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技术历史、技术、我们身边的事物
电影。 发明和生产的历史
电影以其在 XNUMX 世纪末出现的形式成为了漫长探索之路的终点，许多发明家在不同时期沿着这条路前行。 他们都有同一个梦想——创造一种可以捕捉并再现运动的设备。 事实证明，这项任务非常困难。 即使在今天，一个外行也会站在她面前。 假设有人举手。 在从下到上的运动中，手经过无数个中间位置。 为了展示这个简单的动作，真的有必要把它们都拍下来吗？ 幸运的是，这不是必需的。 人眼有能力捕捉并保持一段时间（大约 1/14 秒）接收到的感知，即使在导致这种感知的图片消失之后也是如此。 这就是为什么我们在自行车车轮快速旋转时看不到它的每个辐条（它们在我们眼前合并成一个连续的圆圈）。 或者另一个例子——如果在黑暗中有人迅速将燃烧的煤从一边移动到另一边，我们在任何给定时刻都无法注意到这块煤在哪里，因为它的所有中间位置在我们的感知中合并成一个火带。
事实证明，随着物体的快速移动，我们的眼睛并不会注意到所有的中间位置——每秒只能在视网膜上留下大约 14 个瞬时图像，这些图像相互融合成一幅运动画面。 从某种意义上说，这是我们眼睛的一个缺点，在某些情况下会妨碍它正确反映现实。 但正是由于这种缺陷，动画、电影或电视等壮观的艺术才为我们的感知所接受。 因此，为了固定运动，根本不需要标记运动物体的每个中间位置。 每秒只产生 12-14 个这样的印象就足够了，然后以相同的速度滚动它们。 可以看出，电影摄影艺术实际上由两部分组成。 首先，您需要捕捉运动（您需要为其各个阶段拍摄一系列快照），然后您需要能够将这些即时图片投影到屏幕上，以便观众看到一个移动的物体在他面前。 两者都没有立即发生。 在此过程中出现的所有困难都得到了解决，这需要许多发明者的努力。 投影图像的第一个实验是在古代进行的。 1646年，德国耶稣会士Athanasius Kircher在他的著作《光影大艺术》中总结了这方面积累的所有经验，并描述了神灯的原理。 魔术灯被用来通过透镜系统将一些小物体的放大图像投射到白色表面（屏幕）上，通常是一个印有图案的透明板。 （每个人都非常清楚胶片镜的工作原理——现代版的魔灯。）魔灯可以被认为是电影的第一个原型，其中仍然没有运动的传递。 这种艺术仅在 1833 世纪上半叶才被掌握。 XNUMX年，奥地利实用几何学教授Simon Stampfer发明了一种有趣的玩具——频闪仪。 该装置由两个在一个共同轴上旋转的圆盘组成。 在一个圆盘上，就像在钟面上一样，数字是在某种重复过程的各个阶段绘制的，例如，行走的人的各个位置。 连接到第一个磁盘的另一个磁盘具有径向槽，人们可以通过这些槽看到它们后面的图像。 随着圆盘的快速转动，观者透过观景窗，在片刻内连续看到每张照片，但这种运动，在时间上被分成不同的阶段，被他以连续图像的形式感知，进行连续运动。
1853 年，奥地利炮兵队长 Baron Franz von Uchatius 发明了一种投影频闪仪——一种结合了 Stampfer 的频闪圈和 Kircher 的魔灯的用于显示实时图像的设备。 他的发明的意义在于现在可以在屏幕上看到动态图像。 Uchatius 创造的频闪仪最多有 100 幅图像闪烁 30 秒，即一秒钟内更换了三到四幅图像。 他们每个人都有自己的镜头。 光源的安装方式使得位于车轮边缘的图片板一个接一个地通过它的前面。 该设备随后以“生活图片”的名义在许多国家广泛使用。 1869年，美国发明家布朗改进了Uhatius投影仪，使用强大的弧光灯作为光源。 投影频闪灯的最大缺点是笨重。 他们占据了很大的空间，不到一分钟就展示了他们的图像。 尽管如此，几十年来“活生生的照片”仍然是最受欢迎和流行的奇观。 直到 1888 世纪下半叶，它们才被更先进的投影仪所取代，这些投影仪使用缠绕在鼓上的透明赛璐珞胶片。 15 年，法国人埃米尔·雷诺 (Emile Reynaud) 创造了“光学剧院”，这是一种用于投影连续移动角色的设备。 