Кинематограф и мультипликация

Главный секрет кинематографа и мультипликации заключается в инертности человеческого зрения. Еще в древнее время ученые обратили внимание на то, что глаз имеет способность сохранять на долю секунды образ объекта даже после того, как объект уже стал невидимым. Именно поэтому при быстром вращении велосипедного колеса мы не видим каждую его спицу, так как они сливаются перед нашим взором в сплошной круг.

Искусство кинематографа и мультипликации фактически состоит из двух этапов. На первом специальным аппаратом создают последовательность изображений, запечатлевших движение объекта. Для этого необходимо со скоростью не менее 14 кадров в секунду сделать серию моментальных снимков отдельных его фаз. На втором этапе другой аппарат должен воспроизвести эти моментальные картины на экран таким образом, чтобы зритель видел перед собой изображение движущегося объекта.

Изобретение стробоскопа

Одним из первых оптических приборов, использующих в своей работе инертность глаза, стал стробоскоп (от греческих «стробос» — «вихрь» и «скопео» — «смотри»). Многие специалисты вполне заслуженно считают его прообразом кинематографического аппарата. Первый стробоскоп собрал в 1833 г. профессор практической геометрии австриец Симон фон Штампфер (1790—1864). Этот прибор представлял собой два картонных диска, вращавшихся на одной общей оси на некотором расстоянии друг от друга. На одном из дисков было нарисовано несколько картинок, изображающих последовательное движение объекта. На втором диске, по количеству картинок, были вырезаны длинные узкие щели так, чтобы каждая из них находилась напротив картинки. Когда диски начинали вращать, картинки сливались в одно непрерывное движение.

В 1853 г. австрийский барон Франц фон Ухатиус (1811 — 1881) существенно усовершенствовал стробоскоп, снабдив его электрической лампой и объективом. В результате этого изобретения стало возможным проецировать движущиеся картины на экран.

Пишу движение

К концу XIX в. далеко вперед шагнула техника фотографии. Объединение принципов работы проекционного стробоскопа Ухатиуса и фотографического аппарата дало возможность изобрести кинематограф, название которого произошло от сочетания двух греческих слов: «кинематос» — «движение» и «графо» — «пишу».

Один из первых кинематографических аппаратов — кинетоскоп — создал в 1889 г. известный английский изобретатель Томас Алва Эдисон. Этот прибор представлял собой ящик с окуляром (глазком), через который смотрел зритель. Таким образом, кинетоскоп позволял посмотреть движущееся изображение, предварительно зафиксированное на гибкой фотопленке, которая незадолго до этого была разработана для первых фотоаппаратов «Кодак». Несколько позже Эдисон организовал киностудию, в которой были сняты первые короткометражные (20—30 с) американские фильмы. Начиная с 1894 г. в некоторых крупных городах США были открыты салоны, где желающие за 5 центов смотрели фильмы с помощью автоматических кинетоскопов.

Первая демонстрация фильма

Как считают специалисты, кинетоскоп Эдисона не получил большого распространения из-за того, что это был персональный кинотеатр, не позволявший смотреть фильмы одновременно большому количеству публике и на большом экране. Эту ошибку исправили французские изобретатели, братья Огюст Мари Луи Николя (1862—1954) и Луи Жан (1864—1948) Люмьеры. В 1895 г. они провели во Франции первую в мире публичную демонстрацию фильма. Как писала пресса тех лет, в ходе демонстрации фильма «Прибытие поезда» зрители, не привыкшие к кино, пугались и разбегались в разные стороны, боясь быть раздавленными. Для съемки фильма и его воспроизведения братья Люмьер использовали кинокамеру и проекционный аппарат собственной конструкции, которые приводились в движение вручную. В этом же году они получили на свои изобретения патенты.

