Почему полный кадр равен 24×36 мм: история инженера Leitz

Размер современной полнокадровой матрицы 24×36 мм уходит своими корнями в эпоху немого кино и технические решения кинематографического стандарта начала XX века. Когда инженер Оскар Барнак развернул кинопленку в мастерской компании Ernst Leitz, он задал геометрию фотографии на сто лет вперед.

В этом материале я подробно разберу, почему цифровая индустрия унаследовала параметры кинопленки, как случайные инженерные компромиссы сформировали рынок фототехники и почему современные сенсоры до сих пор подчиняются стандартам столетней давности.

Что и когда создал Оскар Барнак

Оскар Барнак устроился на предприятие Optische Werke Ernst Leitz в Ветцларе в 1911 году, перейдя туда из отдела микроскопов компании Carl Zeiss в Иене. Будучи опытным механиком, он страдал от астмы, поэтому создание легкой и портативной камеры имело для него колоссальное личное значение. Помимо прочего, он конструировал аппаратуру для кинематографа, что и привело его к вопросу поиска оптимального формата.

Эмульсии того времени сильно отличались от партии к партии, а неудачно экспонированная кинопленка влетала в копеечку. Согласно архивным записям компании Leitz, Барнак собрал компактное устройство, которое экспонировало небольшой отрезок рулона. Это позволяло оперативно проявить его, оценить результат и выставить точные настройки для съемки остальной части кадра. Кинопленка демонстрировала лучшую детализацию при увеличении по сравнению с использовавшимися тогда стеклянными пластинами, а мелкое зерно подтолкнуло его к идее создания малоформатной камеры.

Прототипы и даты создания

Вопрос датировки до сих пор вызывает дискуссии в исторической среде. Проектные работы датируются 1913 годом, а уличный снимок Эйзенмаркта в Ветцларе, приписываемый Барнаку, относится именно к этому периоду. При этом первая полностью работоспособная модель обычно датируется мартом 1914 года. В официальной хронологии Leica создание Ur-Leica фиксируется 1914 годом, в то время как приход Барнака на предприятие отмечается в 1911-м.

Размеры кадра ранних прототипов также трактуются по-разному. Ряд исторических источников утверждает, что Ur-Leica экспонировала негатив размером 24×38 мм, который впоследствии обрезали до 24×36 мм. Другие документы настаивают, что формат 24×36 закладывался изначально. Цифра в 38 мм не случайна: ровно столько составляют восемь перфорационных шагов пленки, на которые камера продвигалась между снимками. На сохранившемся аппарате установлен объектив Mikro-Summar 42mm f/4.5 от микроскопов Leitz и шторковый затвор с фиксированной щелью, отрабатывавший выдержку около 1/40 секунды.

Откуда взялись размеры кадра и перфорация

Сама кинопленка изначально была побочным продуктом других производств. В лаборатории Томаса Эдисона Уильям Кеннеди Лори Диксон разрезал 70-миллиметровую пленку Eastman пополам на две 35-миллиметровые полосы и перфорировал обе стороны. Стандартный кадр немого кино имел высоту в четыре перфорации и шел вертикально, что давало размер 18×24 мм при пропорции 4:3.

Барнак развернул пленку на 90 градусов и задействовал длину двух классических кинокадров. Шаг перфорации по стандарту SMPTE 102 составляет 0,1870 дюйма или 4,750 мм. Камера протягивала ровно восемь перфораций на один снимок, что составляло ровно 38 мм. Поместив внутрь этого шага 36-миллиметровое изображение, конструктор получил двухмиллиметровый зазор между соседними кадрами. Высота в 24 миллиметра определялась свободным пространством между двумя рядами перфораций.

Влияние личных предпочтений инженера

Технические ограничения определяли рамки процесса, но соотношение сторон выбиралось субъективно. В своей единственной ретроспективной статье, опубликованной в начале 1930-х годов, Барнак отмечал, что именно его личное предпочтение пропорции 2:3 побудило его повернуть кинокадр на девяносто градусов и объединить два сегмента. Транспортер пленки сделал производство такого прямоугольника экономически выгодным.

