Книга: Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

§ 72 Как создать движущееся изображение

§ 72 Как создать движущееся изображение

Как вам уже известно, чёрно-белая фотография, получившая широкое распространение во второй половине XIX в., удовлетворила человечество не полностью. Одну из причин этой неудовлетворённости – отсутствие цвета – удалось окончательно решить в 30-х гг. XX в. Вторая же проблема заключалась в том, что фотографические изображения не могли передать движение, а значит, впечатление от сохранённого изображения было неполным. С этой проблемой удалось справиться даже значительно раньше, чем решить проблему цвета. Собственно говоря, и проблемы особой не было. С давних времён, ещё до новой эры, был известен стробоскоп – своего рода игрушка, позволяющая увидеть движущуюся картину. Если быстро перелистывать блокнот, нарисовав на уголках его страниц, например, человечка, постепенно поднимающего руки, то мы увидим, как блокнотный человечек реально будет двигать руками. Дело в том, что фоторецепторы являются довольно «медлительными» сенсорными клетками. Возбуждение в ответ на короткий световой раздражитель развивается в них 20–25 мс, а затем в течение такого же времени угасает. В течение всего этого времени (около 50 мс, 0,05 с) рецепторы не могут воспринять новое изображение. Поэтому, если зрительные стимулы меняются с частотой более 20 Гц (более 20 изображений в секунду), они начинают сливаться. Ответ на очередной стимул суммируется с ответами на предыдущий и последующий стимулы. В результате дискретный (мигающий) сигнал начинает восприниматься как непрерывный. Поэтому, если человеку показывать картинки, чуть-чуть отличающиеся друг от друга с интервалом не более 0,05 с, он не заметит пустоты между картинками и будет воспринимать их смену как непрерывное плавное движение.

Поскольку к моменту изобретения фотографии о стробоскопе знали все, то догадаться, как заставить фотографическое изображение двигаться, было не так уж трудно. Просто надо сделать много фотографий движущегося предмета подряд с большой частотой, а затем точно так же быстро показывать их одну за другой, вставляя между ними тёмный кадр, чтобы изображение не было смазанным. Идея была проста, но осуществить её оказалось непросто. Прежде всего требовалось, чтобы съёмка производилась быстро, а для этого нужна была гибкая плёнка с высокой чувствительностью. Такая плёнка появилась в 70-х гг. XIX в., но и после этого кинокамера была создана не сразу (рис. 244). Самую совершенную для того времени аппаратуру удалось сконструировать братьям Луи и Огюсту Люмьер.

Рис. 244. Одна из первых кинокамер

Они назвали своё устройство кинематографом (или синематографом) и стали демонстрировать фильмы широкой публике. Правда, в качестве фильмов выступали короткие эпизоды кинохроники, показ которой братья полагали целью своего изобретения. Первая публичная демонстрация состоялась в Париже в 1895 г.

Вскоре кинематографом заинтересовался директор одного из парижских театров Жорж Мельес, которому пришла в голову мысль снимать художественные фильмы по написанным сценариям и который стал одним из основоположников кино как особого вида искусства (рис. 245).

Рис. 245. Рекламная афиша одного из первых немых фильмов

Съёмка и проекция кинофильмов осуществляются по одному и тому же принципу. Во время съёмки на плёнку фиксируется одно мгновенное изображение (кадр), затем объектив перекрывается заслонкой, которая называется обтюратором, а за это время плёнка сдвигается на один кадр. Потом обтюратор открывается, и снимается следующий кадр. В современных кинокамерах съёмка производится со скоростью 24 кадра в секунду, так что один кадр снимается в течение ¹/₄₈ секунды и в течение такого же времени продолжается затемнение. Демонстрация кинофильма происходит по такому же принципу. Зритель в течение ¹/₄₈ секунды видит кадр, затем в течение ¹/₄₈ секунды экран становится тёмным, а потом обтюратор снова открывается и на экране возникает новый кадр. Такое быстрое чередование изображения и тёмного кадра человеком не воспринимается, и зрителю кажется, что он видит на экране реальное и плавное движение. Существует распространённое мнение, что если между кадрами кинофильма кое-где вставлять 25-й кадр, содержащий побуждение к какому-либо действию, например рекламу, то зритель станет «подсознательно» реагировать на его содержание и начнёт действовать соответственно. Это утверждение – не более чем интригующая легенда. При частоте проекции кинофильма, равной 24 кадра в секунду, лишний кадр будет заметен как нечто инородное. Содержания его никто не воспримет, так что убеждающее действие будет нулевым, зато постороннее мелькание будет вызывать раздражение, которое может отрицательно сказаться на людях с не очень устойчивой психикой. Что же касается использования 25-го кадра для зомбирования по телевидению, то эта точка зрения вообще не имеет смысла, так как техника телевизионной демонстрации принципиально отличается от техники показа фильмов на киноэкране.

