Jak działa projektor filmowy?

Projektory cyfrowe to dzisiaj standard w kinach.
Wszystko co oglądacie to projekcja z cyfrowych, zero-jedynkowych nośników w taki też cyfrowy sposób przetwarzana i wyświetlana.
Ale jeszcze 7 – 8 lat temu to celuloidowa taśma 35 mm rządziła w kinach.
Projektory były analogowe zaś obraz wyświetlany na ekranie nie był tak klarowny i doskonały jak w dzisiejszym kinie.
Analogowa taśma filmowa 35 mm rządziła ponad 100 lat zanim tak jak w audio wyparły ją doskonalsze jakościowo i tańsze rozwiązania cyfrowe.
Nie tak dawno opisywałem na blogu jak historycznie rozwijała się technika kinowa, ale nie napisałem jak działa projektor filmowy?

Przeczytaj – Krótka historia kinematografu

Jak powstaje ta “magia” ruchomych obrazków, gdzie jest ten trik?

Zdziwicie się bo zarówno w czasach 35 mm taśmy analogowej jak i we współczesnym projektorze cyfrowym, magia polega na szybkim wyświetlaniu po sobie nieruchomych klatek filmu.
Kamera filmowa rejestruje film z częstotliwością 24 klatek na sekundę a potem projektor dokonuje operacji odwrotnej czyli wyświetla tenże film z taką samą prędkością i częstotliwością a my a właściwie nasz mózg oszukany tą prostą sztuczką, składa to w płynny ruchomy obraz.
No dobrze wiecie już, że trik polega na wyświetlaniu jedna po drugiej klatek filmowych co sprawia wrażenie ruchu.

Jak to robią projektory.

Pamiętacie z poprzednich artykułów o historii techniki kinowej, braci Lumiere i zapomnianego i niedocenionego polskiego inżyniera Kazimierza Pruszyńskiego?
Tak to oni wymyślili jak zrobić taką projekcję. Więcej, wymyślili urządzenia zarówno do rejestracji jak i odtwarzania filmów.
I wiecie co?
Do dzisiejszego dnia niewiele się od tamtego czasu zmieniło.
No może trochę bo taśmę filmową zastąpił plik JPEG 2000.
Lecz co do zasady nawet najnowocześniejsze laserowe projektory cyfrowe wykorzystują ten sam stary trik.
Wracając do projektora analogowego to taki projektor składa się z części w której jest zamontowane źródło światła wraz z zasilaczem o dużej mocy, oraz z części mechanicznej służącej do wyświetlania filmu.
Mechanizm ten umieszczony w głowicy projekcyjnej służył do zatrzymywania taśmy filmowej na króciutką chwilę nieruchomo, by wyświetlić pojedynczą klatkę filmową na ekranie.
Do tego potrzebny był jeszcze układ optyczny czyli obiektyw.
Opowiem wam teraz jak sprytnie rozwiązano problem przesuwania taśmy filmowej i jej wyświetlania na ekranie.
Jak wspomniałem wyżej by mózg mógł poskładać te nieruchome obrazki, musimy je wyświetlić szybko jedna po drugiej w takiej sekwencji jak były zarejestrowane przez kamerę filmową.
Ale przecież taśma filmowa cały czas płynnie przewija się przez projektor.
No tak ale w jednym miejscu na chwilę się zatrzymuje i wtedy zsynchronizowany mechanizm projektora wyświetla ją na ekran.
Zobaczcie na obrazek poniżej widzicie tak zwaną głowicę projekcyjną odpowiedzialną za tą całą magię.

Wnętrze głowicy projekcyjnej projektora filmowego Victoria 5 .

pośrodku lekko przesłonięta widoczna puszka z mechanizmem krzyża maltańskiego.

Wewnątrz jest mechanizm który nazywa się mechanizmem krzyża maltańskiego i to właśnie on odpowiada za zamianę ruchu posuwistego w ruch skokowy.
Mechanizm jest zsynchronizowany z bębenkiem skokowym oraz dwoma zębatymi bębenkami podającym i odbierającym, które napędzają przewijanie filmu.

Na rysunku 2 powyżej widać jak pełen obrót krzyża maltańskiego powoduje przesunięcie taśmy filmowej o jedną klatkę.

Górny bębenek zębaty podaje cały czas taśmę do kanału filmowego i dopiero tam zatrzymuje ją na chwilę bębenek skokowy.

Potem dolny bębenek zębaty odbiera taśmę która nawijana jest następnie na szpulę lub odbierana przez talerz podajnika filmowego, plattera.

Spójrzcie na poglądowy obrazek poniżej.

A – silnik napędzający ruch taśmy , krzyż maltański oraz migawkę

B- Migawka

C – bębenek skokowy

D – kanał filmowy

E – bieżnia po której ślizga się taśma filmowa w kanale filmowym.

