digitaalinen kuva on luontaisesti aina neliskulmainen, käytännössä myös suorakulmainen. Resoluutiota kuvaa siis myös pikseleiden kokonaismäärä, jota käytetään yleisesti esim. digitaalisten still-kameroiden yhteydessä. Digitaalisessa kuvassa kuvapisteiden määrä on tyypillisesti kohtuullisen suuri ja still-kuvauksessa puhutaan nykyään miljoonista pikseleistä, esim. 6.3M. Shakkiruudukon resoluution olisi näin laskettuna 64 pikseliä. On syytä muistuttaa, että toisin kuin yleensä digitaalisessa maailmassa suureiden kohdalla, käytetään resoluution ilmaisemiseen normaalia kymmenkantaista lukujärjestelmää, jossa kilo on tason tuhat ja mega on miljoona tai tuhat kiloa. Kuva 4. Shakkiruudukko esimerkkinä bittikartasta. Resoluutio 8 x 8 ruutua. Edellisessä yhtälössä määritetyistä tiedoista voidaan laskea myös toinen digikuvan ominaisuuden, kuvasuhteen. Se voidaan ilmoittaa esimerkiksi muodossa: Pikseleiden määrä leveyssuunnassa /Pikseleiden määrä korkeussuunnassa =kuvasuhde Tämä kuvasuhde vastaa elokuvista yleisesti käytettyä kuvasuhteen määritelmää jossa kuvasuhde on Värisyvyys 1 / kuvasuhde Toinen kuvan fundamentaalinen ominaisuus, väri- tai bittisyvyys, on vaikeampi ymmärtää. Jos ajatellaan shakkiruudukkoa, jonka resoluution määrittelimme, huomataan ettei määritelmämme riitä kuvaamaan ruudukkoa. Se määrittää ainoastaan tyhjän 8x8 ristikon tai kartan. Normaalisti kartta täytetään mustilla ja valkoisilla laatoilla. Jos muita värivaihtoehtoja ei sallita, on tämän värityksen

14 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 12_ siirtäminen digitaaliseksi helppoa, sillä digitaalisesta maailmasta kahden vaihtoehdon valinta onnistuu helposti yhtä bittiä käyttämällä. Tarvitsee ainoastaan määritellä esimerkiksi ykkönen tarkoittamaan mustaa ja nolla valkoista Tämä osoittaa bittisyvyyden periaatteen, nyt meillä 8x8 resoluution bittikartta, jonka bittisyvyys on tasan yksi bitti. Puhtaan mustavalkoinen kuva on kuitenkin nykyään aikamoinen harvinaisuus, tietokonemaailmassa puhtaatkin mustavalkoiset kuviot yleensä ns. anti-aliasoidaan lisäämällä harmaasävyjä teräviin reunojen laidoille. Jotta todellisuudessa harmaasävyistä koostuva elokuva voitaisiin kääntää digiksi, tarvitaan lisää bittisyvyyttä. Kuten nähtiin, voitiin yhdellä bitillä esittää kaksi värivaihtoehtoa, musta ja valkea. Jos bittisyvyyttä lisätään, lisääntyy samalla myös erilaisten värivaihtoehtojen määrä, lukuarvot taas voidaan käyttää sähköisen kuvan eri sävyjen muodostamisen. Digitaalisen lukujärjestelmän puitteissa käyttöön tulevien sävyjen määrä voidaan laskea seuraavan kaavan mukaan: Sävyjen lukumäärä = 2 ^ bittisyvyys Tämä on käytännössä suora muunnos kymmen- ja kaksikantaisen lukujärjestelmän välillä. Näin ollen esimerkiksi neljällä bitillä voidaan esittää 16 erilaista lukuarvoa ja kahdeksalla jo 256. Kahdeksan bittiä on tällä hetkellä yleisesti käytetyin bittisyvyys. Nyt pystymme siis muuttamaan mustavalkoelokuvan digitaaliseksi 256:n harmaasävyn kuvaksi, kunhan sovimme miten minkäkin värin lukuarvo tulkitaan. Digimaailmassa käytännöksi on muodostunut, että isompi luku tarkoittaa vaaleampaa arvoa, eli kahdeksan bittisessä järjestelmästä nolla on musta ja 256 on valkoinen. Käytännössä tarkka tulkinta suoritetaan siirtofunktiolla (transfer function). Mustavalkoiset elokuvat ovat 2000-luvulla kuitenkin varsin marginaalinen ilmiö, joten digitoijan on vaadittava parempaa - värejä. Värien muodostus

