Filmprojector

Geschiedenis

De inspiratie voor de ontwikkeling van films en projectoren kan worden herleid tot verschillende bronnen, waaronder theaters, circussen en goochelshows. Een andere belangrijke factor was het begrip van het fenomeen van persistentie van het gezichtsvermogen. Hoewel het proces al honderden jaren bekend was, kreeg het pas in het begin van de negentiende eeuw toen Roget de onderliggende theorie in een artikel introduceerde, de belangstelling van de bevolking. Kort gezegd, persistentie van het gezichtsvermogen is het fenomeen waarbij de hersenen een beeld vasthouden dat door de ogen wordt waargenomen, iets langer dan het daadwerkelijk wordt gezien. Films maken gebruik van de persistentie van het gezichtsvermogen om de illusie van beweging te creëren. Wanneer opeenvolgende stilstaande beelden worden bekeken, "verbinden" de hersenen het beeld en lijken ze te bewegen.

Tijdens het begin van de 19e eeuw werden honderden nieuwe apparaten op basis van dit principe geïntroduceerd. Enkele van de meest invloedrijke zijn de Thaumatrope en de Phenakistiscope. Dr. John Ayrton Paris wordt algemeen beschouwd als de uitvinder van de Thaumatrope in 1825. Dit apparaat was speelgoed met een eenvoudig ontwerp dat profiteerde van het vasthouden van het gezichtsvermogen. Het bestond uit een klein rond bord met aan beide zijden een afbeelding. Het originele speelgoed had aan de ene kant een vogel en aan de andere kant een kooi. Het bord werd aan de zijkant vastgehouden door twee touwtjes en bij het draaien leek het alsof de vogel in de kooi zat.

De Phenakistiscoop werd in 1832 geïntroduceerd door Joseph Antoine Ferdinand Plateau. Dit speelgoed was een schijf met een vast midden waardoor het vrij kon worden rondgedraaid. Op de buitenranden van de schijf werden verschillende afbeeldingen getekend die opeenvolgende bewegingen uitbeelden. De foto's waren gelijkmatig verdeeld en spleten werden in samenhang met elk gesneden. Het speelgoed werd tussen de gebruiker en een spiegel gehouden en de beelden werden door de spiegel weerspiegeld. De persistentie van visie creëerde de illusie van beweging. Plateau realiseerde zich als eerste dat er een rustperiode tussen de beelden moest zijn voor een perfecte illusie en stelde vast dat 16 beelden per seconde het optimale aantal was. Andere uitvinders introduceerden soortgelijke apparaten. In 1853 vond Baron von Uchatius een uitstekende Phenakistiscoop uit door een lantaarn toe te voegen. Dit was het vroegst bekende bewegende beeld.

Een van de belangrijkste apparaten voor vroege bewegende beelden was de zoötrope die in 1834 werd uitgevonden door William George Homer. Dit apparaat was een roterende trommel met sleuven in de zijkant. Een strook papier, die de afbeeldingen bevatte, was aan de binnenkant bevestigd en de bovenkant van de trommel was open. Toen de trommel werd rondgedraaid, leken de beelden te bewegen. Dit was veruit het meest populaire van al deze animatiespeeltjes. Het had het extra voordeel dat de afbeeldingen konden worden gewijzigd door een andere strook papier met nieuwe afbeeldingen in te voegen. Het volgende apparaat dat de technologie van animatiespeelgoed vooruitbracht, was de kineograaf, uitgevonden in 1868. Dit was in wezen een flipbook met tekeningen of afbeeldingen van opeenvolgende bewegingen. Toen de pagina's werden omgeslagen, ontstond de illusie van beweging.

In 1891 introduceerde Thomas Edison een gemechaniseerde versie van de zoötroop die hij de kinetoscoop noemde. Hoewel het in principe vergelijkbaar was, had het belangrijke veranderingen. In plaats van met de hand te worden verplaatst, had het apparaat een motor die was bevestigd voor geautomatiseerde beweging. Ook gebruikte het in plaats van eenvoudige papieren afbeeldingen een film met afbeeldingen erop. De film werd langs een vaste lichtbron bewogen die een beeld projecteerde op de wand van een gesloten cabine. Toen bleek dat mensen zouden samenkomen om deze bewegende beelden te bekijken, was een nieuwe industrie geboren. In 1895 introduceerden de gebroeders Lumiére, Auguste en Louis, de Cinematograph. Dit apparaat was een camera die foto's kon maken, deze tot film kon verwerken en het beeld kon projecteren. In 1896 introduceerden ze de Vitascope, die vergelijkbaar was met de Kinetoscope. Het belangrijkste verschil was dat het beeld op een veel groter scherm kon worden geprojecteerd.