Taśma po wyjściu z kanału filmowego przechodzi przez kilka rolek by jej ruch został uspokojony.
Wygasza się pulsację w jej przesuwie wynikającą ze skokowej pracy krzyża maltańskiego po to by można było na końcu odczytać z niej zapisany dźwięk.
Ten odczytywany jest z płynnie przesuwanej taśmy trochę jak w magnetofonie.

Cała magia starego kina.

Byłbym zapomniał. Muszę jeszcze dodać o dwóch ważnych sprawach:

1-migawce

2 -dwukrotnym wyświetleniu każdej klatki

Migawka zasłania ten moment podczas ruchu taśmy kiedy projektor przesuwa wyświetloną klatkę filmową a na jej miejsce wskakuje następna,
I jeszcze jedna ważna sprawa. Migawka zasłania i odsłania każdą klatkę dwukrotnie zanim taśma filmowa zostanie przesunięta i wyświetlona kolejna klatka filmu.
Wiecie po co?
Bo musimy oszukać nasz mózg po raz drugi.
Pierwszy raz oszukujemy go wtedy gdy tworzymy iluzję ruchu pokazując mu szybko wyświetlane po sobie nieruchome klatki filmu.
Ale nasze oko a w zasadzie nasz mózg przestaje dostrzegać zmiany czyli ma bezwładność na poziomie około 50 zmian na sekundę.
Tak więc gdybyśmy film wyświetlali z częstotliwością 24 zmian na sekundę to nasze oczy i mózg zarejestrował by migotanie przypominające to ze stroboskopu.
Dłuższe oglądanie takiego filmu było by niezwykle męczące o ile nie niemożliwe dla co bardziej wrażliwych osób.
Dlatego “myk” polega na dwukrotnym wyświetleniu jednej klatki poprzez szybkie przesłonięcie i odsłonięcie jej przez migawkę.
I tenże “myk” wymyślił Polak inżynier Kazimierz Pruszyński, wnosząc w tak sprytny sposób kamyczek do techniki kinowej.
Reasumując, podczas jednej sekundy wyświetlamy 24 klatki filmu ale ponieważ każda z nich jest wyświetlana dwukrotnie to w sumie mamy 48 zmian od zupełnej ciemności gdy na ekranie nic nie widać, do wyświetlonych na nim kolejnych klatek filmu.
Dlatego nasz mózg nie rejestruje tych zmian i widzi płynny ruchomy obraz.
Teraz już wiecie jak działa tradycyjny projektor.

Cykl wyświetlania jednej klatki która jest eksponowana dwukrotnie, a zatem wliczając czas jej przysłonięcia pojedyncza ekspozycja jednej klatki to 1/96 sekundy.

Wynika z tego, że podczas dwugodzinnego filmu przez połowę tego czasu siedzicie w zupełnie ciemnej sali kinowej.

Przez połowę tego czasu na ekranie i w sali kinowej panuje po prostu ciemność lecz tego nie dostrzegacie.

I nie ma znaczenia czy jest to projektor 35 mm, czy współczesny projektor cyfrowy bo zasada jest taka sama.
Właśnie podałem wam sposób jak po zakończonym seansie zażądać zwrotu połowy kasy za bilet.
Przynajmniej wiecie jak to argumentować.
Oczywiście żartuję.
Ciekawym i zupełnie oddzielnym tematem jest dźwięk w projektorach analogowych.
Jeśli czytaliście dwa poprzednie artykuły o historii techniki kinowej to wiecie, że film z “niemowy” stał się “gadułą” pod koniec lat 20-tych.
Wtedy to ostatecznie umieszczono ścieżkę dźwiękową na taśmie filmowej obok obrazu.

Odczyt dźwięku odbywa się za pomocą układu optycznego i prześwietlenia wąskiego paska ze ścieżką dźwiękową strumieniem światła, które modulowane przez tę ścieżkę pada na element fotoelektryczny.
Skaner ten kiedyś selenowy z żarowym źródłem światła potem z odczytem Red Led, zamienia tenże zmodulowany strumień światła na sygnał elektryczny wzmacniany potem przez system nagłośnienia w kinie.

Układ odczytu dźwięku Red-Led dla dźwięku analogowego i cyfrowego (górny moduł)

To znaczy tak to mniej więcej było w czasach analogowego filmu.
Szerzej o cyfrowym dźwięku i obrazie opowiem w następnym artykule traktującym o współczesnych systemach projekcji cyfrowej.
Na koniec namawiam was do obejrzenia jakiegoś fajnego starego filmu, który kręcony był w czasach tradycyjnych kamer filmowych i wyświetlany z analogowych projektorów.

Może czarno-białą Casablankę ?

Tekst i zdjęcia Robert Bajkowski

Rysunki pochodzą z podręcznika dla kinooperatrów kinowych który kiedyś napisałem.

Przeczytaj również