Устройство кинокамеры и проектора аналогично современному

В конце XIX в. основные принципы устройства кинокамеры и проектора мало изменились, зато их конструкции были существенно усовершенствованы. Первый патент на изобретение кинокамеры получил английский изобретатель Уильям Фризе-Грин (1855-1921) в 1889 г. Его детище было способно делать до десяти снимков в секунду на перфорированную фотопленку. Основные механизмы кинокамеры Фризе-Грина были аналогичны фотоаппарату. У нее также есть светонепроницаемое отделение для пленки, объектив и затвор. Но в отличие от фотоаппарата кинокамера была оснащена устройством — грейфером, которое позволяло очень быстро, но с постоянной скоростью делать серию фотографий. Это устройство зацеплялось за отверстия на краю пленки и перемещало ее по одному кадру мимо диафрагмы.

Кинопроектор транспортирует киноленту с подающей бобины на принимающую, обеспечивая ее перемещение с постоянной скоростью, но по одному кадру, мимо кадрового окна. При этом осветительно-проекционная система осуществляет проекцию изображения, находящегося в кадровом окне, на экран и перекрывает световой поток на время смещения кадров. В современных кинотеатрах пленочными кинопроекторами уже практически не пользуются, так как в конце XX в. появились более совершенные цифровые кинопроекторы (видеопроекторы).

Совмещение звука с изображением

Главными техническими задачами, стоящими перед изобретателями киноаппаратуры в начале XX в., стали разработки способов воспроизведения звука и цвета. До этого все фильмы были черно-белыми и неозвученными (немыми). В кинозале находился специальный пианист, который своей игрой сопровождал происходящее на экране действо, а иногда появлялись надписи с диалогами героев.

В первых звуковых фильмах конца 20-х гг. XX в. звук записывался на граммофонную пластинку отдельно от изображения. В 30-х гг. появилась оптическая система звукозаписи, которая позволяла записывать звук на специальную дорожку, расположенную по краю кинопленки. При воспроизведении свет проходил через звуковую дорожку и попадал на фотоэлемент, который формировал соответствующий звуку электрический сигнал. В 40-х гг. XX в. звуковую дорожку начали записывать на магнитофонной ленке, которую потом наклеивали на кинопленку (либо по краю кинопленки наносили магнитный слой).

Раскрашивание фильмов

Все первые кинофильмы были черно-белыми. В начале XX в. появилось несколько цветных картин, но раскрашивались они вручную кадр за кадром. В 1906 г. английский кинорежиссер Джордж Альберт Смит (1864—1959) при съемке своих фильмов впервые применил так называемую систему «Кинемаколор». Суть его изобретения заключалась в том, что на черно-белую пленку снимали попеременно сквозь красную и зеленую пластину, а затем при демонстрации пленку пропускали через те же цвета, что позволяло получить нужную цветовую гамму. В 20-х гг. XX в. фильмы уже начали снимать по трехцветной технологии. В дальнейшем, после создания цветной обращаемой кинопленки, цветное изображения начали формировать непосредственно на пленке в процессе съемки.

Мультипликация — кропотливый и длительный процесс

Мультипликационные (анимационные) фильмы, как и кинофильмы, состоят из последовательных изображений, запечатленных на пленке. Каждый последующий кадр лишь на немного отличается от предыдущего, поэтому, показывая один кадр за другим (обычно со скоростью 24 кадра в секунду), создают впечатление, что объект движется. Для мультфильмов обычно изображения рисуют, а затем фотографируют их.

Считается, что первым мультипликатором стал французский инженер Эмиль Рейно (1844—1918), который в 1892 г. продемонстрировал свой аппарат, позволяющий проецировать на экран движущиеся рисованные изображения. Современная мультипликация — это очень кропотливый и длительный процесс, так как полнометражный мультфильм длительностью полтора часа может содержать более 100 тыс. кадров. В наши дни художникам-мультипликаторам на помощь пришли компьютерная техника и специальное программное обеспечение, позволяющее значительно ускорить этот процесс.