15 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 13_ digimaailmassa perustuu filminkin kanssa käytettävään värienerotteluun. Jo 1800-luvulla havaittiin, että lähes kaikki ihmisen näkemät värit voidaan esittää kahden värin avulla ja kaikki havaitut värit kolmen värin avulla. Myöhemmin tälle on löytynyt myös fysiologinen perusta ihmisen silmän toiminnasta. Nämä värit ovat punainen, vihreä ja sininen ja niitä kutsutaan additiivisen värijärjestelmän komponenttiväreiksi. Tällaista värijärjestelmää nimitetään yleensä värien englanninkielisten nimien perusteella RGB järjestelmäksi (Goldstein, 2003). Käytännössä kaikki sähköisen kuvan järjestelmät, kamerat, skannerit, monitorit ja videotykit, perustuvat RGB järjestelmiin. R G B Kuva 5. RGB järjestelmän komponenttivärit. Ratkaisuna digitoijan ongelmaan on siis tehdä digitaalinen esitys jokaisesta komponenttiväristä erikseen. Näistä esityksistä käytetään nimitystä värikanava. Tuloksena on siis kolme erillistä värikanavaa, joista jokaisella on oma bittisyvyytensä, yleensä se kuitenkin sama kaikille kanaville. Yhden pikselin kohdalla bittisyvyydeksi tulee siis kolme kertaa yhden kanavan bittisyvyys. Jos käytössä on kahdeksan bitin järjestelmä, on yhden pikselin yhteenlaskettu bittisyvyys 24 bittiä. Nyt käytettävissä olevien lukuarvojen (sävyjen) määrä on laskettavissa seuraavasta kaavasta: Kanavien lukumäärä X 2^kanavan bittisyvyys = Pikselin mahdolliset sävyarvojen lkm Näin ollen aiemman esimerkin mukaisessa kuvassa on käytettävissä huimat erillistä värisävyä! Tämä on riittävä perusta digikuvan luonteen ymmärtämiseen, sillä merkittävä osa digitaaliseen kuvaan siirtymisen kysymyksistä pohjautuu juuri näihin kahteen fundamentaaliseen ominaisuuden vaihteluun. Värisyvyys on käytännössä esitettyä huomattavasti monimutkaisempi asia, sillä tässä hahmoteltua tapaa esittää esim. 24-bittisiä värejä ei käytännössä voida hyödyntää, koska se vaatii liikaa tilaa, bittejä tulee liiaksi. Sähköiset videojärjestelmät onkin rakennettu tukemaan erilaisia värinormeja ja pakkausmenetelmiä, joissa värit siirretään pakatussa muodossa irrallaan valoisuusinformaatiosta. Niiden kaikkien toiminta ja ominaisuudet voidaan

16 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 14_ kuitenkin kuvata myös RGB värijärjestelmässä eikä niitä ole tässä yhteydessä mielekästä käsitellä enempää. 3.2 Digitaalisen esittämisen erot Digitaalisuus tuo tallennus- ja esittäminen tuo joitain merkittäviä etuja analogiseen vaihtoehtoon nähden. Huolimatta siitä, millaisia ratkaisuja resoluution tai värisyvyyden suhteen tehdään, on digitaalisuudella aina joitain kiistattomia vahvuuksia sekä heikkouksia perinteiseen teknologiaan verrattuna. Selkein digitaalisen materiaalin vahvuus on sen kestävyys. Toisin kuin filmikelalla kulkeva esityskopio, eivät digitaalisen kuvan bitteihin tallennetut sävyt ajan kuluessa haalistu tai naarmuunnu. Digitaaliseen kuvaan ei myöskään kerry pölyjä tai muuta likaa projisoinnissa. Projisoinnissa varsin usein ongelmallinen kuvan