投影儀是在影院放映電影的重要工具 勞倫斯·曼寧/蓋蒂圖片社

　　電影是每一種現(xiàn)代文化的一部分。雖然電影在 視高清 和 影碟 非常受歡迎，沒有什么能取代宏大電影的超現(xiàn)實奇觀，例如 “愛國者，” 填滿大屏幕。僅在美國，就有超過 37，000 個電影屏幕，這清楚地證明了我們有多喜歡看電影!

　　在本文中，您將了解令人驚嘆的投影系統(tǒng)，該系統(tǒng)使在劇院觀看電影成為可能。本系列中的其他文章探討了 劇院屏幕和座位這 音響系統(tǒng)和數(shù)字聲音, 感謝 和 電影發(fā)行.

　　要展示一部基于電影的現(xiàn)代電影，您絕對需要五件事：

　　一種推進電影每一幀的方法

　　一種從電影中投射圖像的方法

　　一種讀取音頻的方法

　　要在其上投影圖像的表面

　　播放音頻的系統(tǒng)

　　一個 放映機 提供了我們列表中的前三項。雖然電影通常投影到 屏幕，一面白色的大墻就是你真正需要的。

　　比爾·皮布爾斯，所有者 盧米納，里亞托，殖民地和工作室劇院，為投影儀和劇院照片以及他的寶貴幫助; 克勞福德·哈里斯，Reel Automation的所有者，感謝他的幫助和建議;和 北卡羅來納州科學(xué)與數(shù)學(xué)學(xué)院 威爾曼收藏中的光學(xué)玩具照片。

　　什么是電影放映機?

　　電影放映機是一種沿著路徑連續(xù)移動膠片的設(shè)備，以便每個 框架 的膠片在前面停了幾分之一秒 光源.光源提供極其明亮的照明，通過 鏡頭 到一個 屏幕.

　　投影儀由四大類部件組成：

　　閥芯組件(外傾角、鏈輪、爪、電機、盤片)

　　燈組件(燈泡、冷凝器、風(fēng)扇、鏡子)

　　鏡頭組件(鏡頭、光圈門、快門)

　　音頻組件(光學(xué)和數(shù)字閱讀器，紅外) 發(fā)光二極管)

　　在以下部分中，我們將介紹前三個程序集。有關(guān)音頻組件的信息，請查看 電影聲音的工作原理.

　　卷繞膠片

　　盤子放在旁邊 投影儀。制作一部電影需要大量的膠片。大多數(shù)電影都是用35mm拍攝的 影片 股票。您可以在 1 英尺(30.5 厘米)的膠片上獲得 16 幀(單張照片)。電影放映機以每秒 24 幀的速度移動膠片，因此需要 1.5 英尺(45.7 厘米)的膠片才能創(chuàng)建電影的每一秒。

　　按照這個速度，你最終很快就會需要大量的膠片。請考慮以下計算：

　　1 秒 = 1.5 英尺(每秒 24 幀除以每英尺 16 幀)

　　一分鐘 = 90 英尺(每秒 1.5 英尺乘以 60 秒)

　　一小時 = 5，400 英尺(每分鐘 90 英尺乘以 60 分鐘)

　　典型的兩小時電影加上五分鐘的預(yù)覽 = 2.13 英里(11，250 英尺除以 5，280)

　　您可以使用此公式來計算顯示您去看的下一部電影需要多少電影。只需將電影中的分鐘數(shù)乘以 90 即可得到膠片的英尺數(shù)。

　　由于一部長片太長，發(fā)行商將其分成幾段，然后滾動到上 卷軸.一部典型的兩小時電影可能會分成五六個卷軸。在早期，電影是用兩臺放映機放映的。一臺投影機與電影的第一個卷軸螺紋連接，另一臺投影機與電影的第二個卷軸螺紋連接。放映員會在第一臺放映機上開始放映電影，當(dāng)距離卷軸結(jié)束還有 11 秒時，屏幕角落里短暫閃爍了一個小圓圈。這提醒放映員準(zhǔn)備更換到另一臺投影機。當(dāng)還剩一秒鐘時，另一個小圓圈閃爍，放映員按下了一個 轉(zhuǎn)換 踏板啟動第二臺投影儀并停止第一臺投影儀。當(dāng)?shù)诙€卷軸滾動時，放映員取下另一臺投影機上的第一個卷軸，然后擰上第三個卷軸。這種交換貫穿了整部電影。

