Кинопроектор

<час />

История

Вдохновение для создания кинофильмов и проекторов можно проследить из множества источников, включая театры, цирки и волшебные шоу. Еще одним важным фактором было понимание феномена постоянства зрения. Хотя этот процесс был известен сотни лет, только в начале девятнадцатого века, когда Роже представил лежащую в его основе теорию в статье, он вызвал всеобщий интерес. Короче говоря, постоянство зрения - это феномен, при котором мозг сохраняет изображение, наблюдаемое глазами, немного дольше, чем оно есть на самом деле. В фильмах используется постоянство зрения, чтобы создать иллюзию движения. Когда просматриваются последовательные неподвижные кадры, мозг «соединяет» изображение, и кажется, что они движутся.

В начале 1800-х годов были представлены сотни новых устройств, основанных на этом принципе. Некоторые из самых влиятельных - это Тауматроп и Фенакистископ. Считается, что доктор Джон Айртон Пэрис изобрел Тауматропа в 1825 году. Это устройство было игрушкой простой конструкции, в которой использовалось постоянство зрения. Он представлял собой небольшую круглую доску с изображением на обеих сторонах. У оригинальной игрушки с одной стороны была птица, а с другой - клетка. Доска держалась сбоку двумя струнами, и при вращении казалось, что птица находится в клетке.

Фенакистископ был представлен в 1832 году Джозефом Антуаном Фердинандом Плато. Эта игрушка представляла собой диск с фиксированным центром, что позволяло ему свободно вращаться. На внешних краях диска были нанесены различные изображения, изображающие последовательное движение. Фотографии были расположены равномерно, и разрезы были вырезаны вместе с каждым. Игрушку держали между пользователем и зеркалом, и изображение просматривалось в зеркале. Постоянство зрения создавало иллюзию движения. Плато был первым, кто осознал, что между изображениями должен быть период отдыха для идеальной иллюзии, и определил, что 16 изображений в секунду было оптимальным числом. Другие изобретатели представили аналогичные устройства. В 1853 году барон фон Учатиус изобрел проекционный фенакистископ, добавив фонарь. Это был самый ранний известный кинофильм.

Одним из наиболее важных ранних устройств для создания движущихся изображений был Zoetrope, изобретенный Уильямом Джорджем Гомером в 1834 году. Это устройство представляло собой вращающийся барабан с прорезями на его боку. Полоска бумаги с изображениями была прикреплена к внутренней части, а верх барабана был открыт. Когда барабан вращался, казалось, что изображения движутся. Это была самая популярная из всех этих анимационных игрушек. У него было дополнительное преимущество, заключающееся в возможности изменять изображения, вставляя другую полоску бумаги с новыми изображениями. Следующим устройством, которое продвинуло технологию анимационных игрушек, был кинеограф, изобретенный в 1868 году. По сути, это был флипбук, в котором были рисунки или изображения последовательного движения. Когда страницы переворачивались, создавалась иллюзия движения.

В 1891 году Томас Эдисон представил механизированную версию зоотропа, которую он назвал кинетоскопом. Хотя в принципе он похож, но претерпел существенные изменения. Вместо того, чтобы перемещать устройство вручную, к устройству был прикреплен двигатель для автоматического перемещения. Кроме того, вместо простых бумажных изображений использовалась пленка с картинками. Пленка проходила мимо неподвижного источника света, который проецировал изображение на стену закрытой кабины. Когда выяснилось, что люди собираются смотреть эти движущиеся картинки, родилась новая индустрия. В 1895 году братья Люмьер, Огюст и Луи, представили кинематограф. Это устройство было камерой, которая могла делать снимки, преобразовывать их в пленку и проецировать изображение. В 1896 году они представили Vitascope, который был похож на кинетоскоп. Основное отличие заключалось в том, что изображение можно было проецировать на гораздо больший экран.

В течение двадцатого века конструкция кинопроекторов становилась все более сложной и изощренной. Катушки были добавлены, чтобы пленке было легче проходить мимо источника света. Продолжительность фильмов была значительно увеличена, и к 1920-м годам звук стал доступен. В 1930-е годы появились цветные фильмы. В 1960-х годах в отрасли произошла революция, когда появилась пластина, которая позволила показывать длинный фильм с помощью одного проектора. В 1970-х и 1980-х годах был разработан цифровой звук. Сегодня кинопроекторы гораздо более впечатляющие и функциональные, чем их более ранние аналоги, но основной принцип их работы остается прежним.