In de loop van de twintigste eeuw werd het ontwerp van filmprojectoren ingewikkelder en geavanceerder. Er werden spoelen toegevoegd om het voor film gemakkelijker te maken om langs de lichtbron te bewegen. De lengte van films werd aanzienlijk vergroot en tegen de jaren twintig was er geluid beschikbaar. In de jaren dertig werden kleurenfilms geïntroduceerd. De industrie zorgde in de jaren zestig voor een revolutie door de introductie van de schotel die het mogelijk maakte om een ​​lange film te vertonen met een enkele projector. In de jaren 70 en 80 werd digitaal geluid ontwikkeld. Tegenwoordig zijn filmprojectoren veel indrukwekkender en functioneler dan de vroege tegenhangers, maar het basisprincipe waarmee ze werken blijft hetzelfde.

Ontwerp

Filmprojectoren bestaan ​​uit vier hoofdsecties, waaronder de spoelconstructie, de lampconstructie, de lensconstructie en de audioconstructie.

Louis Jean Lumiére.

Auguste Marie Louis Lumiére werd geboren op 19 oktober 1862 in Besançon, Frankrijk. Zijn broer, Louis Jean, werd geboren op 5 oktober 1864. In 1894 gingen ze op zoek naar manieren om films te projecteren, voortbouwend op de ideeën van Thomas Edison. In 1889 creëerde Edison de kinetograaf, die stroken fotopapier gebruikte om films te maken. Edison produceerde de kinetoscoop in 1893, waardoor een enkele persoon een bewegend beeld kon bekijken. Het doel van de Lumiéres was om Edisons ideeën te verbeteren en speelfilms te projecteren voor een groter publiek.

Louis realiseerde zich dat het probleem van projectie het creëren van continue beweging van de film was. Hij realiseerde zich dat het "naaivoet"-mechanisme van een naaimachine kan worden aangepast om kleine delen van de film snel over de lens te verplaatsen, waardoor elk frame een korte tijd stilstaat voor belichting. Deze machine, de Cinematograph, kon de negatieven van een afbeelding op film maken, een positieve afbeelding afdrukken en de resultaten projecteren met een snelheid van 12 frames per seconde.

De Lumières zorgden ervoor dat deze films aan het publiek werden getoond. Op 28 december 1895 hield het Grand Café in Parijs de eerste openbare show van geprojecteerde bewegende beelden. Een naderend schot vanuit een frontaal perspectief joeg mensen in het publiek angst aan, die in paniek probeerden te ontsnappen; anderen vielen flauw.

Op 6 juni 1948 stierf Louis op 83-jarige leeftijd in Bandol, Frankrijk. Auguste werd 91 en stierf in Lyon, Frankrijk, op 10 april 1954. De Lumiéres zijn symbolen van technologische creativiteit en groei. Ze worden herinnerd omdat ze technologie naar een bredere markt hebben gebracht, een waarde die wordt gezien in hun bijdragen aan de filmindustrie, die over de hele wereld een populaire vorm van entertainment is geworden.

Spoelassemblage

Het primaire doel van de spoelconstructie is om de film door de projector te verplaatsen. Hoewel de beweging continu lijkt, is er eigenlijk een kleine pauze na elk frame. Hierdoor kan licht door het beeld worden geleid en op het scherm worden geprojecteerd. Het spoelsamenstel bestaat uit alle onderdelen die verband houden met het opslaan en verplaatsen van de film. De schotel, die zich aan de zijkant van de projector bevindt, bestaat uit maximaal vier grote schijven met een diameter van ongeveer 152 cm (5 ft) die verticaal op een onderlinge afstand van 30 tot 60,1 cm zijn gestapeld. Elke schijf is groot genoeg om de lengte van een hele film te bevatten. Aangezien voor elke seconde film 24 frames nodig zijn, kan een film van twee uur, uitgerekt, wel 3,2 km lang zijn. Daarom worden films op talrijke rollen aan bioscopen geleverd die aan elkaar moeten worden gesplitst voordat ze op de schotel worden geladen.