　　在 1960 年代，一種名為 大盤子 開始出現(xiàn)在影院。盤片由兩到四個大圓盤組成，直徑約 4 或 5 英尺，垂直堆疊，相距 1 至 2 英尺。一個 付款程序集 在盤片的一側(cè)將膠片從一張光盤送入投影儀，然后將膠片從投影儀帶回以卷繞到第二張光盤上。圓盤足夠大，可以容納整部電影的一個大線軸，放映員通過組裝 拼接 將不同卷軸的所有膠片長度放在一起。拼接是將一條膠片的末端切開，使其小心地匹配到下一條膠片的開頭，然后將膠帶粘在一起的過程。

　　一旦放映員可以將一部電影的所有膠片放在一個線軸上，就會發(fā)生以下幾件事：

　　一臺放映機可以放映整部電影。

　　一名放映員可以輕松地同時在多個禮堂播放電影。

　　這兩個因素使放映電影的成本降低，因為您需要更少的人力和更少的投影儀。這導(dǎo)致了 多重，一個劇院的幾個禮堂。自推出以來，多廳影院已從兩四個禮堂增加到 15 個到 20 個。這些超大型劇院通常被稱為 巨型復(fù)合體.

　　移動膠片

　　一旦放映員拼接膠片并將其加載到 飼料 拼盤，他 線程 膠片通過盤片的支付組件并進入投影機的頂部。膠片條每邊都有小方孔，稱為 鏈輪孔.這些孔適合特殊的牙齒 齒輪狀 輪子稱為 鏈輪.鏈輪，由 電動機，將膠片拉過投影儀。 外傾角，小型彈簧加載輥提供張力以防止薄膜聚集或從鏈輪上滑落。

　　膠片需要前進一幀，暫停幾分之一秒，然后前進到下一幀。這是使用兩種機制之一完成的。第一個使用一個小杠桿，稱為 爪，安裝在電影路徑旁邊的欄桿上。爪連接到車輪的外邊緣，該車輪充當(dāng) 曲柄.曲柄的圓周運動使爪子向上抬起并伸出，從鏈輪孔中出來，然后向下并進入以卡住另一個鏈輪孔。這會導(dǎo)致膠片前進一幀。鏈輪的速度與爪子的杠桿動作緊密同步，以確保爪子始終以每秒 24 幀的速度推進膠片。

　　第二種類型使用安裝在正下方的另一個鏈輪 孔徑 門。這 間歇鏈輪 旋轉(zhuǎn)的距離剛好足以將膠片向下拉一幀，暫停，然后再次旋轉(zhuǎn)。間歇鏈輪提供更可靠的性能，并且不會像爪子那樣迅速磨損鏈輪孔。

　　當(dāng)膠片經(jīng)過鏡頭前時，它被拉伸在幾個小節(jié)上。條形用于保持薄膜緊密并正確對齊。根據(jù)投影機的配置和所使用的聲音格式，膠片將通過安裝在鏡頭組件之前或之后的光學(xué)音頻解碼器。為 數(shù)字聲音，電影將通過連接到放映機頂部的特殊數(shù)字解碼器。當(dāng)膠片離開投影儀(或數(shù)字音頻解碼器)時，它被一系列滾筒帶回盤片的支付組件，并卷繞到 拉緊 大盤子。

　　投影電影

　　投影機中的關(guān)鍵元件是光源。 碳弧 燈自 1900 年代初以來一直使用，但壽命很短。 氙 燈泡是當(dāng)今最常用的燈。氙氣是一種稀有氣體，具有某些特性，使其特別適合用于投影儀：

　　在足夠密集的數(shù)量下，它會導(dǎo)電。

　　作為導(dǎo)體，它發(fā)出非常明亮的光芒。

　　它將在相當(dāng)長的時間內(nèi)(2，000至6，000小時)繼續(xù)提供明亮的照明。

　　構(gòu)建氙氣燈泡是一個棘手的過程。燈泡有一個石英外殼而不是玻璃外殼，因為燈泡變得非常熱。石英殼包含一個 陰極 和一個 陽極.由于氙氣本身是導(dǎo)電的，燈泡不需要燈絲。相反，當(dāng)電流施加到燈泡上時，充電 弧 在陰極和陽極之間。為了使燈泡足夠明亮，氙氣必須是純凈的，石英外殼必須真空密封。由于氙氣的稀有性和燈泡生產(chǎn)所涉及的復(fù)雜過程，氙氣燈泡的成本通常為700美元或更多。

