Кинематограф

Кинематограф.

Если глаз через достаточно малые промежутки времени воспринимает зрительные впечатления, соответствующие достаточно мало отличающимся друг от друга фазам какого-нибудь движения, то происходит своеобразный психофизиологический процесс: отдельные впечатления, соответствующие образам покоящегося предмета в различных фазах, сливаются в цельное и непрерывное впечатление, дающее полную иллюзию движущегося предмета. При этом нет надобности, чтобы зрительные объекты, соответствующие последовательным фазам движущегося предмета, моментально сменяли друг друга: между каждыми двумя фазами может протекать некоторый конечный (хотя достаточно малый) промежуток времени, в течение которого глаз погружается в темноту; этих промежутков тьмы глаз не ощутит, благодаря тому общеизвестному физиологическому факту, что зрительное ощущение предмета (при среднем освещении его) сохраняется еще около 1/20 секунды после того, как рассматриваемый предмет исчез из наших глаз. Все изложенное имеет место, например, всякий раз, как мы наблюдаем движущихся людей, лошадей, движущиеся экипажи и т. д. при освещении электрическими фонарями, питаемыми переменным током. Такие фонари горят не непрерывно, а зажигаются а гаснут много раз (обыкновенно около 100 раз) в секунду; поэтому при указанных условиях все движущиеся предметы наблюдаются ними также не непрерывно, а в отдельных фазах, отделенных друг от друга короткими промежутками темноты; однако это не мешает созданию цельного и непрерывного зрительного ощущения.

Рис.1

Из сказанного следует, что если мы на короткие промежутки времени будем помещать перед глазом наблюдателя ряд быстро меняющихся картин, изображающих последовательные, мало друг от друга отличающиеся фазы движущегося предмета (см. например, рис. 1, где изображены семь фаз движения шара, скатывающегося по наклонной плоскости), причем перемещение картин и смена их будут происходить или очень быстро, или в темноте, то наблюдатель получит впечатление естественного движения. Это осуществляется более или менее совершенным способом в ряде приборов. Простейшим из них (но не первым в  хронологическом смысле) является изобретенный в 1866 г. «кинематограф-книжка»: это маленькая книжка, на листках которой с одной стороны напечатаны картинки соответствующие отдельным фазам изображаемой сцены. Держа такую книжечку несколько изогнутой между большим и указательным пальцами и скользя ногтем большого пальца по краю листков, им быстро перелистаем ее. При этом каждая картинка находится перед глазом в течение короткого времени и сменяется другой; быстрая смена их вызывает впечатление движения.

Рис.2

Более совершенным аппаратом той же категории является мутаскоп, где листки расположены вокруг оси, число их больше и смена их производится при помощи простого механизма (рис. 2). Мутоскопы еще в настоящее время часто употребляются (в качестве автоматов). Наиболее же совершенным прибором этого рода в настоящее время является кинематограф (называвшийся раньше биоскоп), у которого одна из основных особенностей состоит в применении длинной лепты, на которую посредством моментальной фотографии воспроизведен ряд снимков движущегося предмета в различных фазах. Первый аппарат этого типа был построен в 1888 г. знаменитым физиологом Мареем; популярность же кинематографа началась с 1890-х годов, когда всемирно известная фирма братьев Люмьер в Лионе внесла  в его устройство ряд важных усовершенствований.

Кинематографические аппараты делятся на аппараты для съемки и аппараты для воспроизведения (только в простейших, любительских, конструкциях оба аппарата соединяются вместе). В дальнейшем описываются отдельные конструктивные элементы кинематографа.

Элемент, общий всем аппаратам, есть фильма. Это – длинная целлулоидная лента, покрытая фотографическим слоем, толщиной от 0,11 до 0,16 мм. Длина ленты нередко составляет не одну сотню метров.