Een uitbetalingseenheid aan de zijkant van de schotel verplaatst de film van de invoerschijf door de lamp en lenseenheid en terug naar de ontvangende schijf. De film heeft kleine gaatjes aan de randen waardoor deze kan worden vastgehouden door gespecialiseerde tandwielen die tandwielen worden genoemd. Een elektromotor draait de tandwielen die ervoor zorgen dat de folie door het apparaat wordt getrokken. Veerbelaste rollen, cambers genaamd, zorgen voor spanning om te voorkomen dat de film uit de tandwielen glijdt. Er zijn intermitterende tandwielen ontwikkeld om de film frame voor frame te trekken en te pauzeren voordat hij weer beweegt. Ze zijn getimed om 24 frames per seconde weer te geven. De film wordt ook tussen twee staven uitgerekt terwijl deze voor de lens passeert om hem strak en uitgelijnd te houden. Afhankelijk van het ontwerp van de projector wordt de film door een geluidsdecoderingssysteem geleid dat zich boven of onder de lens bevindt.

Lampmontage

Het lampsamenstel omvat alle onderdelen die verband houden met het verlichten van het beeld op de film. Het belangrijkste element is de lichtbron. Moderne filmprojectoren gebruiken een xenonlamp omdat ze duizenden uren helder branden. Een xenonlamp is geconstrueerd met een buitenste schil van kwarts, een kathode en een anode. Wanneer stroom wordt toegepast, brandt de lamp helder en heet. De lamp bevindt zich in het midden van een parabolische spiegel die in het lamphuis is gemonteerd. De spiegel focust het licht en reflecteert het op de condensor. De condensor bestaat uit twee lenzen die het licht verder focussen en naar de hoofdlensassemblage leiden. De hele opstelling intensiveert niet alleen het licht, maar ook de warmte, waardoor film snel smelt als deze plotseling niet meer door de projector beweegt. De meeste projectoren hebben een koelsysteem vanwege de warmte die door de lamp wordt gegenereerd.

Lensmontage

Het licht wordt vervolgens door de beeldkop en lenseenheid geleid. Aan het begin van dit gedeelte bevindt zich de sluiter, een klein plaatje dat 24 keer per seconde draait. De beweging is gesynchroniseerd met de voortschrijdende film, zodat donkere ruimtes tussen de frames niet worden gezien. Als de sluiter niet op zijn plaats zat, zou de film lijken te flikkeren. Om flikkeringen verder te verminderen, zijn sommige filmprojectoren ontworpen met dubbele luiken. Het licht wordt vervolgens door een klein metalen frame geleid dat de opening wordt genoemd. Dit zorgt ervoor dat er alleen licht schijnt op het deel van de film met het beeld en niet op de sprocketgaatjes.

Licht dat door de film gaat, zorgt ervoor dat het beeld wordt geprojecteerd. De hoofdlens stelt dit beeld eerst scherp. Op de meeste filmprojectoren kunnen lenzen worden verwijderd en verwisseld voor verschillende films. Er zijn hoofdzakelijk twee soorten lenzen beschikbaar:vlak en CinemaScope. Een platte lens is meer geschikt voor komedies en drama's, terwijl een CinemaScope-lens is ontworpen voor actiefilms. Platte lenzen zijn doorgaans tussen de 1,5-1,8 inch (37-45 mm) lang, terwijl CinemaScope-lenzen 2,8-3,3 inch (70-85 mm) lang zijn. Sommige filmprojectoren hebben een revolversysteem dat meerdere lenzen bevat die indien nodig automatisch op hun plaats kunnen worden verplaatst.