　　氙氣燈泡安裝在 拋物面鏡 位于 燈箱.鏡子反射來自燈泡的光線并將其聚焦在 冷凝器.聚光鏡是一對透鏡一起使用，以進一步增強光線并將其聚焦在主透鏡組件上。這種聚焦光產(chǎn)生的熱量令人難以置信。這就是為什么當(dāng)投影儀停止卷繞膠片時膠片融化得如此之快的原因。

　　當(dāng)聚焦的光離開燈箱并進入投影機時，它被 快門.快門是一個小型的螺旋槳狀裝置，每秒旋轉(zhuǎn)24次。快門的每個葉片都會阻擋光線的路徑，因為它到達其旋轉(zhuǎn)的某個點。這種停電與膠片的前進同步，因此當(dāng)膠片從一幀移動到下一幀時，光線不會投射出幾分之一秒。沒有它，電影似乎會閃爍或?qū)D像不同步的模糊印象。許多投影儀使用以相反方向旋轉(zhuǎn)的雙快門。這會導(dǎo)致光線從每幀的頂部和底部被切斷，從而進一步降低閃爍的可能性。

　　在光線到達膠片之前，它還會通過 孔徑門.光圈門是一個小型的可拆卸金屬框架，可阻擋光線照亮除您希望在屏幕上看到的電影部分之外的任何內(nèi)容。不需要的圖像的兩個很好的例子是膠片側(cè)面的鏈輪孔和音頻信息。光圈門有多種尺寸，與電影的屏幕格式相對應(yīng)。

　　光線從光圈門穿過膠片并進入主鏡頭。鏡頭是可拆卸的，可以根據(jù)膠片的格式進行更改。兩種最常見的鏡片是 平 和 電影范圍.許多投影儀都有一個 炮塔 這允許安裝兩種類型的鏡頭，并且投影儀會將所需的鏡頭旋轉(zhuǎn)到位。

　　從投影儀，光線通過 視窗 在放映室的前面，然后移動到禮堂的前面，直到到達屏幕。最后，電影中的圖像出現(xiàn)在屏幕上。

　　自動化流程

　　美國數(shù)以萬計的電影院都在使用這樣的投影儀。放映員開發(fā)了許多創(chuàng)新技術(shù)，以確保節(jié)目按預(yù)期進行。 球桿膠帶 是其中更有趣和有用的一種。它是固定在特定位置的薄膜邊緣的一條短金屬條。在適當(dāng)?shù)臅r間，膠片通過兩個電觸點，提示帶完成觸點之間的電路。該電路的作用類似于開關(guān)，可以發(fā)揮多種功能。母帶開關(guān)可以：

　　調(diào)暗房屋燈光

　　關(guān)掉房子的燈

　　更改鏡頭設(shè)置

　　更改聲音格式

　　更改屏幕遮罩(遮罩是使用窗簾來框住屏幕)

　　切換投影儀

　　列表中的最后一項不是很相關(guān)，因為大多數(shù)影院現(xiàn)在都使用盤片，但更換投影儀是發(fā)明提示膠帶的最初原因。借助母帶開關(guān)，制造商能夠自動執(zhí)行一個卷軸在另一個卷軸結(jié)束時開始的過程。有進取心的放映員很快意識到，通過使用某些提示磁帶組合來觸發(fā)特定的響應(yīng)，他們也可以自動化許多其他功能。

　　Cue 磁帶使電影投影的許多方面自動化成為可能，例如在預(yù)覽和電影之間更改聲音格式，但新系統(tǒng)如 卷軸自動化的展示計時器 承諾大大增強和擴展自動化流程。

　　歷史

　　電影，簡稱 動態(tài)圖片，已經(jīng)存在了一個多世紀(jì)。電影工作是因為 愿景的持久性，即人眼在看到圖像后保留圖像約二十分之一秒的事實。在19世紀(jì)初，開始出現(xiàn)幾種設(shè)備，它們使用視覺的持久性從靜止圖像中產(chǎn)生運動錯覺。這 西洋鏡由威廉·喬治·霍納于 1834 年發(fā)明，由排列在旋轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的紙條上的一系列圖片組成。鼓有小縫，你可以透過它看到圖片。

