Projecteur de film

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Historique

L'inspiration pour le développement de films et de projecteurs peut être attribuée à une variété de sources, notamment les théâtres, les cirques et les spectacles de magie. Un autre facteur important était la compréhension du phénomène de persistance de la vision. Alors que le processus était connu depuis des centaines d'années, ce n'est qu'au début du XIXe siècle que Roget a introduit la théorie sous-jacente dans un article qu'il a suscité un intérêt populaire. En bref, la persistance de la vision est le phénomène dans lequel le cerveau conserve une image observée par les yeux un peu plus longtemps qu'elle n'est réellement vue. Les films profitent de la persistance de la vision pour créer l'illusion du mouvement. Lorsque des images fixes successives sont visualisées, le cerveau "connecte" l'image et elles semblent bouger.

Au début des années 1800, des centaines de dispositifs innovants basés sur ce principe ont été introduits. Parmi les plus influents, citons le Thaumatrope et le Phenakistiscope. Le Dr John Ayrton Paris est généralement considéré comme l'inventeur du Thaumatrope en 1825. Cet appareil était un jouet de conception simple qui profitait de la persistance de la vision. Il se composait d'un petit tableau rond avec une image des deux côtés. Le jouet original avait un oiseau d'un côté et une cage de l'autre. La planche était maintenue sur le côté par deux cordes et lorsqu'elle tournait, elle donnait l'impression que l'oiseau était dans la cage.

Le Phenakistiscope a été introduit en 1832 par Joseph Antoine Ferdinand Plateau. Ce jouet était un disque avec un centre fixe qui lui permettait de tourner librement. Diverses images ont été dessinées sur les bords extérieurs du disque représentant un mouvement séquentiel. Les images ont été espacées uniformément et des fentes ont été coupées en conjonction avec chacune. Le jouet était tenu entre l'utilisateur et un miroir et les images étaient vues reflétées par le miroir. La persistance de la vision a créé l'illusion du mouvement. Plateau a été le premier à réaliser qu'il devait y avoir une période de repos entre les images pour une illusion parfaite et a déterminé que 16 images par seconde était le nombre optimal. D'autres inventeurs ont introduit des dispositifs similaires. En 1853, le baron von Uchatius inventa un Phenakistiscope saillant en ajoutant une lanterne. Ce fut la première image animée connue.

L'un des premiers appareils cinématographiques les plus importants était le Zoetrope qui a été inventé par William George Homer en 1834. Cet appareil était un tambour rotatif qui avait des fentes coupées sur le côté. Une bande de papier, qui contenait les images, était apposée à l'intérieur et le haut du tambour était ouvert. Lorsque le tambour tournait, les images semblaient bouger. C'était de loin le plus populaire de tous ces jouets d'animation. Il avait l'avantage supplémentaire de pouvoir changer les images en insérant une bande de papier différente avec de nouvelles images. L'appareil suivant qui a fait progresser la technologie des jouets d'animation était le cinéographe, inventé en 1868. Il s'agissait essentiellement d'un flipbook contenant des dessins ou des images de mouvements séquentiels. Lorsque les pages ont été retournées, l'illusion de mouvement a été créée.

En 1891, Thomas Edison introduisit une version mécanisée du Zoetrope qu'il appela le Kinétoscope. Bien que similaire en principe, il a subi des changements importants. Au lieu d'être déplacé à la main, l'appareil avait un moteur attaché pour un mouvement automatisé. De plus, au lieu de simples images sur papier, il a utilisé un film avec des images dessus. Le film a été déplacé devant une source lumineuse fixe qui projetait une image sur le mur d'une cabine fermée. Quand on a découvert que les gens se rassemblaient pour regarder ces images animées, une nouvelle industrie est née. En 1895, les frères Lumière, Auguste et Louis, introduisent le Cinématographe. Cet appareil était un appareil photo qui pouvait prendre des photos, les transformer en film et projeter l'image. En 1896, ils ont introduit le Vitascope, qui était similaire au Kinetoscope. La principale différence était que l'image pouvait être projetée sur un écran beaucoup plus grand.