Классический кинокадр 18×24 мм при этом никуда не исчез. Если пропустить пленку через такой размер в обычном фотоаппарате, получается полукадровый формат, который компания Olympus использовала в линейках Pen с 1959 года и Pen F с 1963 года. Это позволило вдвое увеличить количество кадров на стандартном рулоне, фактически вернув кинокадр в его исходную ориентацию.

Кто на самом деле придумал формат 24×36 мм

Компании Leica часто приписывают единоличное изобретение формата, но это утверждение исторически не совсем верно. Еще в 1908 году британский патент на фотоаппарат для перфорированной кинопленки получили Лео, Оудобар и Барадат. В 1913 году Жюль Ришар выпустил стереокамеру Homeos с кадрами 18×24 мм, а американский аппарат Tourist Multiple предлагал те же полукадровые снимки.

Модель Simplex от нью-йоркской компании Multi-Speed Shutter Company, анонсированная в 1914 году, считается первой серийной камерой с форматом 24×36 мм на 35-мм пленке, хотя тираж составил всего около 27 штук. Позднее французский аппарат Furet появился в 1923 году. Однако именно Leitz обеспечила коммерческий успех и массовое внедрение технологии.

Инфраструктурное доминирование и стандарты

Leica I была представлена на ярмарке в Лейпциге в 1925 году. За годы производства было выпущено около 60 600 камер этого семейства. В 1934 году компания Kodak представила кассету с дневной зарядкой на 135-й пленке, разработанную Августом Нагелем в Штутгарте. После этого прямоугольник 24×36 мм перестал быть частным решением одного производителя и превратился в глобальную инфраструктуру.

Отклонения от этого стандарта быстро приводили к логистическим проблемам. Первый дальномерный аппарат Nikon I 1948 года использовал кадр 24×32 мм для экономии дефицитной пленки в послевоенной Японии. Из-за этого американские оккупационные власти заблокировали экспорт камер в США: автоматические машины для резки слайдов работали по стандартам Leica, и пленка из Nikon нарезалась некорректно. Впоследствии Nikon перешел на шаг в восемь перфораций, а позже полностью принял стандарт 24×36 мм.

Как цифровая эпоха закрепила термин «полный кадр»

В эпоху классической пленки фотографы редко использовали термин «полный кадр». Использовались обозначения 35mm, Kleinbild в Германии или «миниатюрный формат» в англоязычной литературе. Понятие full frame пришло из кинематографа, где оно обозначало всю площадь кинопленки, либо относилось к печати всего негатива целиком.

Цифровые камеры сделали этот термин обязательным рыночным стандартом. Первые зеркальные цифровые камеры оснащались уменьшенными сенсорами, и появление матриц размером 24×36 мм потребовало отдельного наименования. Модели вроде Contax N Digital и Canon EOS-1Ds в 2002 году закрепили этот термин в индустрии. Другие форматы также унаследовали свои пропорции от исторически сложившихся размеров пленки:

• APS-C берет свое название от режима Classic в пленочном стандарте Advanced Photo System 1996 года, где размер кадра составлял 25,1×16,7 мм при пропорции 3:2.
• Micro Four Thirds использует пропорцию 4:3, а само обозначение восходит к диаметрам трубок телевизионных передающих камер.
• Современные среднеформатные матрицы размером 44×33 мм унаследовали пропорции от пленочного стандарта 645.

Альтернативные варианты геометрии сенсоров

Объектив формирует круглое изображение, и наибольший прямоугольник, который можно вписать в окружность — это квадрат. Такой сенсор позволил бы использовать площадь стекла на 8% эффективнее по сравнению с полнокадровой матрицей и избавил бы фотографов от необходимости постоянно поворачивать камеру для смены ориентации кадра.

Тем не менее, технологические ограничения литографического оборудования и устоявшиеся привычки индустрии удерживают рынок в рамках привычных прямоугольников. Исторические эксперименты, такие как многоформатные сенсоры Panasonic или квадратные камеры Hasselblad, доказывают, что соотношение сторон матрицы — это всегда осознанный выбор производителя, а не непреложное свойство оптики.