　　在一種稱為 測距鏡，中間有一個鏡面鼓，因此您可以通過設(shè)備頂部查看圖片。鼓上的圖片從一個到另一個略有變化。通過旋轉(zhuǎn)鼓，你可以讓圖片移動得足夠快，讓你的眼睛誤以為它在看一張動態(tài)圖片。這些圖片通常是一些重復(fù)的動作，例如一個人走路或跳舞，因為這種運動可能是 環(huán) 容易。在循環(huán)圖像條中，該系列中的最后一張圖片幾乎與第一張圖片相匹配，因此圖像將創(chuàng)建模擬運動的單個循環(huán)，該循環(huán)可以無限重復(fù)以產(chǎn)生繼續(xù)運動的錯覺。

　　最早的電影放映機，如 魔術(shù)燈籠，實際上出現(xiàn)在 1600 年代后期，但他們只呈現(xiàn)靜止圖像。一些最早顯示運動圖像的投影儀只是經(jīng)過修改的zoetropes。創(chuàng)意企業(yè)家在鼓上使用半透明條帶，并在盒子中間放置一個光源，通常是燈籠。然后，他們將圖像投射到一個小孔中，或者 孔徑，放在空白墻壁或一塊拉伸的白布上。顯然，這些設(shè)備非常有限。它們是手工操作的，并使用與原始zoetrope相同類型的循環(huán)動畫或照片。

　　圖片排列在僵尸的鼓內(nèi)部。

　　一切都隨著托馬斯·愛迪生的發(fā)明而改變 活動電影放映機 1891年。電影放映機使用了 發(fā)動機 在光源前旋轉(zhuǎn)膠片條。光源將電影中的圖像投射到展位的屏幕上。隨著人們愿意為這種娛樂付費變得很明顯，許多發(fā)明家開始設(shè)計愛迪生原始設(shè)備的變體。一種這樣的變化，手動操作 基諾拉，由盧米埃爾兄弟發(fā)明，并在 1930 年代取得了巨大的成功。

　　盧米埃爾兄弟路易和奧古斯特創(chuàng)造了令人震驚的 電影攝影 1895年。這個便攜式設(shè)備是一個 照相機, 影片 加工實驗室和投影儀合二為一!兄弟倆在法國鄉(xiāng)村旅行，拍攝最多幾分鐘的電影。然后，他們在現(xiàn)場處理和放映了電影!第二年， 維他命鏡 (這是電影放映機的另一種變體)預(yù)示著娛樂新時代的到來。vitascope的工作原理類似于基本的電影放映機，但有一個本質(zhì)區(qū)別：圖像被投影到房間的大屏幕上，而不是展位中的小屏幕上。因此，賓夕法尼亞州匹茲堡的第一個劇院Nickelodeon的發(fā)展之路開始了。

　　在整個20世紀(jì)，電影和放映機變得越來越復(fù)雜。工程師為投影儀配備了 鏈輪 和 線軸 以便更容易在光源前快速移動膠片。電影的長度從幾分鐘縮短到一個小時或更長時間，到 1920 年代后期，電影觀眾開始享受“有聲電影”，即包含配樂的電影。第一部彩色電影出現(xiàn)在 1930 年代，1940 年代和 1950 年代見證了幾種新工藝的發(fā)展和 屏幕格式.這 大盤子，徹底改變了該行業(yè)，于 1960 年代首次亮相。 自動化 在 1970 年代和 1980 年代開始扎根，1990 年代見證了數(shù)字聲音的出現(xiàn)和 液晶技術(shù).盡管如此，盡管現(xiàn)代投影儀比其前輩更亮、更快、更實用，并且制造商多年來增加了許多花里胡哨的東西，但自 20 世紀(jì)初以來，投影機的本質(zhì)一直保持不變。

　　雖然 數(shù)字投影儀 現(xiàn)在在選定的影院如雨后春筍般涌現(xiàn)，電影院行業(yè)仍然絕大多數(shù)是模擬的。這只是一個實際考慮的問題。大多數(shù)影院都有備件和當(dāng)?shù)丶夹g(shù)人員，他們可以輕松維修模擬投影儀。另一方面，維修數(shù)字投影儀除了購買更換零件外，通常需要專業(yè)技術(shù)人員的飛行。數(shù)字投影儀使用LCD而不是膠片來創(chuàng)建圖像。起初，這聽起來很棒 - 不再有劃痕或斑點!但是LCD投影儀確實有一個主要缺點：如果LCD有一個或兩個壞像素(這種情況經(jīng)常發(fā)生)，則該瑕疵將出現(xiàn)在該投影儀上播放的每部電影中。使用膠片，一旦更換劃傷的膠片或去看另一部電影，您就會失去所有圖片瑕疵。