他有以下设备。 人物是画在胶片上的。 演示者使用两个手柄旋转滚筒。 胶片上的影像经过灯，投射到一面倾斜的镜子上，镜子已经将它反射到剧院大厅的半透明屏幕上。 另一台设备同时将一幅画在屏幕上的风景投射到屏幕上，人物以不同的姿势出现在磁带上。 会议持续时间为 20 至 XNUMX 分钟。 雷诺的光学剧院，不再只是运动。 他的角色表演哑剧和短剧。 他最长的电影，36米长，包含500幅画面，播放时间为15分钟。雷诺1894年创作的喜剧《小屋周围》经受了10万次播放，可见同时代人对这项发明的极大兴趣，可以考虑现代动画的雏形。 因此，到十九世纪 80 年代末，投影图像的技术在运动的传递方面取得了长足的进步。 但是，显示图像比捕获图像更容易。 现在让我们看看在这第二个领域取得了哪些成就。 电影摄影的想法最初是由托马斯·杜蒙（Thomas Du Mont）提出的，他于 1859 年获得了一项多镜头相机的专利，该相机旨在捕捉各个运动阶段。 杜蒙描述了他的高速（或者，他们后来开始说，计时摄影）设备的操作，他对正在进行的过程的本质表现出了非常微妙的理解。 其设计的主要思想是：12个贴在环形胶带上的感光板依次从镜头后面经过，在镜头前停了很短的时间。 在磁带停止的同时，快门打开，让光线进入照相底片（快门的任务是打开和关闭镜头窗口，仅在严格定义的时间内保持打开状态）。 磁带机构与快门相连，因此胶片停止和快门打开与数学精度一致。 唉，现实中杜蒙的器械和它的描述完全不符，用它来拍摄动作是绝对不可能的。 但是，尽管如此，杜蒙被正确地认为是电影的先驱之一——他的专利中表达的考虑非常深刻，他绝对正确地描述了未来胶卷摄影机的工作原理。 然而，为了让他的相机成为现实，杜蒙至少缺少四样东西。 首先，当代照相底片的感光度显然不足以应付高速拍摄。 要想拍出高质量的照片，就必须在光线下曝光几秒钟，而在拍摄运动时，快门速度（即版材曝光的时间）必须以十分之一秒和百分之一秒计算. 其次，对于计时摄影来说，仍然没有像瞬时自动快门那样绝对必要的设备，它可以以非常快的快门速度拍照（虽然快门速度以秒为单位计算，但可以手动打开和关闭镜头，但是当以每秒 12-14 帧的速度拍摄时，这是完全不可能的）。 第三，在照相底片上拍摄的方法显然不适合计时摄影； 需要一种新的感光层载体 - 可以以所需速度缠绕的照相胶片。 最后，这部电影的运动机制还没有被发明出来。 杜蒙的描述表明，电影不应该只是从镜头后面经过（这很容易安排），而是要在一个严格定义的时间进行短暂的瞬间停止，即跳跃式移动。 这种跳跃机制的发明被证明是电影史上最困难的任务之一。 在随后的几十年里，所有这些问题都得到了解决。 Richard Maddox 在 1871 年开发了干溴明胶摄影工艺（1878 年改进），可以在拍摄时将快门速度降低到 1/200 秒。 这一发现使得开始拍摄运动成为可能。 据信，计时摄影术的开始是由美国摄影师爱德华·迈布里奇的实验奠定的。 原因是一个赌注的故事。 1872 年，百万富翁斯坦福，一位伟大的马的爱好者和鉴赏家，与他的朋友争论，他们不相信赛马在运动过程中会抬起所有四只腿。 为了说服他们，斯坦福邀请了迈布里奇并指示他拍摄马运动的所有阶段。 这项任务绝非易事。 为了完成这项任务，迈布里奇在赛道上安装了几台摄像机，他将百叶窗连接到横跨赛道的螺纹上。 马跑过相机，扯断线拍了张照片。 经过多次实验，迈布里奇成功拍到了几张照片，其中拍摄了马匹运动的各个阶段。 顺便说一句，事实证明斯坦福是绝对正确的——这匹马真的在奔跑时，用它的所有腿从地上推开，然后飞到空中。 这位百万富翁赢得了他的赌注，迈布里奇继续他的工作，并很快因其移动物体的精彩照片而闻名于世。 后来，经过适当的选择，迈布里奇将照片粘贴在频闪仪上，旋转频闪仪，人们可以观察到，例如杂技演员在头顶上跳跃、鹿奔跑、赛马和类似的场景。