Рис. 3

Каждая картинка занимает на ленте прямоугольное пространство в 18 миллиметров высотой и 24 мм  шириной, причем картинки располагаются одна над другой. Вся ширина ленты составляет 35 мм; на ее полях, с каждой стороны ряда картин, имеется по одному ряду равномерно распределенных дырочек (по 4 дырочки с каждой стороны одной картины). Благодаря такой одинаковости размеров, всякая фильма годится для всех аппаратов.

Главную часть механизма кинематографа составляет приспособление для движения ленты. По характеру этого приспособления можно разделить все кинематографические аппараты на 2 группы: с прерывистым и с непрерывным движением ленты. Огромное большинство употребляемых в настоящее время аппаратов принадлежит к первому типу, причем чаще всего прерывистое передвижение ленты осуществляется с помощью приспособления, называемого «мальтийским крестом» (рис. 3). Зубцы, двумя рядами сидящие по краям барабана W, проникают в дырочки фильмы и заставляют ленту двигаться, когда движется барабан и останавливаться, когда он останавливается. К барабану прикреплено колесо S, имеющее форму мальтийского креста. Непосредственно ниже S находится другое колесо, состоящее из двух соединенных дисков А и В; на диске В сидит штифт Е; диск А имеет в этом месте серпообразный вырез. Пусть колесо АВ вращается слева направо; пока штифт Е не дошел до мальтийского креста, последний находится в покое; но как скоро Е попадет в щель между двумя лопастями креста, последний, вместе с барабаном W, делает четверть оборота (справа налево), причем вырез в А дает возможность свободно осуществиться атому повороту. Если окружность барабана равна высоте четырех картин, то при каждой четверти оборота лента будет передвигаться скачком на одну картинку. Легко понять, что мальтийский крест вместе с колесом АВ представляют не что иное, как своеобразную систему зубчатых колес. Употребительны также другие приспособления, производящие такое же прерывистое перемещение лепты.

Рис. 4

У проекционного кинематографического аппарата (служащего для получения движущихся картин на экране) надо различать следующие части: 1) оптическую часть, сходную с оптической частью проекционного фонаря; схема ее изображена па рис. 4: здесь L есть сильный источник света (обыкновенно положительный уголь  вольтовой дуги); С — конденсор, т. е. система линз, освещающая фильму F; О — объектив, дающий увеличенное изображение картины F на экране: 2) механизм, движущий ленту F (о нем было сказано выше); он должен действовать так, чтобы каждая картинка ленты, быстро попадая в картинную плоскость объектива, оставалась здесь на несколько мгновений в покое: 3) диафрагму, состоящую из нескольких непрозрачных секторов: она, вращаясь перед объективом; преграждает путь выходящим из него лучам всякий раз, как происходит смена одной картины другой. Таким образом, во время этой смены экран находится в темноте. Кроме сектора, служащего для этой цели, имеются еще другие, более узкие, которые проходят перед объективом в то время, когда фильма находится в покое: практика показала, что при этих условиях лучше устраняется мигание, т. е. достигается необходимая иллюзия непрерывного движения; 4) экран, на который пролагаются изображения, рассматриваемые зрителями.

Рис.5

Общий вид проекционного кинематографического аппарата (за исключением осветительного приспособления и экрана) дан на рис. 5. Здесь изображена внутренняя сторона аппарата (т. е. та, на которую падает свет из источника). Вращение механизма производится или рукой, при помощи рукоятки К или особым маленьким мотором, посредством шкива S. Объектив О устанавливается при помощи зубчатки Т,  перед ним вращается диафрагма В. Лента сматывается барабаном V с катушки, находящейся наверху (не изображенной на рисунке); проходит через окошечко F, освещаясь здесь лучами светового источника; далее в ее движении участвует барабан Т₁, который сообщает ей описанное выше прерывистое перемещение, благодаря действию мальтийского креста М (в левой части рисунка): наконец барабан К уводит ее к катушке, на которую она снова наматывается. Кроме того, надо упомянуть еще приспособление, предохраняющее ленту от воспламенения. Если бы лучи светового источника напали более продолжительное время на часть ленты, находящуюся в покое внутри окошечка (как это могло бы случиться, если бы механизм остановился), то вследствие легкой воспламеняемости целлулоида лента загорелась бы. Поэтому окошечко F захлопывается особой заслонкой С всякий раз, как останавливается механизм; это производится автоматически, действием изображенного на рисунке центробежного регулятора.