Au cours du vingtième siècle, la conception de projecteurs de cinéma est devenue plus compliquée et sophistiquée. Des bobines ont été ajoutées pour permettre au film de passer plus facilement devant la source lumineuse. La durée des films a été considérablement augmentée et, dans les années 1920, le son était disponible. Dans les années 1930, les films en couleur ont été introduits. L'industrie a été révolutionnée dans les années 1960 par l'introduction du plateau qui permettait de projeter un long film à l'aide d'un seul projecteur. Au cours des années 1970 et 1980, le son numérique a été développé. Aujourd'hui, les projecteurs de cinéma sont beaucoup plus impressionnants et fonctionnels que les premiers, mais le principe de base selon lequel ils fonctionnent reste le même.

Conception

Les projecteurs de cinéma se composent de quatre sections principales, dont l'assemblage de la bobine, l'assemblage de la lampe, l'assemblage de l'objectif et l'assemblage audio.

Louis Jean Lumière.

Auguste Marie Louis Lumière est né le 19 octobre 1862 à Besançon, en France. Son frère, Louis jean, est né le 5 octobre 1864. En 1894, ils ont commencé à chercher des moyens de projeter des films, développant les idées de Thomas Edison. En 1889, Edison a créé le kinétographe, qui utilisait des bandes de papier photographique pour prendre des films. Edison a produit le kinétoscope en 1893, permettant à une seule personne de visualiser une image en mouvement. L'objectif des Lumières était d'améliorer les idées d'Edison et de projeter des films cinématographiques pour un public plus large.

Louis s'est rendu compte que le problème de la projection créait un mouvement continu du film. Il s'est rendu compte que le mécanisme du "pied-de-biche" d'une machine à coudre pouvait être adapté pour déplacer rapidement de petites sections de film à travers l'objectif, permettant à chaque image d'être stationnaire pendant une courte période pour l'exposition. Cette machine, le Cinématographe, pouvait créer les négatifs d'une image sur pellicule, imprimer une image positive et projeter les résultats à une vitesse de 12 images par seconde.

Les Lumières se sont arrangées pour amener ces films au public. Le 28 décembre 1895, le Grand Café de Paris organise la première exposition publique de projections d'images animées. Un train en approche, filmé de face, a effrayé les spectateurs qui, paniqués, ont tenté de s'échapper; d'autres se sont évanouis.

Le 6 juin 1948, Louis décède à Bandol, en France, à l'âge de 83 ans. Auguste a vécu jusqu'à l'âge de 91 ans et est décédé à Lyon, en France, le 10 avril 1954. Les Lumières sont des symboles de créativité technologique et de croissance. On se souvient d'eux pour avoir apporté la technologie à un marché plus large, une valeur constatée dans leurs contributions à l'industrie du cinéma, qui est devenue une forme de divertissement populaire dans le monde entier.

Ensemble bobine

L'objectif principal de l'assemblage de la bobine est de déplacer le film à travers le projecteur. Bien que le mouvement semble continu, il y a en fait une légère pause après chaque image. Cela permet à la lumière de traverser l'image et de se projeter sur l'écran. L'ensemble bobine est composé de toutes les pièces liées au stockage et au déplacement du film. Le plateau, situé sur le côté du projecteur, comprend jusqu'à quatre grands disques d'environ 152 cm (5 pi) de diamètre, empilés verticalement entre 30 et 60,1 cm (1 à 2 pi) l'un de l'autre. Chaque disque est assez grand pour contenir la longueur d'un film entier. Étant donné que chaque seconde de film nécessite 24 images, un film de deux heures peut durer jusqu'à 3,2 km lorsqu'il est allongé. Par conséquent, les films sont fournis aux salles de cinéma sur de nombreuses bobines qui doivent être assemblées avant d'être chargées sur le plateau.