pystysuuntainen, filminkulusta johtuva värinä jää pois ja todennäköisyys filmin väärään rajaamisen projektorin luukulla merkittävästi pienenee. Elokuvatuottajan näkökulmasta mahdollisuudet yhdenmukaiseen katselukokemukseen ainakin tätä kautta paranevat. Kuvanlaadussa näkymätön etu on myös filminlevitys- ja kopiointikustannusten korvautuminen olennaisesti pienemmillä digitaalisen aineiston levityskustannuksilla ( Digitaalisuus ei ole kuitenkaan mikään itsestään selvä reitti nirvanaan. Sitä pitää kulkea tarkkaavaisesti, muuten saatetaan päätyä jonnekin aivan toisaalle. Ensinnäkin pitää muistaa, että digitaalinen kuva on aina kiinni formaatista. Kuvanlaadun parantaminen formaatin asettamien rajojen ulkopuolelle on aina keinotekoista, kuten kuka tahansa valveutunut ihminen voi kaupungilla kävellessään huomata tarkkailleessaan ajoittain pikselöityneitä mainoskuvia. Formaatin pitää siis olla riittävän hyvä, jotta kuva voi täyttää vaatimukset. Formaatti ei kuitenkaan riitä yksin takaamaan katselunautintoa. Digitaaliseen projisointi edellyttää välttämättä toimivaa värien hallintaa. Filmin kanssa ongelmaa ei ollut, kunhan projektorin lampun spektri oli sopiva, tuli kankaalle ainakin suunnilleen ne värit, jotka tuotannossa välinegatiivikopioon oli kehitetty. Digitaalisessa projisoinnissa tämä ei ole itsestäänselvyys, sillä yhtä pikseliä kuvaava, esim. 24-bitin jono, ei vielä itsessään ole filmin rakeen kaltainen analoginen esitys, vaan se pitää jotenkin tulkita. Tämä tulkinta rakentuu sekä formaattiin liittyvissä sopimuksista, kuten väriavaruus ja

17 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 15_ siirtofunktio (gamma-arvo) ja siitä, että projektori on säädetty toistamaan nämä väriarvot halutulla tavalla. Tämä on digitaalisen elokuvan haaste, muttei mahdottomuus nykyteknologialle. Toisaalta on esitetty, että esim. LCD tyyppisissä projektoreissa esiintyy ajan kanssa tapahtuvaa sävysiirtymää, joka on merkki siitä, että värienhallinta on moniulotteinen ongelma, johon voi sisältyä yllätyksiä (kts. Poynton, 1997; Powell, 2004). Digitaalisesti projisoitavaan kuvaan liittyy kiinteästi pakkaus. Pakkaus on asia, jolle ei löydy kovin hyvää vastinetta analogisesta maailmasta, lähimmäksi pääsevät elokuvamaailman anamorfiset linssit, joiden avulla 1:2,35 kuvasuhteen elokuvat on voitu kuvata 35 mm filmillä ja projisoida taas normaaleissa mittasuhteissa valkokankaalle. Anamorfiasuhde on ollut korkeintaan 1:2. Digitaalisessa kuvassa pakkaussuhde on paljon suurempi. Tämä tarkoittaa sitä, että informaatio tiivistetään, jotta se veisi aiempaa vähemmän tilaa. Pakkaus toteutetaan laskennallisesti, menetelmiä on useita ja ne luokitellaan yleensä kahteen: häviölliseen ja häviöttömään pakkaukseen. Kuten nimi kertoo, häviöllisessä pakkauksessa ei alkuperäistä, pakattua kuvaa voida enää kokonaisuudessaan palauttaa. Häviöllinen pakkaus on kuitenkin niin paljon häviötöntä tehokkaampaa, että sitä käytetään hyvin yleisesti lähes kaikissa sähköisen kuvan laitteissa, mm. digi-tv:ssä ja DVD-levyillä. Häviöllisessä videopakkauksessa, kuten DVD:n MPEG2:ssa, päästään tyypillisesti 1:10 pakkaussuhteeseen, mikä säästää hyvin paljon tilaa, tätä kauttaa aika ja siirtosekä säilytyskustannuksia. Tätäkin suurempia pakkaussuhteita käytetään. Asian liittyävä ongelma on se, että vaikka häviöllinen pakkaus on pyritty suunnittelemaan ihmisen näköjärjestelmän mukaan mahdollisimman näkymättömäksi (kts. 2.7), ei se ole täydellinen etenkään, jos pakkaussuhdetta nostetaan. Tarkkaavainen katsoja voi helposti löytää häviöllisen pakkauksen aiheuttamia kummallisuuksia, ns. pakkausartefakteja esim. DVD:n kuvasta (Michel, 2003; ). 