Аппараты, служащие для съемки, представляют собой соединение фотографической камеры с механизмом, служащим для движения лепты. Так как кинематографические снимки делаются моментально, то объектив должен быть очень светосильным (обыкновенно 1:5 или 1:4,5). В течение секунды обыкновенно делается 15—20 снимков; и понятно, что для верного воспроизведения снятой сцены такое же количество картин и то же самое время должно проходить чрез окошечко проекционного аппарата. Лента в 200 метров длины умещает на себе около 10 000 снимков; считая по 20 снимков за секунду, получим, что лента указанной длины может служить для снятия сцепы, длящейся от 8 до 9 минут. Обработка сделанных снимков проходит через те же стадии, как и получение обыкновенных фотографических негативов; только вследствие огромной длины кинематографической лепты, проявление ее, фиксирование, промывка и просушка производится при помощи больших рам или огромных барабанов, на которые она наматывается. Печатание позитивных копий производится при помощи механизма, подобного механизму съемочного аппарата: негативная лента накладывается на ленту, служащую для изготовления позитива, а вместе с ней пропускается мимо окошечка, освещаемого лучами света. Дальнейшая обработка позитивов тождественна с обработкой негативов.

Применения кинематографа. 1) Одно из возможных применении кинематографа в настоящее время далеко опередило все другие его степени своей распространенности. Это — применение его, как средства развлечения. Под именем «электрического театра», или «кинемо-театра» кинематограф сделался серьезным конкурентом обычному театру, от которого он отвлекает значительное количество публики. Этим, например, объясняется, что семь главных театров-варьете, или так называемых мюзик-холлов, в Лондоне дали за сезон 1911—1912 г., на 30 000 руб. меньше дохода, чем в предшествующий сезон, а место мелких театров и мюзик-холлов в лондонских предместьях закрылись или превратились и электротеатры. Сравнительная дешевизна платы за посещение кинематографических представлений, отсутствие строго определенного часа для начала и конца представления, непродолжительность его, а в  особенности возможность крайнего разнообразия в экспонируемых сюжетах — все эти обстоятельства привлекали и привлекают к «электро-театру» огромные массы публики из самих разнообразных общественных слоев (между прочим, из таких, для которых раньше театральные зрелища вообще не существовали). Это обстоятельство, конечно, в свою очередь стимулирует дальнейший быстрый прогресс кинематографической промышленности. Вначале предметами кинематографических фильмов были сцены, носившие самый несложный характер, как например: женщина, моющая ребенка; купающиеся дети: приход поезда на станцию. В настоящее время на экране передаются сцены чрезвычайной сложности, требующие огромных затрат со стороны «фильмовых компаний». Ставятся длинные пьесы с полной исторической точностью, причем во многих случаях действие разыгрывается актерами в тех самых местах, где оно в действительности происходило; для сценического воспроизведения употребляются огромные массы тщательно обученных людей. Так, одной французской фирме понадобилось участие 2500 человек для постановки исторической пьесы «Осада Кале»; одна американская компания истратила 200 000 рублей на постановку трагедии, изображающей жизнь Иисуса Христа, под названием «От яслей до креста»; в этой пьесе, поставленной в Палестине, 60 актеров были заняты в течение нескольких месяцев. Цифрам, характеризующим затраты фильмовых компании, соответствуют, по своей грандиозности, цифры, характеризующие посещаемость «электрических театров». Особенно велики они для Соединенных Штатов. Здесь каждое селение имеет свой театрик; на всей территории Штатов ежедневно посещают представления более чем 5 миллионов человек; ежегодная выручка электро-театров составляет четверть миллиарда рублей. Менее развито кинематографическое дело в Великобритании. Однако и здесь в 1912 г. существовало более 4030 электрических театров, причем более 400 из них — в одном только Лондоне; каждый из этих театров ежедневно показывает от 5 до 6 тысяч футов фильмы, следовательно, в общем в них ежедневно проходило перед экраном более 20 миллионов футов лент. А так как лента выдерживает только 6 недель постоянного употребления:  то, следовательно, каждую неделю выходило из обращения более 3 миллионов футов ленты, заменяясь таким же количеством новой. Производство кинематографических фильмов всего более развито во Франции: затем по порядку идут: Соединенные Штаты, Италия, Великобритания и Германия.  К сожалению, содержание большинства кинематографических предприятий далеко не выдерживает критики с  точки зрения социально-психической гигиены. Чаще всего на экране воспроизводятся слезливые мелодрамы, чередуясь с грубыми фарсами; в некоторых крупных центрах уровень содержания демонстрируемых сцен обнаруживает за последние годы даже некоторое понижение. Невысокий уровень кинематографических представлений объясняется отчасти тем, что до последнего времени в культурных слоях общества было распространено пренебрежительное отношение к кинематографам и к актерам, работающим для них. Однако теперь в этом отношении замечается поворот. Знаменитейшие актеры, как Сара Бернар или Бирбом Три, не считают теперь уроном своего достоинства выступление пред кинематографической камерой.