Дизайн

Кинопроекторы состоят из четырех основных секций, включая узел катушки, узел лампы, узел объектива и узел аудиосистемы.

Луи Жан Люмьер.

Огюст Мари Луи Люмьер родился 19 октября 1862 года в Безансоне, Франция. Его брат, Луи Жан, родился 5 октября 1864 года. В 1894 году они начали искать способы создания фильмов, расширяя идеи Томаса Эдисона. В 1889 году Эдисон создал кинетограф, в котором для съемки фильмов использовались полоски фотобумаги. Эдисон произвел кинетоскоп в 1893 году, позволяя одному человеку просматривать движущееся изображение. Целью Люмьер было улучшение идей Эдисона и создание фильмов для широкой аудитории.

Луи понял, что проблема проецирования заключается в создании непрерывного движения пленки. Он понял, что механизм «прижимной лапки» швейной машины может быть адаптирован для быстрого перемещения небольших участков пленки через объектив, позволяя на короткий период времени оставаться неподвижным для каждого кадра для экспонирования. Эта машина, Cinematograph, могла создавать негативы изображения на пленке, печатать позитивное изображение и проецировать результаты со скоростью 12 кадров в секунду.

Люмьер договорился обнародовать эти фильмы. 28 декабря 1895 года в Гранд-кафе в Париже состоялась первая публичная выставка проецируемых кинофильмов. Приближающийся поезд, выстреливший с фронтальной точки зрения, напугал публику, которая в панике пыталась сбежать; другие упали в обморок.

6 июня 1948 года Луи умер в Бандоле, Франция, в возрасте 83 лет. Огюст дожил до 91 года и умер в Лионе, Франция, 10 апреля 1954 года. Люмьер - это символы технологического творчества и роста. Их помнят за то, что они принесли технологии на более широкий рынок, и ценность этого заключается в их вкладе в киноиндустрию, которая стала популярной формой развлечения во всем мире.

Узел катушки

Основная цель узла катушки - продвигать пленку через проектор. Хотя движение кажется непрерывным, на самом деле после каждого кадра есть небольшая пауза. Это позволяет свету проходить через изображение и проецироваться на экран. Узел катушки состоит из всех частей, связанных с хранением и перемещением пленки. Диск, расположенный сбоку от проектора, состоит из четырех больших дисков диаметром около 5 футов (152 см), вертикально установленных друг на друга на расстоянии 1-2 футов (30-60,1 см) друг от друга. Каждый диск достаточно велик, чтобы вместить всю пленку. Так как для каждой секунды фильма требуется 24 кадра, двухчасовой фильм может иметь длину до 2 миль (3,2 км) в растянутом виде. Поэтому фильмы поставляются в кинотеатры на многочисленных барабанах, которые необходимо склеить вместе перед загрузкой на опорный диск.

Узел выдачи на стороне диска перемещает пленку от подающего диска через лампу и узел линзы и обратно к принимающему диску. По краям пленки есть небольшие отверстия, которые позволяют удерживать ее с помощью специальных шестерен, называемых звездочками. Электродвигатель вращает звездочки, благодаря которым пленка протягивается через устройство. Подпружиненные ролики, называемые камберами, обеспечивают натяжение, чтобы пленка не соскальзывала со звездочек. Прерывистые звездочки были разработаны, чтобы тянуть пленку по одному кадру за раз и останавливаться перед новым движением. Они рассчитаны на показ 24 кадра в секунду. Пленка также растягивается между двумя полосами, когда она проходит перед линзой, чтобы она была плотной и выровненной. В зависимости от конструкции проектора пленка проходит через систему декодирования звука, расположенную над или под объективом.