3.3 Digitaalisen kuvan nykytila Tällä hetkellä DCineman esitysformaatiksi on yleistymässä niin sanottu 2K. 2K on kuvan leveyssuuntaiseen resoluutioon viittaava termi. Aiemman ECineman tarkkuus oli 1,3K. Tähän nähden 2K on selvä parannus, asiantuntijat ja valmistajat tosin kiistelevät siitä, onko 2K kuitenkaan riittävä ja pitäisikö DCineman odottaa 4K tai sitäkin suurempaa tarkkuutta. Seitsemän

18 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 16_ merkittävän 5 Hollywood studion yhteistyöhanke Digital Cinema Initiatives (DCI) on tällä hetkellä testaamassa ja mahdollisesti tulevaisuudessa suosittelemassa 2K yhteensopivaa 4K järjestelmää. Yhteensopivuus on tärkeää, sillä varsinaisen 4K teknologina saatavuus on tällä hetkellä hyvin rajoitettua myös tuotantopuolella (Sohlberg, 2005; Cowan 2002). Nimi 1,3K 2K 4K 6K Vaakatarkkuus Pystytarkkuus Kokonaistark. 1,3M 2,1M 8,4M 18,9M Taulukko 1. Digitaalisen elokuvan resoluutiot. Huomaa että 1,3K resoluution kuvasuhde on muista poikkeava. Vaikkei digitaalisia elokuvia vielä liiemmälti esitetäkään, on 2K tänä päivänä yleinen digitaalisen jälkituotannon formaatti. Lisäksi on todisteita sen puolesta, ettei nykyinen 35mm esityskopio käytännössä ole ainakaan tarkempi kuin 2K (Cowan, 2002). Koska digitaalisuus on vallannut elokuvan jälkituotannon ja toisaalta tuotantoformaatti ratkaisee esitystarkkuuden, sillä informaatiota ei voi tosiasiallisesti jälkikäteen lisätä, ovat monet tähän päivään mennessä digitaalisesti tuotetut elokuvat jo sitoutuneet tähän tarkkuuteen. Molemmat puoltavat siirtymistä digitaaliseen esitystekniikkaan. Toisaalta, monissa yhdysvaltalaisissa tuotantoyhtiöissä valmistellaan jo siirtymistä 4K-pohjaiseen prosessiin. Jos tarkkuudesta onkin mahdollisuus päästä konsensukseen, värisyvyyden kohdalla asiat eivät ole olleet yhtä selviä. Nykyään pidetään selvänä, että väreille tarvitaan yli 8 bittiä värikanavaa kohden (eli yli 24 bittiä/pikseli), mutta selvää yhteisymmärrystä siitä, mikä olisi oikea tai sopiva värisyvyys, ei ole löytynyt. Esimerkiksi MPEG4 -pohjaisen Motion JPEG2000 (MJP2) kuvantallennusformaatin kehittäjät suosittelevat tuotantokäyttöön bitin värisyvyyttä ja esitykseen kymmentä bittiä. Eri valmistajilla on tällä hetkellä hieman toisistaan poikkeavia suosituksia, mm. Kodak suosittelee kahdentoista bitin käyttöä, eri lähteissä esitetyt luvut vaihtelevat bitin välillä. Esitettyjen arvojen vertailua vaikeuttaa se, ettei useinkaan mainita, millaiselle siirtofunktiolle bittimääräsuositus on tehty. Tällä hetkellä käytäntö ei ole näiden suositusten mukainen, digitaalisesti lähetettävät elokuvat tallennetaan kahdeksan bittisinä ja suuremmat värisyvyydet ovat käytössä vain tuotannossa 5 Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures Entertainment, Universal ja Warner Bros.