Un assemblage de distribution sur le côté du plateau déplace le film du disque d'alimentation à travers l'assemblage de lampe et de lentille et vers le disque de réception. Le film a de petits trous sur ses bords qui lui permettent d'être maintenu par des engrenages spécialisés appelés pignons. Un moteur électrique fait tourner les pignons qui font passer le film à travers l'appareil. Des rouleaux à ressort, appelés cambers, fournissent une tension pour empêcher le film de glisser hors des pignons. Des pignons intermittents ont été développés pour tirer le film une image à la fois et faire une pause avant de se déplacer à nouveau. Ils sont programmés pour afficher 24 images par seconde. Le film est également étiré entre deux barres lorsqu'il passe devant l'objectif pour le maintenir serré et aligné. Selon la conception du projecteur, le film passe à travers un système de décodage sonore situé au-dessus ou au-dessous de l'objectif.

Ensemble lampe

L'ensemble lampe comprend toutes les pièces liées à l'éclairage de l'image sur le film. L'élément clé est la source de lumière. Les projecteurs de cinéma modernes utilisent une ampoule au xénon car ils brûlent intensément pendant des milliers d'heures. Une ampoule au xénon est constituée d'une coque extérieure en quartz, d'une cathode et d'une anode. Lorsque le courant est appliqué, l'ampoule brûle brillant et chaud. L'ampoule est située au centre d'un miroir parabolique qui est monté dans le lampadaire. Le miroir focalise la lumière et la réfléchit sur le condenseur. Le condenseur se compose de deux lentilles qui focalisent davantage la lumière et la dirigent vers l'ensemble de lentilles principal. L'ensemble de l'installation intensifie non seulement la lumière mais aussi la chaleur, c'est pourquoi le film fond rapidement s'il s'arrête soudainement de se déplacer dans le projecteur. La plupart des projecteurs ont un système de refroidissement en raison de la chaleur générée par la lampe.

Ensemble lentille

La lumière passe ensuite à travers la tête d'image et l'ensemble lentille. Au début de cette section se trouve l'obturateur qui est une petite plaque qui tourne 24 fois par seconde. Son mouvement est synchronisé avec l'avancement du film afin que les espaces sombres entre les images ne soient pas visibles. Si l'obturateur n'était pas en place, le film semblerait scintiller. Pour réduire davantage le scintillement, certains projecteurs de cinéma sont conçus avec des obturateurs doubles. La lumière passe ensuite à travers un petit cadre métallique appelé ouverture. Cela garantit que la lumière ne brille que sur la partie du film avec l'image et non sur les trous d'entraînement.

La lumière traversant le film provoque la projection de l'image. L'objectif principal focalise d'abord cette image. Sur la plupart des projecteurs de cinéma, les objectifs peuvent être retirés et changés pour différents films. Il existe principalement deux types d'objectifs disponibles :plat et CinemaScope. Un objectif plat convient mieux aux comédies et aux drames, tandis qu'un objectif CinemaScope est conçu pour les films d'action. Les objectifs plats mesurent généralement entre 1,5 et 1,8 pouces (37-45 mm) de long, tandis que les objectifs CinemaScope mesurent entre 2,8 et 3,3 pouces (70-85 mm). Certains projecteurs de cinéma ont un système de tourelle qui contient plusieurs objectifs qui peuvent être automatiquement mis en place selon les besoins.

Assemblage audio

L'ensemble audio est la partie du projecteur qui donne le son du film. Deux types de technologies peuvent être utilisées :optique ou magnétique. Les systèmes optiques sont les plus courants. Ils se composent d'une source lumineuse et d'une cellule photoélectrique. Sur une face du film, une ligne transparente est enregistrée. La ligne varie en largeur en fonction de la fréquence du son. Au fur et à mesure qu'il passe devant la source lumineuse, des quantités variables de lumière sont transmises. Une cellule photoélectrique située sur la face du film opposée à la source lumineuse, capte la lumière transmise. Cette lumière est ensuite convertie en un signal audio qui est ensuite amplifié avant d'être envoyé aux haut-parleurs. Les systèmes magnétiques ont une tête d'enregistrement qui est en contact direct avec le film. Les différences de champ magnétique sur le film sont ensuite converties en signal audio. Les systèmes de sonorisation magnétiques ne sont pas autant utilisés car ils présentent des inconvénients tels qu'être facilement endommagés, plus chers et une durée de vie plus courte.