这些是即时摄影的第一步。 技术的不完善给这类摄影艺术的爱好者带来了许多困难，因为不可能拍摄运动本身。 那时的相机可以只拍摄镜头正前方的物体，即沿着已知直线移动的物体。 只有在这种情况下，才有可能沿着这条线放置多个摄像机，就像迈布里奇所做的那样，有时使用多达几十个摄像机。 这种情况极大地缩小了计时摄影的可能性。1882年，研究鸟类和昆虫飞行的法国生理学家艾蒂安·马莱（Etienne Marais）想出了如何摆脱这个困难：他创造了一种特殊的摄影枪，可以捕捉到个体以相当快的速度连续运动的连续阶段。 类似于时钟的移动机构被放置在枪中。 当按下扳机时，该机构开始旋转板，每秒拍摄 12 次。 因此，马雷拍摄了鸟类的飞行。 他是第一个用单一设备解决捕捉运动问题的人。
拍摄唱片是一件复杂而耗时的事情。 因此，摄影史上的一件大事，也是电影创作迈出的重要一步，就是电影的发明。 早在 1877 年，杰出的波兰摄影师 Lev Warnerke（他的大部分时间都在俄罗斯和英国度过）发明了世界上第一台采用溴化银胶体纸带的滚筒相机。 1886 年，法国摄影师奥古斯丁·普伦斯（Augustine Prens）组装了一个带有 16 个镜头的计时摄影设备，用于捕捉运动的连续阶段。 在这里，计时摄影史上第一次使用了光敏纸带，它像在带有滚筒的相机中一样缠绕在鼓上，穿过镜头后面并缠绕在另一个鼓上。 16 个镜头排成四排，每个镜头都有自己的快门。 Prens 还成功地将捕获的图像投影到屏幕上。 用于计时摄影设备（后来用于胶片相机）的胶带的制备方法与普通摄影完全相同，即首先将它们接收负片（光影排列相反的图像），然后打印正片从它到另一个磁带。 但由于胶带较长，处理技术本身与普通摄影有很大不同。）普伦斯是第一个将电影理念带入生活的人——他不仅可以拍摄动作，还可以投影它在屏幕上。 但他所有的装备还是很原始的。 投影设备也有16个镜头。 为了倒带，Prens 提出了沿其边缘切割特殊孔的想法 - 穿孔，磁带驱动机构的轮齿落入其中。 然而，纸由于其粗糙、不透明的结构，是不适合摄影的材料。 另外，倒带的时候经常断线。 摄影胶片需要一种柔韧、坚固且同时完全透明的材料。 赛璐珞拥有的正是这些特性——历史上最早的塑料之一，由美国化学家海耶特于 1868 年合成。 1884 年，约翰·卡布特开始制作赛璐珞照相底片，从 1889 年乔治·伊士曼开始在照相机中使用柔性赛璐珞照相底片。 此后，计时摄影开始迅速发展。 1888 年，德国摄影师奥托马尔·安舒茨（Ottomar Anschütz）发明了一种瞬时窗帘快门，可以以高达千分之一秒的快门速度进行拍摄。 这种快门的引入极大地方便了高速拍摄。 现在没有必要用 12 到 16 个镜头制造复杂的相机，但你可以只用一个。 1888 年，普林斯获得了一项英国专利，发明了一种带有一个镜头和纸带的设备（他很快用赛璐珞取代了它）。 该设备每秒拍摄 10 到 12 张图像。 同年，马雷放弃了可移动的刚性板，开始使用带有感光层的长纸带，这使得捕捉个体缓慢的动作成为可能。 1889 年，普伦斯发明了一种带有单透镜和弧光灯的投影设备。 于是，到了80年代末，杜蒙一度面临的几乎所有困难都被成功解决了。 最后一件事 - 创建一个跳跃机制，因为在拍摄过程中磁带的均匀运动并没有给出运动的高质量图像。 历史上第一个原始的跳跃机制是在英国发明的。 英国摄影师 William Friese-Greene 与 Marey 和 Prens 处理相同的问题。 像他们一样，他首先使用感光纸胶带，他在纸胶带的边缘打了孔。 由于纸带被撕破，1889 年弗里斯-格林在他的计时摄影机中首次使用了最近出现的穿孔赛璐珞胶片。 然后他在设备的设计中加入了一个跳跃机制。