2) Кинематограф является превосходным вспомогательным средством при обучении. Дети несравненно более заинтересовываются вещами, чем понятиями; уроки по географии, истории, природоведению, иллюстрируемые кинематографом, возбуждают гораздо более внимания и интереса, и проходят значительно продуктивнее, чем занятия по чисто-книжному методу. К сожалению, легкая воспламеняемость современных кинематографических лепт и связанная с этим пожарная опасность ставят серьезные препятствия распространению кинематографа в школе.

3) Кинематограф может служить для получения исторических документов, ярко характеризующих внешний облик замечательных личностей; в государственных архивах Парижа, Лондона, Копенгагена уже имеются ленты подобного содержания.

4) Кинематограф во многих случаях является незаменимым средством научного исследования. Он дает возможность рассматривать отдельные фазы процессов, протекающих слишком быстро для того, чтобы можно было их научить с помощью обычных средств. Таким образом, лейпцигский физиолог Фишер исследовал процесс ходьбы у человека; Демени (сотрудник Марея) наследовал изменение положений рта во время речи. Исследовали даже движение внутренних органов (применяя рентгенографию): например, движения сердца, желудка, а также процесс дыхания. Однако для процессов чересчур быстрых (как, например, полет насекомого, движете пули сквозь какой-нибудь предмет) обыкновенный кинематограф с его 20—30-ю снимками в секунду является чересчур грубым аппаратом; здесь применяются другие приборы (с непрерывным движением фильмы), которые дают возможность делать снимки через каждую 1/2000 и даже 1/5000 секунды. Но и процессы слишком медленные (например, рост растения) приобретают особую наглядность, если к изучению их применить кинематограф: можно, снабдив часовым механизмом обыкновенный кинематографический аппарат для съемки, автоматически произвести через определенные промежутки времени ряд снимков, например, с распускающегося цветка; эти снимки, будучи пропущены потом через обыкновенный проекционный аппарат, воспроизводят явление, так сказать, в сильно ускоренном масштабе.   Особенно замечательны результаты соединения кинематографического аппарата с микроскопом и ультрамикроскопом. Имеются кинематографические снимки различных микроорганизмов, например, возбудителей сонной болезни — тринапозом, возбудителей сифилиса — спирохет, снимки, изображающие борьбу белых кровяных шариков с бактериями, также снимки мельчайших зернышек, совершающих т. н., брауновы движения (см.).

