Кинематограф и цифровая среда
АрхивПринято считать, что современные цифровые компьютеры обязаны своим появлением технологиям военного времени, призванным оперативно решать задачи управления, и что их теперешнее использование при создании фильмов - приложение довольно специфическое и новое.
Но это лишь часть правды. На самом деле предком современных компьютеров является кино.
Действительно, что есть кино? Если верить названию [1], суть этого явления - в записи и сохранении визуальных данных в материальной форме. Кинокамера записывает данные на пленку - кинопроектор эту пленку воспроизводит.
Вспомним: компьютером управляет программа, которая тоже хранится на каком-то носителе. Диаграмма универсальной машины Тьюринга удивительно напоминает принципиальное устройство кинопроектора. Если обратиться к фактам, выбор подходящего носителя и метода представления данных занимают существенное место в предыстории и кино, и компьютера. Как известно, первое остановило свой выбор на дискретных кадрах, последовательно записанных на целлулоидных лентах. Второй, поскольку нуждался в гораздо больших скоростях записи и чтения, - на электронной обработке цифровых данных.
Итак, почему же компьютер ведет свое происхождение от кино?
Но это лишь часть правды. На самом деле предком современных компьютеров является кино.
Действительно, что есть кино? Если верить названию [1], суть этого явления - в записи и сохранении визуальных данных в материальной форме. Кинокамера записывает данные на пленку - кинопроектор эту пленку воспроизводит.
Вспомним: компьютером управляет программа, которая тоже хранится на каком-то носителе. Диаграмма универсальной машины Тьюринга удивительно напоминает принципиальное устройство кинопроектора. Если обратиться к фактам, выбор подходящего носителя и метода представления данных занимают существенное место в предыстории и кино, и компьютера. Как известно, первое остановило свой выбор на дискретных кадрах, последовательно записанных на целлулоидных лентах. Второй, поскольку нуждался в гораздо больших скоростях записи и чтения, - на электронной обработке цифровых данных.
Итак, почему же компьютер ведет свое происхождение от кино?
Жаккардов станок
В начале прошлого века Жозеф Мари Жаккар изобрел приспособление для выработки крупноузорчатых тканей. Оборудованный этим приспособлением ткацкий станок с помощью набора перфокарт мог воспроизводить сложнейшие узоры, в том числе - портрет изобретателя. Этот специализированный графический компьютер вдохновил Чарльза Бэббиджа на создание Analytical Engine, универсального компьютера для численных расчетов. Ада Августа, дочь лорда Байрона и первый в мире компьютерный программист, однажды констатировала: "Analytical Engine ткет алгебраические выражения точно так же, как станок Жаккарда - цветы и листья" [1]. Таким образом, прежде чем программируемая машина научилась обрабатывать числа, она уже умела синтезировать изображения...
Фильм Цузе
Еще более показателен пример Конрада Цузе. Начиная с 1936 года и на протяжении Второй мировой войны, в одной из комнат берлинского дома своих родителей он строил компьютер. Его детище дало начало многим приемам компьютерных вычислений: двоичной арифметике, десятичной плавающей запятой и управляющим программам, записанным на перфоленте. В качестве перфоленты Цузе использовал отслужившую свой срок 35-миллиметровую кинопленку [2]. Поверх последовательностей кадров записывались последовательности нулей и единиц.
Видеоряд кинематографа сменялся более эффективным двоичным кодом: в технологическом римейке Эдипова комплекса сын убивал своего отца...
Однако историю ждал новый поворот, и притом - счастливый. Фильм Цузе с его странным наложением двоичного ряда на видеоряд предвосхитил процесс, получивший развитие лишь спустя полвека: конвергенцию всех носителей информации, приведение их к общему, цифровому, знаменателю. Кино и компьютер - Жаккардов станок и Analytical Engine - объединились.
Цифровая среда
Краткие выводы. Цифровой компьютер, оптимизированный для эффективной обработки числовых данных, восходит корнями к многочисленным механическим табуляторам и калькуляторам, получившим широкое распространение только в нашем веке.
Одновременно мы наблюдаем расцвет масс-медиа, обусловленный возможностью хранения изображений, видеорядов, звука и текста на разнообразных материальных носителях: фотографических пластинках, кинопленке, грампластинках и т. д.
На наших глазах происходит синтез двух этих явлений: все существующие носители переходят на цифровой формат, доступный компьютерам.
Результат: цифровая среда - графика, движущиеся изображения, звук, формы, пространства и текст становятся вычислимыми, то есть всего лишь еще одной разновидностью компьютерных данных.
Кино на пути к цифре
Кинематограф не просто играет особую роль в истории компьютера: начиная с конца девятнадцатого века, он подготавливает нас к цифровой среде самым непосредственным образом. Кино сделало наглядными такие понятия, как дискретизация (sampling), произвольный доступ и база данных, - с тем, чтобы совершить цифровую революцию настолько безболезненно, насколько это вообще возможно. Постепенно кино научило нас принимать как данность манипуляции с пространством и временем и трансформацию реальности в движущееся изображение. В результате концептуальный шок цифровой революции уже не воспринимается как таковой - ведь мы готовились к нему на протяжении довольно длительного времени.