Лампа в сборе

В состав лампы входят все детали, связанные с освещением изображения на пленке. Ключевым элементом является источник света. В современных кинопроекторах используется ксеноновая лампа, потому что они ярко горят тысячи часов. Ксеноновая лампа состоит из кварцевой внешней оболочки, катода и анода. При подаче тока лампочка горит ярко и горячо. Колба расположена в центре параболического зеркала, установленного в фонаре. Зеркало фокусирует свет и отражает его на конденсор. Конденсор состоит из двух линз, которые фокусируют свет дальше и направляют его на основную линзу. Вся установка усиливает не только свет, но и тепло, поэтому пленка быстро тает, если ее внезапно перестать проходить через проектор. Большинство проекторов имеют систему охлаждения из-за тепла, выделяемого лампой.

Линза в сборе

Затем свет проходит через головку изображения и линзу. В начале этого раздела находится заслонка, представляющая собой небольшую пластину, которая вращается 24 раза в секунду. Его движение синхронизировано с продвигающейся пленкой, поэтому темные промежутки между кадрами не видны. Если бы шторка не была на месте, казалось бы, что пленка мерцает. Чтобы еще больше уменьшить мерцание, некоторые кинопроекторы имеют двойные створки. Затем свет проходит через небольшую металлическую рамку, называемую диафрагмой. Это гарантирует, что свет будет попадать только на ту часть пленки, на которой находится изображение, а не на отверстия звездочек.

Свет, проходящий через пленку, вызывает проецирование изображения. Основной объектив сначала фокусирует это изображение. На большинстве кинопроекторов линзы можно снимать и менять для разных фильмов. В основном доступны два типа линз:плоские и CinemaScope. Плоский объектив больше подходит для комедий и драм, а объектив CinemaScope предназначен для фильмов в жанре боевика. Плоские линзы обычно имеют длину 1,5–1,8 дюйма (37–45 мм), а линзы CinemaScope - 2,8–3,3 дюйма (70–85 мм). Некоторые кинопроекторы имеют систему револьверной головки, которая содержит несколько линз, которые можно автоматически перемещать на место по мере необходимости.

Аудио сборка

Аудиосистема - это часть проектора, которая воспроизводит звук фильма. Могут использоваться два типа технологий:оптическая или магнитная. Оптические системы самые распространенные. Они состоят из источника света и фотоэлемента. На одной стороне пленки фиксируется прозрачная линия. Линия различается по ширине в зависимости от частоты звука. Однако, когда он проходит мимо источника света, проходит различное количество света. Фотоэлемент, расположенный на стороне пленки напротив источника света, улавливает проходящий свет. Затем этот свет преобразуется в аудиосигнал, который затем усиливается перед отправкой на динамики. Магнитные системы имеют записывающую головку, которая находится в прямом контакте с пленкой. Затем различия в магнитном поле пленки преобразуются в звуковой сигнал. Магнитные звуковые системы используются не так часто, потому что у них есть недостатки, такие как легкость выхода из строя, более высокая стоимость и более короткий срок службы.

Сырье

При производстве кинопроектора используется множество сырьевых материалов. Алюминиевые сплавы и твердые пластмассы в основном используются для изготовления корпусов, звездочек, шестерен и других конструктивных элементов. В лампочке используется ксенон. Ксенон - это так называемый инертный газ, который создает огромное количество света при воздействии электрического тока. Кварц также используется для изготовления лампочек для кинопроекторов, потому что он лучше, чем стекло, сохраняет свою структуру при высоких температурах. Другие материалы, используемые в конструкции кинопроектора, включают резину, нержавеющую сталь и стекло.

Производственный
процесс

Основные компоненты кинопроектора, включая систему намотки, консоль проектора, устройство чтения аудиосигналов и линзы, производятся разными производителями и обычно собираются на месте в кинотеатрах.

Создание основного тела

• 1 Основной корпус кинопроектора представляет собой прямоугольную коробку, в которой находится фонарный столб, линзы, головка изображения и головка звука. Он сделан из стали, которая загружается на конвейерную ленту. Затем листы помещают в пресс-форму с желаемой формой корпуса. Затем отпускают гидравлический пресс. Пуансон заставляет стальной лист принимать форму матрицы. Затем корпус снимается и оснащается регулируемым основанием, которое можно изменять для изменения угла обзора.

Делаем изображение головы

Все эти части собираются отдельно, а затем собираются вместе.