19 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 17_ ja testiesityksissä (Cowan, 2002; Foessel, 2004; Sohlberg, 2005; ). Digitaalisen elokuvan läpimurtoa on pitkään hidastanut tarkan liikkuvan kuvan käsittelyyn tarvittavan tietojenkäsittelytehon valtavat vaatimukset. Tietotekniikan Mooren lain mukainen kehitys on kuitenkin tuonut käsille sen ajan, kun hyvin suurten bittivirtojen siirteleminen on lopulta mahdollista. Eräs avain lisääntyneiden tehojen kanssa on tiedon pakkaus ( Sillä on myös vaikutusta kuvan laatuun. Vaikutus riippuu täysin valitusta pakkausmenetelmästä. Kaikki suunnitellut esitysformaatit ovat pakattuja, menetelmät vaihtelevat. MPEG2 formaatti on ollut käytössä jo kohtuullisen pitkään ja kokemukset siitä ovat hyviä, niin kauan kuin pakkaussuhdetta ei pienennetä liikaa. Toisaalta, kuvakokojen kasvaessa suhdetta on pakko entisestään pienentää. Ratkaisuksi on toisaalta jatkuvasti kehitetty parempia pakkausalgoritmeja kuten aiemmin MJP2. On silti todennäköistä, ettei mikään häviöllinen pakkaus tule olemaan koskaan niin hyvä, etteikö pakkausartefakteja voisi erottaa. Kysymys onkin tässä eräänlaisesta vaihtokaupasta, jossa digitaalisen kuvan roskattomuuden, raidattomuuden ja tärinättömyyden vastineeksi saadaan uudenlaista kohinaa (Michel, 2003). 4 Digitaalisen kuvan haasteita tänäpäivänä 4.1 Yhteensovittaminen ihmisen näköaistiin Digitaalisen elokuvan keskeisimmät ominaisuudet olivat resoluutio ja värisyvyys. Resoluution kohdalla kysymys siitä, mikä on tarpeeksi voidaan periaatteessa ratkaista yksinkertaisella matematiikalla laskemalla tietyn katseluetäisyyden perusteella montako viivaparia yhden asteen alueelle tietyllä resoluutiolla saadaan. Pohjimmiltaan kyse on siitä, että vierekkäisten pikseleiden pitäisi olla niin lähellä toisiaan ja riittävän pieniä, ettei niiden välistä rajaa pystytä erottamaan edes teoriassa. Monissa sovelluksissa voi pienempikin tarkkuus käytännössä riittää. Jos ihmisen silmän erottelutarkkuudeksi oletetaan 30 viivaparia/aste, niin digitaalisen kuvan pitäisi Studios. (

20 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 18_ pystyä ylittämään tämä tarkkuus. Jos tätä lukua verrataan 2K formaatin tarkkuuteen huomattaan, että tämä 30 vp/aste raja ylittyy vasta, kun katseluetäisyys on yli kolme ruudun korkeutta. Yhden ruudun korkeuden päästä katsottuna 2K:n tarkkuudeksi saadaan n. 10 vp/aste. Jos tarkkuus kaksinkertaistetaan 4K:ksi, voidaan kuvaa katsella aina vähintään puolentoista ruudun etäisyyden päästä. Toisaalta ihmisen kontrastiherkkyys keskittyy matalammille taajuuksille (kts. kappale 2.3), minkä seurauksena alle 30 vp/aste tarkkuus voi olla riittävä (Cowan, 2002). Onkin esitetty, että 4K saattaisi olla tulevaisuudessa nykyisten IMAX teattereiden digitaalinen vastine, eli sitä käytettäisiin ainoastaan todella suurissa projektioissa ( Jos digitaalisella kuvalla tekee tiukkaa viivaerottelutarkkuuden kanssa, niin entäpä Vernier tarkkuus? Vaikka Vernier tarkkuus onkin kymmenkertainen viivatarkkuuteen nähden, ei se käytännössä ole merkittävä seikka digitaalisen kuvan sovelluksista. Vaikka kuva koostuu neliskulmaisista pikseleistä, estää digitaalisessa kuvassa käytetty anti-aliasointi yleensä käytännössä sen tyyppisten tilanteiden synnyn, jossa Vernier tarkkuus vaikuttaisi katselukokemukseen. Riittävän värisyvyyden kohdalla on helpointa tarkastella ensin harmaasävykuvan tilannetta. Koska kontrastialue (1:100) ja pienin havaittavissa (k=0,01) oleva muutos tiedetään, voidaan laskea montako harmaasävyä mahtuu valoisuusalueelle, jolla ihminen näkee. Mikäli viereisten värisävyjen ero on liian suuri, ihminen havaitsee sävyjen välillä raidoittumista (banding), josta esimerkki kuvassa kuusi. Laskelman tulos on n. 464 sävyä. Jos lukuarvo muutetaan 2-kantaiseen järjestelmään, havaitaan että luvun esittämiseen vaadittaisiin yhdeksän bittiä. On kuitenkin tunnettu tosiasia, ettei Weberin kaava pidä tarkalleen ottaen paikkansa. Siksi Kodakin suositus 12-bittiä ja toisten puolueettomien tahojen tutkimukset osoittavat, että tarvitaan enemmän sävyarvoja, vähintään kymmenen (Fenimore ja Nikolaev, 2004). Tähän onkin jo varauduttu ja vaikuttaa sille, ettei ainakaan teoriassa digitaalisen kuvan pitäisi jäädä värisävyjen suhteen alakynteen analogiseen kuvaan nähden.