Audiomontage

De audio-assemblage is het onderdeel van de projector dat de film geluid geeft. Er kunnen twee soorten technologieën worden gebruikt:optisch of magnetisch. Optische systemen zijn de meest voorkomende. Ze bestaan ​​uit een lichtbron en een fotocel. Aan één kant van de film is een transparante lijn opgenomen. De lijn varieert in breedte afhankelijk van de frequentie van het geluid. Terwijl het langs de lichtbron gaat, worden er echter verschillende hoeveelheden licht doorgelaten. Een fotocel die zich aan de kant van de film tegenover de lichtbron bevindt, vangt het doorgelaten licht op. Dit licht wordt vervolgens omgezet in een audiosignaal dat vervolgens wordt versterkt voordat het naar de luidsprekers wordt gestuurd. Magnetische systemen hebben een recorderkop die in direct contact staat met de film. De verschillen in het magnetische veld op de film worden vervolgens omgezet in het audiosignaal. Magnetische geluidssystemen worden niet zo veel gebruikt omdat ze nadelen hebben zoals gemakkelijk te beschadigen, duurder en een kortere levensduur.

Grondstoffen

Bij de vervaardiging van een filmprojector worden tal van grondstoffen gebruikt. Aluminiumlegeringen en harde kunststoffen worden voornamelijk gebruikt om de behuizingen, tandwielen, tandwielen en andere structurele componenten te maken. Voor de gloeilamp wordt xenongas gebruikt. Xenon is een zogenaamd inert gas dat een enorme hoeveelheid licht creëert wanneer het wordt blootgesteld aan een elektrische stroom. Kwarts wordt ook gebruikt om gloeilampen voor filmprojectoren te maken, omdat het zijn structuur beter op hoge temperatuur kan behouden dan glas. Andere materialen die worden gebruikt bij de constructie van een filmprojector zijn rubber, roestvrij staal en glas.

Het fabricageproces

De belangrijkste componenten van een filmprojector, inclusief het spoelsysteem, de projectorconsole, de audiolezer en de lenzen, worden geproduceerd door verschillende fabrikanten en meestal ter plaatse in de bioscopen geassembleerd.

Het hoofdgedeelte maken

• 1 Het hoofdgedeelte van de filmprojector is in feite een rechthoekige doos waarin het lamphuis, de lenzen, de beeldkop en de audiokop zijn ondergebracht. Het is gemaakt van staal dat op een transportband wordt geladen. De platen worden vervolgens in een matrijs geplaatst met de gewenste vorm van de behuizing. Een hydraulische pers wordt dan losgelaten. De pons dwingt de staalplaat om de vorm van de matrijs aan te nemen. Het lichaam wordt vervolgens verwijderd en voorzien van een verstelbare basis die kan worden gewijzigd om de kijkhoek te wijzigen.

Het hoofd van de afbeelding maken

Deze onderdelen worden allemaal afzonderlijk geassembleerd en vervolgens als één geheel in elkaar gezet.

• 2 De beeldkop is het gebied tussen de lamp en de lens waardoor de film beweegt. De behuizing wordt eerst gevormd uit staal in een ponspersproces vergelijkbaar met de productie van het lichaam.
• 3 Vervolgens wordt een reeks tandwielen en rollerpads handmatig boven en onder de frameopening geschroefd. Een intermitterend tandwiel wordt onder de opening geplaatst. Dit tandwiel is vervolgens verbonden met de motor waardoor deze start en stopt met een frequentie van 24 frames per seconde.
• 4 Aan de andere kant van de film, tegenover de opening, bevindt zich de filmpoort die druk uitoefent om de film op zijn plaats te houden terwijl het beeld wordt geprojecteerd. De filmpoort wordt ook gevormd door het ponspersproces. Achter de filmpoort bevindt zich het sluiterblad. Dit is een klein metalen apparaat met bladen als een ventilator. Het roteert met een gecontroleerde snelheid voor de lichtcondensors. Het is gesynchroniseerd met de bewegende film, zodat donkere ruimtes tussen frames niet worden gezien.
• 5 De lensrevolver wordt voor het diafragma geplaatst. Dit is een roterend apparaat waarin de lenzen worden geplaatst. Het kan worden verplaatst wanneer een andere lens gewenst is.
• 6 Aan één zijde van het frame van de schilderijkop zit een deur die kan worden geopend zodat er film in kan. De afzonderlijke stukken worden vervolgens geassembleerd en de hele beeldkop wordt met bouten aan de behuizing van de hoofdprojector vastgeschroefd.