Matières premières

De nombreuses matières premières sont utilisées dans la fabrication d'un projecteur de cinéma. Les alliages d'aluminium et les plastiques durs sont principalement utilisés pour fabriquer les boîtiers, les pignons, les engrenages et autres composants structurels. Le gaz xénon est utilisé pour l'ampoule. Le xénon est un gaz dit inerte qui crée une énorme quantité de lumière lorsqu'il est exposé à un courant électrique. Le quartz est également utilisé pour fabriquer des ampoules de projecteurs de cinéma, car il peut mieux conserver sa structure à haute température que le verre. Les autres matériaux utilisés dans la construction d'un projecteur de cinéma comprennent le caoutchouc, l'acier inoxydable et le verre.

Le processus de fabrication

Les principaux composants d'un projecteur de cinéma, y ​​compris le système de spooling, la console du projecteur, le lecteur audio et les objectifs, sont produits par différents fabricants et généralement assemblés sur place dans les salles de cinéma.

Réalisation du corps principal

• 1 Le corps principal du projecteur de cinéma est essentiellement une boîte rectangulaire qui abrite le lampadaire, les objectifs, la tête d'image et la tête audio. Il est fabriqué à partir d'acier qui est chargé sur une bande transporteuse. Les feuilles sont ensuite placées dans une matrice avec la forme souhaitée du boîtier. Une presse hydraulique est alors libérée. Le poinçon force la tôle d'acier à prendre la forme de la matrice. Le corps est ensuite retiré et équipé d'une base réglable qui peut être changée pour modifier l'angle de vision.

Faire la tête d'image

Ces pièces sont toutes assemblées séparément puis assemblées comme un tout.

• 2 La tête d'image est la zone entre la lampe et l'objectif à travers laquelle le film se déplace. Son boîtier est d'abord formé à partir d'acier dans un processus de presse à poinçonner similaire à la production du corps.
• 3 Ensuite, une série de pignons et de patins à rouleaux sont vissés manuellement au-dessus et au-dessous de l'ouverture du cadrage. Un pignon intermittent est placé sous l'ouverture. Ce pignon est ensuite connecté au moteur qui le fait démarrer et s'arrêter à une fréquence de 24 images par seconde.
• 4 De l'autre côté du film, en face de l'ouverture, se trouve la porte du film qui fournit une pression pour maintenir le film en place pendant que l'image est projetée. La porte de film est également formée par le processus de presse à poinçonner. Derrière la porte du film se trouve la lame de l'obturateur. Il s'agit d'un petit appareil en métal avec des pales comme un ventilateur. Il tourne devant les condenseurs de lumière à une vitesse contrôlée. Il est synchronisé avec le film en mouvement afin que les espaces sombres entre les images ne soient pas visibles.
• 5 La tourelle d'objectif est placée devant l'ouverture. Il s'agit d'un dispositif rotatif dans lequel les lentilles sont placées. Il peut être déplacé lorsqu'un objectif différent est souhaité.
• 6 Un côté du cadre de tête de tableau est équipé d'une porte qui peut être ouverte pour que le film puisse être chargé. Les pièces séparées sont ensuite assemblées et la tête d'image entière est boulonnée au boîtier principal du projecteur.

Faire la tête audio

• 7 La tête audio est construite à peu près de la même manière que la tête image. Il est composé d'une variété de pignons et de rouleaux de film. D'un côté du chemin du film, une source lumineuse est fixée. Cet appareil émet de la lumière à une longueur d'onde et une intensité spécifiques. De l'autre côté du chemin du film se trouve une cellule photoélectrique qui détecte la quantité de lumière qui traverse le film. Il est connecté à une série d'amplificateurs qui sont ensuite câblés aux haut-parleurs du cinéma. La tête audio peut être située au-dessus ou au-dessous de la tête d'image selon la conception du projecteur de cinéma. Comme la tête d'image, il est boulonné au corps principal du projecteur.