21 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 19_ Kuvanopeus ei ole erityinen kysymys digitaalitekniikalle. Digitaaliseen elokuvaan on omaksuttu filmimaailmasta tuttu 24 kuvaa sekunnissa nopeus. Tätä ei ole perusteltua muuttaa, ihmisen näköaistin mukaisesti sulavan kuvan nopeus pitäisi olla kuvaa/sekuntia (= Hz), jolloin 24 kuvaa on lähes Kuva 6.Esimerkki liian alhaisen bittisyvyyden aiheuttamasta raidoittumisesta harmaasävykuvassa. Nykyiset tietokoneet ovat rajoittuneet kahdeksaan bittiin, minkä esimerkkikuvassa raidoittumista on myös nähtävissä. näiden ääripäiden keskiarvo. Kuvanopeuden nostaminen aiheuttaisi kuvaan myös ei-toivottua videomaisuutta, televisiojärjestelmissähän käytetään kuvaa sekunnissa nopeuksia (PAL ja NTSC). Suurempi nopeus soveltuisi tosin nopeaa liikettä sisältävien kohteiden, kuten urheilun, kuvaamiseen paremmin. Kuten myös filmin kanssa, on projisointilaitteiden sisäinen ns. virkistystaajuus kuitenkin 24kuvaa/sekunti suurempi kuvan vilkunnan minimoimiseksi, yleensä vähintään kaksinkertainen (Sohlberg, 2005). 4.2 Yhteiskunnallinen hyväksyntä Tänä päivänä digitaalisuuden hidasta tulemista ei voida enää selittää teknisillä syillä. Teknologia on riittävän hyvää. Se, minkä takia siirtymävaihe tulee olemaan pitkä, johtuu ennen kaikkea yhteiskunnallisista ja markkinataloudellisista seikoista. Digitaaliseen elokuvaan siirtyminen teattereissa on hyvin pitkälle kustannus kysymys. Tällä hetkellä tekniikan kanssa on monia hidasteita, mutta ne oletettavasti poistuvat ajan kuluessa ja laitteistojen kehittyessä. Elokuvien tuotannossa digitaaliset ja videopohjaiset laitteet ovat lyöneet itsensä läpi jo edellisellä vuosituhannella. Esimerkiksi meillä Suomessa täysin analogiseen formaattiin perustuvia tuotantoja ei ole enää tehty vähään aikaan. Digitaalisuus ei kuitenkaan automaattisesti ratkaise mitään. Digitaalisen tuotannon pitää olla riittävän laadukasta, jotta tulevaisuudessa myös digitaalinen esitys voi ylläpitää tasonsa ja olla mahdollisesti nykyisiä analogisia esityskopioita parempi. Tämä edellyttää mm. laadukkaita, kalibroituja tuotanto- ja esityslaitteita. Suomessa tehtävissä

22 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 20_ tuotannoissa tarkkuus on tällä hetkellä 2K ja bittisyvyys 10-bittiä (lineaarinen). Tuotannossa siirtyminen suurempiin tarkkuuksiin, esim. 4K:hon ei tule tapahtumaan kovin nopeasti, sillä vaadittavat laitteistoinvestoinnit ovat toistaiseksi liian suuria. Toistaiseksi kotimaisia elokuvia ei saada myöskään digitaaliseen levityksiin maassamme toimiviin digitaalisilla projektoreilla varusteltuihin teattereihin (Sohlberg, 2005). Suomessa toimii kuitenkin tällä hetkellä, vuoden 2005 alussa, yksi digitaalisesti varusteltu teatteri Kajaanissa ja toinen on valmisteilla Hämeenlinnaan. Molempien ongelmana on digitaalisen sisällön puute, kokoillan elokuvia tulee ainoastaan ulkomailta. Ruotsissa valtio on alkanut tukemaan digitaalisuuteen siirtymistä auttamalla sisällöntuotantoa. Ruotsissa käännetään jatkuvasti vanhoja kotimaisia elokuvia digitaaliseksi ja jaellaan ympäri maata toimivaan Folket