Усовершенствование кинематографа идет в настоящее время в нескольких направлениях. 1) Легко воспламеняющуюся и поэтому чрезвычайно опасную целлулоидную лепту (которая, как известно, уже не раз становилась причиной пожара кинемо-театра) стремятся замесить лентой из невоспламеняющегося материала. Однако, сделанные в этом направлении попытки еще не увенчались успехом: изготовляемые в настоящее время безопасные ленты являются недостаточно прозрачными и слишком хрупкими. Таким образом, вопрос еще ждет своего решения. 2) Прерывистое движение ленты стремятся замелить движением непрерывным: преимущества этой второй системы заключаются, между прочим, в полном устранении мигания и в значительно лучшей сохранности лент. Но, конечно, при этом должно быть применено то или иное оптическое приспособление, которым достигалась бы на определенную долю секунды неподвижность изображения на экране. Таким приспособлением может быть или объектив, совершающий колебательное движение по направлению, параллельному движению фильмы (система, наименее совершенная); или же можно воспользоваться целой совокупностью объективов (например, 15-ью), которые посажены по окружности вращающегося диска; эти объективы вступают в действие один за другим, причем каждый находится в действии в течение того промежутка времени, когда он, описывая небольшую дугу окружности, движется почти параллельно с лентой (в том же направлении и с той же скоростью, как она); это — система американца Дженкинса.  Можно также пользоваться неподвижным объективом, но для компенсации движения ленты употребить движущиеся линзы, призмы, пластинки или зеркала. Впрочем, употребительные аппараты с непрерывным движением ленты еще слишком дороги, а потому мало распространены. 3) Стремятся осуществить кинематографические снимки в натуральных цветах. Попятно, что полное достижение этой цели представится возможным не раньше, чем будет вполне удовлетворительно решен вопрос о цветной фотографии; до тех пор все попытки цветной кинематографии являются только предварительными. Сначала пробовали раскрашивать снимки на лентах от руки; но ручная раскраска множества мелких изображений является делом весьма трудным; она должна производиться для каждого экземпляра ленты отдельно; поэтому раскрашивания ленты выходят слишком дорогими, а производимый ими эффект все же оказывается довольно грубым. Чтобы сделать возможным механическое копирование лент, пригодных для проекций в красках, прибегли к использованию известного «трехцветного» способа цветной фотографии, сущность которого заключается в соединении трех картин (красной, зеленой и голубой), получаемых посредством фотографирования, при помощи соответствующих светофильтров, на препаратах, чувствительных по отношению к каждому из этих цветов. В системе, изобретенной английским инженером Фриз-Грином, это осуществляется таким образом. Съемка на светочувствительной ленте производится через налагающуюся на нее и движущуюся вместе с  ней ленту-светофильтр. Эта последняя лента разделена на участки, каждый ив которых имеет размеры, соответствующие одному кинематографическому снимку. Участки эти окрашены поочередно в красный, зеленый и голубой цвета. Если теперь с полученной негативной ленты приготовить позитив, накладывать на него тот же светофильтр так, чтобы красный участок светофильтра приходился как раз против снимка, полученного через этот красный участок, и т. д., и пропускать обе сложенные таким образом ленты через обычный проекционный аппарат, то на экране будут быстро сменять друг друга изображения в красном, зеленом и голубом цвете; сливаясь благодаря психофизиологическому процессу, эти изображения дадут зрителю впечатление картины в естественных цветах. Иначе осуществляется цветная кинематография в системе известного французского изобретателя Гомона. Здесь нет ленты, служащей светофильтром; вместо нее аппарат снабжается тремя объективами, из которых каждый имеет свой неподвижный светофильтр; съемка производится в одно и то же время через все три объектива, на трех соседних участках негативной ленты. При замене негативной ленты позитивной, через те же три объектива на экране отбрасываются сразу три цветных изображения, дающих в сумме ощущение естественной окраски. Эта система прекрасно достигает своей цели, но зато она сильно удорожает производство и демонстрацию: для нее требуется более сложный аппарат, и число снимков на лете должно быть в три раза больше обыкновенного; а так как здесь при проекции заменяется не один снимок другим, а целая группа из трех снимков — другой такой же группой, то скорость движения ленты должна быть в три раза больше обычной: от этого лента скоро портится. Для ослабления этого крупного неудобства Гомону пришлось уменьшить на одну треть высоту каждого отдельного снимка.