• 2 Головка изображения - это область между лампой и линзой, через которую движется пленка. Его корпус сначала формируется из стали на штамповочном прессе, аналогичном производству корпуса.
• 3 Затем вручную привинчиваются несколько звездочек и роликовых опор над и под отверстием рамы. Под отверстием размещается прерывистая звездочка. Затем эта звездочка подключается к двигателю, что приводит к его запуску и остановке с частотой 24 кадра в секунду.
• 4 С другой стороны пленки, напротив апертуры, находится пленочный затвор, который обеспечивает давление, чтобы удерживать пленку на месте во время проецирования изображения. Пленочный затвор также формируется в процессе штамповки. За пленочными воротами находится створка затвора. Это небольшое металлическое устройство с лопастями наподобие вентилятора. Он вращается перед конденсаторами света с контролируемой скоростью. Он синхронизирован с движущейся пленкой, поэтому темные промежутки между кадрами не видны.
• 5 Револьверная головка размещена перед диафрагмой. Это вращающееся устройство, в которое помещаются линзы. Его можно перемещать, когда требуется другой объектив.
• 6 На одной стороне рамки фотоэлемента есть дверца, которую можно открыть для загрузки пленки. Затем отдельные части собираются, и вся графическая головка прикручивается к корпусу главного проектора.

Создание аудиоголовки

• 7 Аудиоголовка устроена так же, как и головка изображения. Он состоит из множества звездочек и пленочных роликов. На одной стороне пути пленки прикреплен источник света. Это устройство излучает свет определенной длины волны и интенсивности. С другой стороны пути прохождения пленки находится фотоэлемент, который определяет количество света, проходящего через пленку. Он подключается к серии усилителей, которые затем подключаются к акустическим системам кинотеатра. Аудиоголовка может располагаться над или под картинной головкой в ​​зависимости от конструкции кинопроектора. Как и головка изображения, он прикреплен к корпусу главного проектора болтами.

Изготовление светильника

• 8 Фонарь состоит из рамы и ксеноновой лампы. Производство ксеноновой лампы может быть трудным процессом. Поскольку эти лампы могут выделять огромное количество тепла, их внешний корпус сделан из кварца, а не из стекла. Сначала нагревают кварцевую трубку и продувают воздухом, чтобы придать форму колбе. Металлический катод прикреплен к одному концу, а анод - к другому. Воздух в кварцевой оболочке заменяется газом ксеноном, и вся установка герметизируется. Редкость ксенона и сложность конструкции делают эти лампы дорогими - от 700 до 2000 долларов каждая.
• 9 Затем лампу устанавливают в центре алюминиевого зеркала параболической формы. Затем эту сборку вручную прикрепляют к металлическому каркасу. На раме есть выхлопная труба и несколько вентиляторов, которые помогают отводить большое количество тепла, выделяемого лампой. Провода Кинопроектор. вручную припаиваются к аноду и катоду, которые затем подключаются к линии электропитания. Затем световая сборка помещается в верхнюю часть тела основного проектора. Внутри корпуса находятся конденсаторные линзы, которые помогают фокусировать и усиливать свет.

Изготовление линзы

• 10 линз изготовлены из стекла. Каждый кинопроекционный объектив состоит из нескольких небольших стеклянных линз, которые обладают различным эффектом увеличения. Для каждой компонентной линзы стекло сначала разрезается в соответствии со спецификациями производителя. Затем стекло помещается на сборочную линию, и рабочие полируют каждую деталь до необходимой толщины, а затем обрабатывают ее специальным антибликовым покрытием. Для одной системы линз можно использовать до семи компонентных линз.
• 11 Затем компоненты линз покрываются металлом и затем помещаются в оправу линз через определенные промежутки времени. Это высокоточный процесс, выполняемый специализированными специалистами, поскольку расстояние между стеклянными линзами сильно влияет на качество изображения. Внутренняя часть ствола покрыта темным неотражающим материалом. Затем линзы прикрепляются к корпусу проектора путем ввинчивания в револьверную головку.