De audiokop maken

• 7 De audiokop is op vrijwel dezelfde manier geconstrueerd als de beeldkop. Het is samengesteld uit een verscheidenheid aan tandwielen en filmrollen. Aan één kant van het filmpad is een lichtbron aangebracht. Dit apparaat straalt licht uit met een specifieke golflengte en intensiteit. Aan de andere kant van het filmpad bevindt zich een fotocel die de hoeveelheid licht detecteert die door de film gaat. Het is verbonden met een reeks versterkers die vervolgens worden aangesloten op de theaterluidsprekers. De audiokop kan boven of onder de beeldkop worden geplaatst, afhankelijk van het ontwerp van de filmprojector. Net als de beeldkop is deze vastgeschroefd aan de behuizing van de hoofdprojector.

Het lamphuis maken

• 8 Het lampenhuis bestaat uit een frame en een xenonlamp. Het produceren van een xenonlamp kan een moeilijk proces zijn. Omdat deze lampen een enorme hoeveelheid warmte kunnen produceren, is hun buitenste behuizing gemaakt van kwarts in plaats van glas. Eerst wordt een kwartsbuis verwarmd en met lucht geblazen om de vorm te creëren die nodig is voor de lamp. Aan het ene uiteinde is een metalen kathode bevestigd en aan het andere uiteinde een anode. Lucht wordt in de kwartsomhulling vervangen door xenongas en de hele unit is vacuümdicht gemaakt. De zeldzaamheid van xenon en de moeilijkheid in constructie maken deze lampen duur, met een waarde van $ 700 tot $ 2.000 per stuk.
• 9 De lamp wordt vervolgens in het midden van een aluminium parabolische spiegel gemonteerd. Dit geheel wordt vervolgens handmatig aan een metalen frame bevestigd. Het frame heeft een uitlaatpijp en verschillende ventilatoren om de grote hoeveelheid warmte die door de lamp wordt gegenereerd, te helpen afvoeren. Draden Een filmprojector. worden met de hand gesoldeerd aan de anode en kathode die vervolgens worden aangesloten op de voedingslijn. Het lichtsamenstel wordt dan in de bovenkant van het hoofdprojectielichaam geplaatst. In het lichaam bevinden zich de condensorlenzen die het licht helpen focussen en intensiveren.

De lens maken

• 10 Lenzen zijn gemaakt van glas. Elke filmprojectielens is eigenlijk samengesteld uit een aantal kleine glazen lenzen die een ander vergrotend effect hebben. Voor elke componentlens wordt het glas eerst gesneden volgens de specificaties van de fabrikant. Het glas wordt vervolgens op een assemblagelijn geplaatst en arbeiders polijsten elk stuk tot de juiste dikte en behandelen het vervolgens met een speciale antireflectiecoating. Maar liefst zeven componentlenzen kunnen worden gebruikt voor een enkel lenssysteem.
• 11 De componentlenzen worden vervolgens voorzien van metaal en vervolgens met bepaalde tussenpozen in de lenscilinder geplaatst. Dit is een zeer nauwkeurig proces dat wordt uitgevoerd door gespecialiseerde werknemers, omdat de afstanden tussen de glazen lenzen een diepgaand effect hebben op de beeldkwaliteit. De binnenkant van de loop is bedekt met een donker, niet-reflecterend materiaal. De lenzen worden vervolgens aan de projectorbehuizing bevestigd door ze in de lensturret te schroeven.