Дискретизация
Любое цифровое представление состоит из ограниченного числа отсчетов, - факт, легко иллюстрируемый решеткой пикселов - отсчетов двумерного пространства.
Кино готовит нас к цифровому веку постольку, поскольку само основано на дискретизации - дискретизации времени, двадцать четыре дискрета в секунду. Все, что остается, - это взять готовое дискретное представление и оцифровать его. Но это уже просто: концептуальный переход, от непрерывности к дискрету, уже совершен.
Произвольный доступ
Другим ключевым свойством цифровой среды является возможность произвольного доступа. Как только фильм оцифрован и загружен в память компьютера, любой из его кадров становится доступен с минимальными задержками. То есть если фильм лишь "дискретизует" время, сохраняя его линейность (последовательные отсчеты времени отображаются в последовательные кадры), то цифровой образ фильма уходит от этого антропоцентрического представления, предоставляя полный контроль над временем. Время транслируется в двумерное пространство, где его можно анализировать, где им легче управлять и манипулировать.
Заметим, что этот прием широко использовался еще в кинематографических машинах девятнадцатого века. Фенакистоскоп, зоетроп, зоепраксископ и тахископ - основой всех этих устройств служил вращающийся круг, по периметру которого размещались слегка отличающиеся друг от друга картинки. Еще более удивительно устройство первого киноаппарата Томаса Эдисона. В 1887 году Эдисон и его ассистент Уильям Диксон начали эксперименты по адаптации уже зарекомендовавшей себя технологии фонографа для записи и отображения движущихся изображений. Используя специальную камеру, они смогли получить крошечные, с острие иглы, фотографии и разместить их на спиральных дорожках цилиндра, соответствовавшего по размерам тому, что использовался в фонографе! На цилиндре помещалось около 42 тыс. фотографий, так что зрителю приходилось разглядывать их в микроскоп. Емкость носителя составляла 28 минут - 28 минут зафиксированного, уложенного на поверхность цилиндра и преобразованного в двумерную форму времени. Времени, которое можно было воспроизводить, переупорядочивать, времени, которым можно было манипулировать.
Имитация
Нетрудно показать, как кинематограф готовил некоторые другие концепции, ассоциируемые с цифровой средой, но, учитывая ограниченный объем статьи, мне хотелось бы остановиться на важнейшем: имитации.
Цифровая среда делает имитацию несуществующих реалистичных миров банальным занятием. Среди примеров - военные тренажеры, виртуальная реальность, компьютерные игры, телевидение ("virtual sets" technology) и, конечно, специальные эффекты голливудских фильмов: "Терминатор-2", "Парк юрского периода" и "Каспар". Новейшие фильмы показывают, что, имея достаточно денег и времени, можно сымитировать практически все. Более того, они демонстрируют тривиальность решения, казалось бы, невыполнимой технической задачи - фальсификации видимой действительности. Фальсифицируется, конечно, не реальность, но - фотографическая реальность, реальность, видимая через объектив кинокамеры. Фотореалистическое изображение существует вне нашего сознания, на экране - в окошке ограниченного размера, представляющем собой отпечаток кусочка окружающей реальности, отфильтрованной объективами с ограниченной глубиной резкости, наложенной на зерно пленки с ограниченным динамическим диапазоном. Причиной такого преуспеяния технологии в фальсифицировании действительности стало кино, за последние сто лет научившее нас воспринимать эту специфичную форму представления как реальность. А наша готовность к восприятию подвижной фотографии как реальности и открыла путь к ее будущему моделированию.
Концептуально, моделируемые в цифровой форме миры появились еще в конце прошлого века, с первыми пленками братьев Люмьер и Жоржа Мелье.
За прошедшие сто лет техника моделирования достигла совершенства. И становится ясно, что в конечном счете смоделировать фотореалистичный мир проще, чем снимать его на пленку. Моделируемое изображение может представлять собой несуществующую действительность, его можно бесконечно изменять, им легче управлять и т. д. Именно поэтому к цифровому моделированию прибегают всякий раз, когда это только возможно. Кинематографу, ставшему в двадцатом столетии главным способом отражения мира, идет на смену цифровая среда: числовая, вычислимая, моделируемая. Кино сыграло свою историческую роль, подготовив нас к удобствам мира плоских (двумерных) подвижных моделей. Сыграв эту роль, и сыграв хорошо, кино завершает нынешнюю стадию своего развития. И - входит в Компьютер.
Источники
[1] Charles Eames, A Computer Perspective: Background to the Computer Age (Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1990), 18.
[2] Eames, 120.
[3] Albert Abramson, Electronic Motion Pictures. A History of Television Camera (Berkeley: University of California Press, 1955), 15-24.
[4] Charles Musser, The Emergence of Cinema: The American Screen to 1907 (Berkeley: University of California Press, 1994), 65.
Перевод Г. Башилова
1 (обратно к тексту) - "Сinematograph" в дословном переводе означает "записанное движение".