s hus monitoimiteattereiden esitettäväksi filmin sijasta digitaalisesti. Yhdysvalloissa lähes 2K tasoista teräväpiirtotelevisiokuvaa (1080i formaatti) lähetetään jo maanpäällisessä televisioverkossa ja digitaalisten elokuvateattereiden leviäminen on ollut Eurooppaa ripeämpää. Elokuvateattereiden omistajien näkökulmasta haluttomuus hypätä digitaalisuuden maailmaan on ymmärrettävää. Tarvittava projektoritekniikkaa on tällä hetkellä vielä hyvin kallista, eikä elokuvien näyttäminen sinänsä ole elokuvateattereiden kannalta tuottoisin osa liiketoimintaa. Lisäksi epävarmuus digitaalisen elokuvan formaatista ei varmastikaan yhtään helpota taloudellisen riskin ottoa, ovathan digitaalisen teknologian tuotteet surullisen kuuluisia lyhytikäisyydestään (Gimmy ja Gates, 1999). Eräs polttava ongelma on myös standardisoinnin hankaluus. Standardien luominen on hidasta ja vaivalloista, lisäksi yrityksillä on yleensä omia intressejään saada tietyt teknologiat standardien asemaan. Elokuvan kannalta digitaalisten standardien lupaava puoli on kuitenkin siinä, että kysymyksessä on hyvin isojen rahamäärien hyvin pitkälle organisoitua liiketoimintaa, jossa paineet teknisten ratkaisujen toimintaan ovat suuret. Viimeinen kysymys digitaalisessa elokuvassa ovat tekijänoikeudet. Digitaalisen materiaalin äärimmäisen helppo ja halpa levitettävyys tekee siitä samalla otollisen kohteen tekijänoikeusrikoksille, kuten viimeisen vuosikymmenen aikana on valitettavan usein havaittu. Digitaalisessa elokuvassa

23 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 21_ tekijänoikeuksien hallintaan on kuitenkin panostettu merkittävästi ja vaikuttaa sille, ettei tästä muodostu ainakaan elokuvajakelun kynnyskysymystä. 5 Pohdintaa Digitaalinen elokuva näyttää tulevaisuudessa olevan todellinen parannus nykyiseen 35mm filmiin perustuvaan teknologiaan nähden. Ei ole enää teknisiä syitä sille, miksei digitaalinen kuva voisi korvata jo yli satavuotiasta filmiä. Sen yleistymiseen menee kuitenkin vielä aikansa. Keskimäärin digitaalitekniikan ratkaisujen elinaika on osoittautunut myös huomattavan lyhyeksi ja voimme jännittää, mitä viiden vuoden päästä täysin digitaalisesti kuvatuista, tuotetuista ja levitetyistä elokuvista on jäljellä viidenkymmenen vuoden päästä. Toisaalta, digitaalitekniikka ei kuitenkaan ole nykyisellään mitenkään erityisen mullistavaa. Vaikka taiteilijan mahdollisuudet yhä parempaan esityksen hallintaan ovat digitaalisen tarkkuuden myötä käsillä, ei digi sinänsä ole esim. 70mm filmiformaattiin nähden mitenkään ylivertainen, itse asiassa jopa 6K tarkkuudella toimiva järjestelmä olisi ainakin viivatarkkuudeltaan sitä huonompi. Joudumme edelleen kuitenkin odottamaan todellisia parannuksia, kun esim. 3D teknologia saadaan kunnolla elokuvan standardiksi. Siihen mennessä elokuvien esittäminen on todennäköisesti jo täysin digitalisoitunut. Digitaalisen kuvan kanssa yhtä aikaa tekee läpimurtoaan myös digitaalinen teräväpiirtotelevisio (High Definition TeleVision, HDTV). Se tarjoaa jo nyt Yhdysvalloissa ja Japanissa ainakin teoreettisen mahdollisuuden seurata elokuvia myös kotona