Fabrication du lampadaire

• 8 Le lampadaire se compose d'un cadre et d'une ampoule au xénon. La production d'une ampoule au xénon peut être un processus difficile. Étant donné que ces ampoules peuvent produire une énorme quantité de chaleur, leur boîtier extérieur est fait de quartz au lieu de verre. Tout d'abord, un tube de quartz est chauffé et soufflé à l'air pour créer la forme requise pour l'ampoule. Une cathode métallique est fixée à une extrémité et une anode à l'autre. L'air est remplacé dans l'enveloppe de quartz par du gaz xénon et l'ensemble est scellé sous vide. La rareté du xénon et la difficulté de construction rendent ces ampoules chères, allant de 700 $ à 2 000 $ chacune.
• 9 L'ampoule est ensuite montée au centre d'un miroir en aluminium de forme parabolique. Cet ensemble est ensuite fixé manuellement sur une armature métallique. Le cadre a un tuyau d'échappement et plusieurs ventilateurs pour aider à éliminer la grande quantité de chaleur générée par l'ampoule. Fils Un projecteur de film. sont soudées à la main à l'anode et à la cathode qui sont ensuite connectées à la ligne d'alimentation. L'ensemble de lumière est ensuite placé dans le haut du corps principal de projection. À l'intérieur du corps se trouvent les lentilles du condenseur qui aident à focaliser et à intensifier la lumière.

Fabrication de la lentille

• 10 Les lentilles sont fabriquées à partir de verre. Chaque objectif de projection de film est en réalité composé d'un certain nombre de petites lentilles en verre qui ont un effet grossissant différent. Pour chaque lentille composant, le verre est d'abord découpé selon les spécifications du fabricant. Le verre est ensuite placé sur une chaîne de montage et les ouvriers polissent chaque pièce à l'épaisseur appropriée, puis la traitent avec un revêtement antireflet spécial. Jusqu'à sept lentilles à composants peuvent être utilisées pour un système à lentille unique.
• 11 Les lentilles des composants sont ensuite équipées de métal puis placées dans le barillet de l'objectif à des intervalles spécifiques. Il s'agit d'un processus très précis effectué par des travailleurs spécialisés car les distances entre les lentilles en verre ont un effet profond sur la qualité de l'image. L'intérieur du canon est recouvert d'un matériau sombre et non réfléchissant. Les objectifs sont ensuite fixés au corps du projecteur en étant vissés dans la tourelle d'objectif.