И всё-таки даже в таком виде кино ещё не могло полноценно отражать реальный мир. Во-первых, оно пока оставалось чёрно-белым, а во-вторых, и это самое главное, оно было беззвучным. В течение долгого времени кино так и называли – «Великий немой». По поводу того, стоит ли заставить этого немого заговорить, существовали разные мнения. Против звукового кино выступали известные актёры, в том числе Чарли Чаплин. Они полагали, что появление звука в кино лишит его той выразительности мимики и движений актёров, которые и составляют главную особенность кино как вида искусства. Были проблемы и технического характера, в первую очередь синхронизация звука и изображения. Кроме того, в то время ещё не были изобретены усилители, достаточно мощные для того, чтобы звук был хорошо слышен в зрительном зале. Даже после того как эти трудности были разрешены, кинокомпании не решались на выпуск звуковых фильмов, опасаясь сильного удорожания их производства и потери иностранных рынков. В результате, хотя патент на звуковой кинематограф был получен в 1919 г., первый художественный звуковой фильм вышел на экраны только в 1922 г. Находящаяся на грани банкротства кинокомпания «Warner brothers» решилась на рискованный эксперимент.6 октября 1927 г. – день премьеры фильма «Певец джаза» – принято считать днём рождения звукового кино, потому что именно этот фильм имел особый успех у зрителей. После этого говорящее кино в самое короткое время завоевало широкую популярность. Первый советский звуковой фильм «Путёвка в жизнь» появился на широком экране в 1931 г.

Несмотря на многочисленные варианты звукозаписи в кино, её техника в общих чертах выглядела так. Сопровождающие показ фильма звуки (речь, музыка, шумы) с помощью микрофона преобразовывались в переменный электрический ток с частотой, повторяющей частоту и амплитуду звуковых колебаний. Этот ток заставлял синхронно колебаться источник света, а световые колебания фиксировали на киноплёнке и синхронизировали с кадрами изображения. При воспроизведении звука с помощью фотоэлемента считывали звуковую дорожку, преобразовывали её в колебания электрического тока, которые усиливались, обрабатывались с помощью фильтров и преобразовывались в звуковые колебания.

Приблизительно в тот же период, когда создавалось звуковое кино, предпринимались многочисленные попытки раскрасить картинку на экране, т. е. сделать кино цветным. Первый цветной фильм был выпущен ещё в 1911 г., но в нём использовалось только сочетание красного и зелёного цветов, а синий компонент ещё отсутствовал. Настоящий полнометражный и полноценно цветной фильм вышел в США в 1935 г., этот год и считается годом появления цветного кино. А уже в 1936 г. появился первый советский цветной фильм. Интересно, что ещё до появления настоящего цветного кино некоторые фильмы пытались раскрашивать вручную. Так, всемирно известный фильм «Броненосец «Потёмкин»», снятый в 1925 г., был, конечно, чёрно-белым. Но в эпизоде, когда над кораблём поднимают красный революционный флаг, этот флаг был действительно красным – его раскрасили на плёнке кисточкой вручную (рис. 246). Эффект, разумеется, был ошеломительным.

Рис. 246. Кадры из фильма «Броненосец «Потёмкин»»

С начала нашего века началась эпоха цифрового кино. Этот способ съёмки и демонстрации кинофильмов использует вместо киноплёнки цифровые устройства подобно тем, о которых мы говорили, изучая лазеры. Для съёмки фильмов используют специальные цифровые камеры, которые преобразуют изображение и звук в цифровой формат, в котором каждой точке изображения соответствует двоичное число (рис. 247). Полученный материал обрабатывают с помощью специальных программ на мощных компьютерах.

Рис. 247. Современная цифровая видеокамера

В дальнейшем демонстрацию кинофильмов лучше всего проводить на цифровом кинопроекторе, но в тех случаях, когда кинотеатры не оснащены таким оборудованием, можно перенести сделанное в цифровом формате изображение на обычную киноплёнку. По тому же принципу, но с менее совершенными техническими характеристиками работают и бытовые любительские цифровые видеокамеры.

1. Что такое стробоскоп?

2. Какая особенность зрительного анализатора человека позволила появиться кинематографу?

3. Когда и где состоялась первая публичная демонстрация кинофильма? Кто был его создателем? Знаете ли вы, какой сюжет кинохроники был показан первым?

4. Что такое обтюратор? Зачем он используется при съёмке и проекции фильмов?

5. Выделите и назовите основные этапы развития кинематографа.

1. Сделайте собственный «стробоскоп» из блокнота или толстой тетради.

2. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, подготовьте презентацию или сообщение на одну из тем: «История появления кинематографа», «Возможности современного кино», «3D-кино», «Кино в будущем».

3. Вместе с учителем и одноклассниками организуйте просмотр немого фильма начала XX в. Обсудите увиденный фильм. Сравните его с современными произведениями кинематографии. Какие критерии вы выбрали для сравнения? Есть ли параметры, по которым немой фильм превосходит современное искусство?