Изготовление сборки катушки

• 12 Сборка катушки начинается с изготовления прочного металлического каркаса. Типичная рама состоит из высокой колонны с двумя перекладинами для ног. Каждый компонент помещается на конвейерную ленту и проходит под гидравлическим перфоратором. Этот пробойник оснащен острой пилой по металлу, которая срезает твердые стальные прутки нужного размера. Затем перекладины вручную привариваются перпендикулярно нижней части основной стойки. Они расположены так, чтобы между ними был угол около 45 градусов. Металлическая труба меньшего размера приваривается между опорами в их серединах, чтобы обеспечить более устойчивую конструкцию. Наконец, к нижней части стойки и опор привариваются металлические пластины с резиновыми днищами, чтобы гарантировать минимальное движение во время работы.
• 13 Отдельно собираются опорные рычаги и сопутствующие детали. К одному концу стального опорного рычага прикреплен металлический подшипник. Этот подшипник может свободно вращаться. В другом конце опорного кронштейна просверливается отверстие и через него устанавливается электродвигатель-редуктор. В конце мотора находится маленькое резиновое колесо, которое вращается. Движение этого колеса вызывает вращение диска, на котором движется пленка.
• 14 Затем через заданные интервалы к основной стойке прикрепляются узлы опорных рычагов. Плечи привариваются к металлической пластине, которая затем прикручивается болтами и крепится к стойке. В определенных точках на главной опоре прикреплены ролики, которые удерживают пленку и направляют ее в проектор и обратно. Датчики, которые контролируют скорость пластин, прикреплены болтами к стойке над каждым опорным рычагом, чтобы синхронизировать движение движущейся пленки. Электронные провода подводятся к блоку управления, расположенному на стыке ступни и основной стойки.
• 15 Затем пластины устанавливаются на опорные рычаги. Пластины изготовлены из легкого алюминиевого сплава. Их можно вырезать из толстых листов металла. Типичный размер составляет 5 футов (152 см) в диаметре и 0,5 дюйма (1,3 см) в толщину. У них круглый вырез посередине, который может вместить центральную часть. Это круглое устройство с роликами и натяжными планками, которое принимает входящую и исходящую пленку. Также прямо в центре диска просверливается отверстие, чтобы его можно было удерживать и перемещать с помощью подшипников на опорном рычаге.

Окончательная сборка

• 16 В кинотеатр доставлены пульт главного проектора и система намотки пленки. Они соединены электрическим кабелем, так что перемещают пленку строго контролируемым движением. Затем они готовы к загрузке пленки и показу фильма.

Контроль качества

На каждом этапе производственного процесса проводится проверка качества, чтобы убедиться, что кинопроектор исправен. Каждый производитель проводит свои собственные тесты, специально относящиеся к той части проектора, которую они производят. Эти испытания включают как визуальный осмотр, так и физические измерения. Например, производитель линз использует компьютеризированные лазерные штангенциркули для измерения толщины каждой изготовленной линзы. Производители ламп измеряют различные характеристики производимых ламп, такие как яркость, тепло и потребляемая мощность. Затем компоненты главного проектора собираются, и производители просматривают образец фильма, чтобы отрегулировать и настроить все движущиеся компоненты и определить, правильно ли работает устройство. Даже после того, как кинопроектор собирается в кинотеатре, технические специалисты постоянно проверяют и при необходимости регулируют детали.

Будущее

Будущее кинопроекторов кардинально изменится в ближайшие годы. Благодаря значительному прогрессу в области электронных носителей информации, фильмы нельзя использовать для показа фильмов. Фактически, некоторые компании работают над системой, с помощью которой фильмы производятся на жестких дисках компьютеров. Хранение фильмов таким образом обещает, что их распространение и демонстрация будет намного дешевле. Меньшее количество сотрудников сможет управлять кинотеатрами, и изображения в фильмах будут более четкими и четкими. В настоящее время кинотеатры не решаются принять новую технологию, но это лишь вопрос времени, когда компьютеризированные цифровые проекторы заменят проекторы для кинофильмов.

Где узнать больше

Книги

Барклай, С. Кинофильм:от фильма к цифровому. Focal Press, 1999.

Кейс, Д. Кинотехнологии в постпродакшне. Focal Press, 1997.

Другое

Бегнер, Рэй Ф. «Все, что вы хотели знать о ксеноновых лампах». Веб-страница ксеноновой лампы. Декабрь 2001 г. .

Бегнер, Рэй Ф. "Кинотехнология в постпродакшне". Веб-страница журнала Scientific American. 1998. декабрь 2001. .

Харриган. Кинопроекционный объектив. Патент США 6317268. 13 ноября 2001 г.

Перри Романовский