Réalisation de l'assemblage de la bobine

• 12 L'assemblage de la bobine commence par la construction du cadre métallique solide. Le cadre typique se compose d'un grand pilier avec deux barres de pied. Chaque composant est placé sur un tapis roulant et passé sous un poinçon hydraulique. Ce poinçon est équipé d'une scie à métaux tranchante qui coupera les bonnes dimensions dans des barres d'acier solides. Les barres de pied sont ensuite soudées manuellement perpendiculairement au bas du pilier principal. Ils sont placés de telle sorte qu'il y ait un angle d'environ 45 degrés entre eux. Un tuyau métallique plus petit est soudé entre les barres de pied à leur milieu pour fournir une structure plus stable. Enfin, des plaques métalliques avec des fonds en caoutchouc sont soudées au bas des barres de pilier et de pied pour garantir un mouvement minimal pendant le fonctionnement.
• 13 Séparément, les bras de support et les pièces d'accompagnement sont assemblés. À une extrémité du bras de support en acier, un palier métallique est fixé. Ce roulement peut tourner librement. À l'autre extrémité du bras de support, un trou est percé à travers celui-ci et un moteur électrique à engrenages y est inséré. Au bout du moteur se trouve une petite roue en caoutchouc qui tourne. C'est le mouvement de cette roue qui crée la rotation du plateau qui déplace le film.
• 14 Les ensembles de bras de support sont ensuite fixés au pilier principal à des intervalles définis. Les bras sont soudés à une plaque métallique qui est ensuite boulonnée et fixée au pilier. À des points spécifiques du pilier principal, les rouleaux qui maintiennent et guident le film vers et depuis le projecteur sont fixés. Des capteurs qui surveillent la vitesse des plateaux sont boulonnés au pilier au-dessus de chaque bras de support pour synchroniser le mouvement du film en mouvement. Les fils électroniques sont introduits dans un boîtier de commande situé à la jonction entre le pied et le pilier principal.
• 15 Les plateaux sont ensuite placés sur les bras supports. Les plateaux sont en alliage d'aluminium léger. Ils peuvent être découpés dans des tôles épaisses. Une dimension typique est de 5 pi (152 cm) de diamètre et de 0,5 po (1,3 cm) d'épaisseur. Ils ont une coupe circulaire au milieu qui peut accueillir la pièce maîtresse. Il s'agit d'un dispositif circulaire complet avec des rouleaux et des barres de tension qui accepte le film entrant et sortant. Un trou est également percé directement au centre du plateau afin qu'il puisse être maintenu et déplacé par les roulements sur le bras de support.

Assemblage final

• 16 La console principale du projecteur et les systèmes de dévidage du film sont livrés à la salle de cinéma. Ils sont reliés par un câble électrique afin qu'ils déplacent le film dans un mouvement hautement contrôlé. Ils sont alors prêts à être chargés de film et à projeter un film.

Contrôle qualité

À chaque étape du processus de production, des tests de contrôle de la qualité sont effectués pour s'assurer qu'un projecteur de film fonctionnel est produit. Chaque fabricant a ses propres tests spécifiquement liés à la partie du projecteur qu'il fabrique. Ces tests comprennent à la fois une inspection visuelle et des mesures physiques. Par exemple, le fabricant de lentilles utilise des compas laser informatisés pour mesurer l'épaisseur de chaque lentille produite. Les producteurs de lampes mesurent diverses caractéristiques des lampes produites, telles que la luminosité, la chaleur et la consommation d'énergie. Les composants du projecteur principal sont ensuite assemblés et les fabricants exécutent un exemple de film pour ajuster et rythmer tous les composants mobiles et déterminer si l'appareil fonctionne correctement. Même après l'assemblage du projecteur de cinéma dans le cinéma, les techniciens vérifient et ajustent constamment les pièces selon les besoins.

Le futur

L'avenir des projecteurs de cinéma devrait changer radicalement dans les années à venir. Avec les avancées significatives des supports de stockage électroniques, le film ne peut pas être utilisé pour montrer des films. En fait, certaines entreprises travaillent sur un système permettant de produire des films sur des disques durs d'ordinateurs. Stockés de cette manière, les films promettent d'être beaucoup moins chers à distribuer et à afficher. Moins de travailleurs pourraient gérer des salles de cinéma et les images des films seront beaucoup plus claires et plus nettes. Actuellement, les cinémas hésitent à adopter la nouvelle technologie, mais ce n'est qu'une question de temps avant que les projecteurs numériques informatisés ne remplacent les projecteurs de films.

Où en savoir plus

Livres

Barclay, S. L'image cinématographique :du film au numérique. Focal Press, 1999.

Case, D. Technologie cinématographique en post-production. Focal Press, 1997.

Autre

Boegner, Ray F. "Tout ce que vous vouliez savoir sur les ampoules au xénon." Page Web sur les ampoules au xénon. Décembre 2001. .

Boegner, Ray F. "La technologie cinématographique en post-production." Page Web scientifique américaine. 1998. Décembre 2001. .

Harrigan. Objectif de projection de film. Brevet américain 6 317 268. 13 novembre 2001.

Perry Romanowski