lähes 2K tarkkuudella. Sen aika tulee varsinaisesti koittamaan kuitenkin vasta seuraavien viiden vuoden aikana, kun HD materiaalia saadaan kuluttajille myös HD-DVD tai Blu-Ray tallenteina. Oma veikkaukseni on, että jatkuvasti kehittyvien kuluttajille suunnattujen näyttölaitteiden kanssa HD tulee laittamaan elokuvateatterit taloudellisesti hyvin ahtaalle, sillä niillä on pian hyvin vähän annettavaa. Onhan jo tänäkin päivänä usealla elokuvan ystävällä kotiteatteri, jonka äänijärjestelmän on merkittävästi monen uudenkin elokuvateatterin reunapaikkoja parempi. Toisaalta kotiin on vaikeaa mahduttaa kahdeksan metriä korkeaa valkokangasta ja ison salin mahdollistamaa akustiikkaa. Ainoastaan tulevaisuus voi näyttää miten tulee käymään (Solhberg, 2005; kts. Liikkanen, 2005).

24 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 22_ 6 Lähteet Birney, B (2003) The Windows Media Digital Cinema Process. Haettu osoitteesta CinemaProcess.aspx Boff, Kaufman ja Thomas (1986) Handbook of Perception and Human Performance. Vol 1. New York: Wiley Cowan, M. (2002) Digital Cinema Resolution Current Situation and Future requirements. Entertainment Technology Consultants white paper. Haettu osoitteesta 20Resolution.pdf Foessel, S. (2004) Motion JPEG2000 and Digital Cinema. Powerpoint esitys. Haettu osoitteesta JPEG2000.ppt Fenimore, C. P. ja Nikolaev, A. I. (2004) Assessment of resolution and dynamic range for digital cinema. National Institute of Standards and Technology. Haettu osoitteesta Goldstein, B.E. (2002) Sensation and Perception. 6 th edition. Wadsworth. Gimmy A.ja Gates M. (1999) The Business of Show Business : The Valuation of Movie Theaters. Appraisal Institute. Stepehn Traubin kirja-arviointi vuodelta Haettu osoitteesta Juntunen, V. (2004) Suomen ensimmäinen digitaalinen elokuva-teatteri nousee jo Kajaanissa Kaleva HighTech Forum. Haettu osoitteesta =1&lang=1&scs=0 Kolb, Fernandez ja Nelson (2004) Visual Acuity. Kappale sivustossa Webvision. John Moran Eye Research Center, University of Utah. Haettu osoitteesta

25 Lassi A Liikkanen (2005) Kohti digitaalista elokuvaa 23_ Liikkanen, L. (2005) HD kuvan formaattiviidakko. Verkkoartikkeli. Julkaistaan osoitteessa formaattiviidakko Michel, B. (2003) Digital Cinema Key Questions. European Digital Cinema Forum. Haettu osoitteesta europe.com/technical_docs/digital%20cinema%20key%20questions pdf Poynton, C. (1997) Guided Tour of Colour Space. Editoitu versio artikkelista kokoelmassa Proceedings of the SMPTE Advanced Television and Electronic Imaging Conference, San Fransciso, Feb Haettu osoitteesta Poynton, C. (1998 The rehabilitation of gamma. Editoitu versio artikkelista kokoelmassa Proceedings of that conference, Rogowitz,B. E.,l and T. N. Pappas (eds.), Human Vision and Electronic Imaging III, Proceedings of SPIE Haettu osoitteesta Powell, E. (2004) The Great Technology War: LCD vs. DLP. Kommentaari Projector Central sivustolla. Haettu osoitteesta Sohlberg, S. (2005) Haastattelu Hedcom oy:n digitaalisen elokuvan tuotanto- ja esityslaitteita myyvän ja konsultoivan markkinointipäällikön kanssa Helsingissä