Het spoelsamenstel maken

• 12 De spoelconstructie begint met de constructie van het solide metalen frame. Het typische frame bestaat uit een hoge pilaar met twee voetbalken. Elk onderdeel wordt op een transportband geplaatst en onder een hydraulische stempel geleid. Deze pons is uitgerust met een scherpe metaalzaag die de juiste afmetingen zaagt uit massieve stalen staven. De voetbalken worden dan handmatig loodrecht op de onderkant van de hoofdpijler gelast. Ze zijn zo geplaatst dat er een hoek van ongeveer 45 graden tussen zit. Een kleinere metalen pijp is gelast tussen de voetstaven op hun middelpunten om een ​​stabielere structuur te bieden. Tot slot zijn er metalen platen met rubberen bodem aan de onderkant van de pilaar en voetbalken gelast om ervoor te zorgen dat er tijdens het gebruik minimale beweging is.
• 13 Los worden de draagarmen en bijbehorende onderdelen gemonteerd. Aan een uiteinde van de stalen draagarm is een metalen lager bevestigd. Dit lager kan vrij ronddraaien. Aan het andere uiteinde van de draagarm wordt een gat geboord waar een elektrische reductiemotor doorheen wordt gestoken. Aan het einde van de motor zit een klein rubberen wieltje dat ronddraait. Het is de beweging van dit wiel die het draaien van de schotel creëert die de film beweegt.
• 14 De draagarmconstructies worden vervolgens op gezette tijden aan de hoofdpijler bevestigd. De armen zijn gelast aan een metalen plaat die vervolgens wordt vastgeschroefd en vastgemaakt aan de pilaar. Op specifieke punten op de hoofdpijler zijn de rollen bevestigd die de film vasthouden en van en naar de projector leiden. Sensoren die de snelheid van de schotels bewaken, zijn aan de pilaar boven elke steunarm vastgeschroefd om de beweging van de bewegende film te synchroniseren. De elektronische draden worden ingevoerd in een schakelkast die zich op de kruising tussen de voet en de hoofdpijler bevindt.
• 15 Vervolgens worden de schotels op de draagarmen geplaatst. De schotels zijn gemaakt van een lichtgewicht aluminiumlegering. Ze kunnen worden gesneden uit dikke platen van het metaal. Een typische afmeting is 5 ft (152 cm) in diameter en 0,5 in (1,3 cm) dik. Ze hebben een cirkelvormige snede in het midden die plaats biedt aan het middelpunt. Dit is een cirkelvormig apparaat compleet met rollen en spanstaven die de inkomende en uitgaande film accepteert. Er is ook een gat geboord direct in het midden van het plateau, zodat het kan worden vastgehouden en verplaatst door de lagers op de steunarm.

Eindmontage

• 16 De hoofdprojectorconsole en de filmspoelsystemen worden geleverd aan de bioscoop. Ze zijn verbonden via een elektrische kabel, zodat ze de film in een zeer gecontroleerde beweging verplaatsen. Ze zijn dan klaar om met film geladen te worden en een film te vertonen.

Kwaliteitscontrole

Bij elke stap tijdens het productieproces worden kwaliteitscontroles uitgevoerd om er zeker van te zijn dat er een werkende filmprojector wordt geproduceerd. Elke fabrikant heeft zijn eigen tests die specifiek betrekking hebben op het onderdeel van de projector dat ze maken. Deze tests omvatten zowel visuele inspectie als fysieke metingen. De lensfabrikant gebruikt bijvoorbeeld computergestuurde laserschuifmaten om de dikte van elke geproduceerde lens te meten. De lampenproducenten meten verschillende eigenschappen van de geproduceerde lampen zoals lichtsterkte, warmte en stroomverbruik. De componenten van de hoofdprojector worden vervolgens geassembleerd en fabrikanten laten een voorbeeldfilmpje doorlopen om alle bewegende componenten aan te passen en te pacificeren en te bepalen of het apparaat goed werkt. Zelfs nadat de filmprojector in het theater is gemonteerd, controleren technici voortdurend onderdelen en stellen ze indien nodig bij.

De Toekomst

De toekomst van filmprojectoren lijkt de komende jaren drastisch te veranderen. Met aanzienlijke vooruitgang in elektronische opslagmedia, mag film niet worden gebruikt om films te vertonen. Sommige bedrijven werken zelfs aan een systeem waarmee films op harde schijven van computers worden geproduceerd. Op deze manier opgeslagen, beloven films veel goedkoper te zijn om te distribueren en weer te geven. Minder werknemers zouden bioscopen kunnen runnen en de filmbeelden zullen veel duidelijker en scherper zijn. Momenteel aarzelen theaters om de nieuwe technologie toe te passen, maar het is slechts een kwestie van tijd voordat geautomatiseerde digitale projectoren filmfilmprojectoren vervangen.

Waar meer te leren

Boeken

Barclay, S. Het filmbeeld:van film tot digitaal. Focal Press, 1999.

Case, D. Filmtechnologie in postproductie. Focal Press, 1997.

Overige

Boegner, Ray F. "Alles wat u wilde weten over xenonlampen." webpagina met xenonlampen. december 2001. .

Boegner, Ray F. "Filmtechnologie in postproductie." Wetenschappelijke Amerikaanse webpagina. 1998. December 2001. .

Harrigan. Filmprojectielens. Amerikaans octrooischrift 6.317.268. 13 november 2001.

Perry Romanowski