Friese-Green 的胶卷是从供应桶到接收桶的。 后者在用手旋转的手柄的帮助下连续运动。 承载旋转辊的臂由螺旋凸轮驱动，呈虚线所示位置； 当它移动时，它会拉下胶卷，然后胶卷保持静止，而滚筒在弹簧的作用下移开。 在肩部离开的同时，百叶窗通过相同的螺旋凸轮打开。 后者是在手动驱动的轴上构建的。 因此，每次旋转都会曝光一帧胶片。 早在 1889 年，弗里斯-格林在海德公园拍摄了他的第一部电影，并在市政厅的摄影大会上放映。 1890 年，他的电影在皇家摄影学会公开放映。 Friese-Green 的胶卷摄影机带有穿孔的赛璐珞胶带，除了技术上完美的跳片机制外，具有电影摄影的所有元素。 然而，他的设备非常复杂，这种形式无法广泛使用。 此外，关于他的发明在英国以外几乎一无所知。 在 90 年代中期，几位发明家立即着手制作电影。 1893 年，爱迪生创造了他的电影放映机。 这个装置是一个带有目镜的盒子，观众可以通过目镜观看。 通过目镜可以看到一块磨砂玻璃，将胶片上捕获的图像从下方投影到其上。 同年，爱迪生组建了自己的工作室，在其中拍摄了美洲大陆的第一部电影——短片，20-30 秒的演示。 录像带的长度不超过 15 m。著名的舞者、杂技演员和训练有素的动物都在这个工作室拍摄。 1894 年 25 月，第一家活动电影放映机沙龙在纽约百老汇开业。 观众付了XNUMX美分的入场费后，沿着一排放映机走着，透过目镜观看，工作人员一一打开放映机。 爱迪生很快就自动制作了活动电影放映机——在将一枚价值 5 美分的硬币放入槽中后，机器开始运行。 毫无疑问，电影放映机是一项杰出的技术成就。 但它仍然不是电影。 他没有跳跃机制。 同时，电影院的主体部分，即拍摄和电影放映设备的“心脏”，恰恰是快速、间歇地变换影像的跳跃机构。 完美的跳跃机构的发明，使单个运动图像可以以固定的频率同时进行快速间歇运动和瞬时停止，是电影诞生的标志性事件。 1893 年，马雷用赛璐珞胶片创造了一种新的计时摄影设备。 这里的电影间歇地移动，以每秒 20 次单独拍摄的速度瞬间停止。 然而，间歇运动机制极其原始。 它由电磁铁和压力辊组成。 在快门被释放的那一刻，滚筒被吸引并停止了胶卷。 这种机制的操作非常简陋，因此穆雷的装置在技术上不能被认为是令人满意的。 然而，在同一年，马雷制作了一些关于生物运动的精彩电影。 1894 年，Georges Demeny 创造了第一台带有跳跃机制的完美电影摄影机。 这种跳跃机制是一个带有“手指”顺时针旋转的圆盘。
1895 年，Auguste 和 Louis Lumiere 兄弟为他们的电影放映机和相机申请了专利，使用抓斗（“叉子”）作为跳跃机构。 同年夏秋两季，他们制作了十部16米的短片，为1895年末和1896年初的商业放映奠定了基础。 1895年1896月，第一家电影院在巴黎Capucines大道的“Grand Cafe”地下室开业。 严格来说，事实上，抓斗是 Lumières 唯一的原创发明，并不是最成功的发明（早在 1896 年，抓斗就被另一种更先进的跳跃机制——马耳他十字）所取代。 然而，最响亮的荣耀却是在他们的设备上落下。 XNUMX 年上半年，卢米埃尔电影院在欧洲各国首都上映，取得了巨大的成功。
1896 年 XNUMX 月，Victor Contensuza 和 Bünzli 率先在电影摄影机中使用了四叶马耳他十字，这种跳跃机制在现代电影摄影机中占主导地位。 Contensuza 在巴黎有一家小企业，是一位经验丰富的机械师。 他为著名的佩特电影公司设计了几台电影摄影机。 四叶片 Maltese 系统由一个驱动盘和一个从动盘组成，驱动盘有一个销（偏心），驱动盘有四个槽。 移动时，主动盘的销钉进入从动盘的槽内，转动90度。 在这种情况下，齿轮鼓旋转 1/4 圈。 从动盘在一圈内停四次，停的时间是运动时间的三倍。 四叶片十字连接到移动胶片的跳齿鼓。 站立架由驱动盘旋转270度所需的时间决定。 之后，手指重新进入四刃十字的下一个槽，再次转动 1/4 圈。 因此，发生膜的间歇运动。
自诞生之日起，电影就广受好评。 门票的相对便宜和电影院网络的快速发展使其在所有公共娱乐中处于首位。 早期的电影摄影还很不完善：画面闪烁剧烈，画面跳跃过银幕，通常很暗，但观众仍然对这些电影感到高兴并涌入电影院。 新发明的商业成功超出了所有人的预期。 （最早的电影公司之一佩特的资本在短短 14 年内增长了 30 倍——从 1 万到 30 万法郎。） 作者：Ryzhov K.V.
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