Новейшее изобретение в области цветной кинематографии представляет собой аппарат «Kinemacolor»; сущность его состоит в применения «двухцветной» фотографии вместо «трехцветной»; основными цветами является красно-оранжевый и зелено-голубой, дополнительные по отношению друг   к другу; при проектировании на экране сменяются поочередно картины того и другого цвета. 4) Более легко решается задача о достижении стереоскопического эффекта при кинематографической проекции; однако широкому распространению соответствующих способов проекции мешает то обстоятельство, что для рассматривания проектируемых картин здесь почти всегда необходим особый инструмент. Так, например, можно проектировать два изображения, представляющие предмет с точки зрения правого и левого глаза, рядом друг с другом на экране, и рассматривать их с помощью особых очков, состоящих ив 4 зеркал; этими очками достигается слияние обеих картин в одну. Своеобразное видоизменение обычного стереоскопического метода осуществлено упомянутым уже Фриз-Грином, который соединил его с трехцветным способом. Здесь употребляются два тождественные аппарата, поставленные рядом, так что расстояние между их объективами приблизительно соответствует расстоянию между глазами. При демонстрации позади каждого объектива проносится по соответствующей ему ленте, причем в каждый момент на экран падает изображение только от одного снимка, принадлежащего поочередно, то левой, то правой ленте. Таким образом, здесь стереоскопический принцип выдержан не вполне: тому и другому глазу поочередно представляются картины, сделанные с точки зрения, как левого, так и правого глаза. Любопытно, что благодаря особенностям системы Фриз-Грина является устраненным столь неприятное мигание. 5) Наконец, соединяют кинематограф с фонографом или граммофоном, осуществляя таким образом слуховую иллюзию параллельно с зрительной. Для правильного действия подобной системы (вообще называемой биофоном) необходимо, чтобы фазы, воспринимаемые зрительским ощущением, и фазы, воспринимаемые ощущением слуховым, совпадали при воспроизведении так же точно, как они совпадают в действительности. Между тем осуществление такого совпадения во времени представляет значительные технические трудности, тем более, что при демонстрации кинематограф и фонограф должны находиться в совершенно различных частях зрительной залы; первый позади залы, а  второй — впереди, близ экрана. Преодолеть эти затруднения удалось Гомону в его «хронофоне». Здесь кинематограф и граммофон (очень громкий) приводятся в действие двумя электрическими двигателями, питаемыми одним и тем же током и работающими совершенно синхронно, причем, конечно, при пуске всего аппарата в  ход игла граммофона должна находиться в строго определенном месте пластинки, соответствующем начальной фазе кинематографической проекции. На случаи, если бы синхронизм почему-нибудь стал расстраиваться, Гомон снабжает свои хронофон особым приспособлением, позволяющим ускорить или замедлить движение ленты и таким образом восстановить нарушившуюся синхронизацию. Другая система, преследующая те же цели, изобретена Эдисоном и получила название «кинетофона».

Литература. Lehmann, «Die Klnematographie, ihre Grundlogen und Anwendangen» (Teubner); Marbe, «Theorie der kinematographischen Projektionen»; Lobel. «La technique cinématographlque» (1912).

А. Бачинский.