Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики"

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине « Электродинамика »

Тема курсовой работы « Голографическое кино, (современное состояние вопроса, обзор)»

Студент Домбровская Н.А.

Руководитель Осинцев О.Н.

Москва 2015



Содержание

Введение

1. Изобретение фотоаппаратов

2. Братья Люмьер и появление кинематографа

3. История возникновения голографии

4. Обзор работ по созданию голографического кинематографа

Заключение

Список использованной литературы

Приложение



Введение

Человеческий глаз устроен так, что окружающий мир воспринимается объемным. С развитием технологий человечеству стало доступно искусство кинематографа. С каждым годом появляются более мощные технологии для улучшения качества кино. Изначально были черно-белые короткометражные фильмы без звука, так именуемое «немое кино». Затем человечество научилось соединять видеозапись и звук, в итоге получалась более реалистичная картина. Но человеческий глаз воспринимает цвета, он не видит все в черно-белых тонах. Следующим этапом в развитии кинематографа стало появление технологий для создания цветных фильмов. Однако и на этом процесс развития технической стороны кино не останавливается, ведь двухмерное изображение не может передать глубину пространства, перспективу, форму объектов, заслонение одних предметов другими. Это возможно только в трехмерном изображении. Для создания у зрителей иллюзии объемности изображения стали применять метод стереоскопического кино.

Стереоскопический (от греческого stereos - объемный, пространственный) метод основан на том, что два изображения, получаемые от левого и правого глаз человека сливаются в сознании в единое объемное изображение. Технический прогресс человечества не стоит на месте, и появился еще один способ получения трехмерного изображения, для которого не создается иллюзия в голове зрителя. Человек видит уже готовое трехмерное изображение. Это голографическое кино.

Голограмма - это проецируемое трехмерное изображение существа или объекта. Для создания такого изображения используются специальные голограммные модульные проекторы.



1. Изобретение первых аппаратов

Жозеф Плато - молодой бельгийский профессор изучает предел сопротивляемости сетчатки человеческого глаза. Первые опыты были неудачны - он ослеп на несколько суток, которые был вынужден провести в темной комнате. Плато ничего не видел, кроме образа солнца, запечатленного на его сетчатке. Потом постепенно к нему возвратилось зрение. Он восстановил работы по оптике, и в частности исследования способности человеческого глаза сохранять изображения. Он пожертвовал зрением ради своих опытов. В 1842 году он окончательно ослеп. Но за 10 лет до этого ему удалось построить фенакистископ -- маленький лабораторный прибор, из которого выросло все современное кино.

Фенакистископ (рис. 1. 1) был итогом 5 лет исследований способности сетчатки человеческого глаза сохранять изображения. Это прибор для демонстрации движущихся рисунков. Его конструкция основана на персистенции человеческого зрения - способности сетчатки человеческого глаза сохранять световое изображение в течении некоторого времени. Ощущения, возникающие в органах чувств, не угасают сразу в момент прекращения раздражения этих органов внешним возбудителем.

Нисефор Ниепсе - отставной офицер французской армии - в 1824 году открыл процесс, названный им гелиографией. В 1829 году Жан-Мандэ Дагерр подписал с ним договор о совместной работе. После смерти Нисефора Ниепсе в 1833 году Дагерр продолжал работу и использовал пары йода для очувствления посеребренной медной пластинки и пары ртути для закрепления полученного изображения.



Рис. 1. 1. Фенакистископ Плато.

Этот новый процесс он назвал дагерротипией. Первый аппарат для фотографирования весил больше 25 килограммов, время запечатления одного снимка составляло около 30 минут. В 1840 году оптик Шевалье усовершенствовал объектив, время выдержки снизилось до 20 минут. В 1881 году французский оптик Клодэ смог повысить чувствительность пластинок, смешивая йод с бромом и хлором. Время выдержки снизилось до одной минуты. В 1838 году англичанин Уинстон изобрел стереоскоп - прибор, дающий иллюзию пространства.

Таким образом, первые опыты движущейся фотографии относятся к 1851 году: в это время были выпущены в продажу первые фотографические стереоскопы.

Но эра фотографии в истинном смысле слова началась лишь после изобретения коллодиевых пластинок.

Англичане Арчер и Фрай создали в 1851 году «мокро-коллодионный» способ, с помощью которого стало возможным меньше чем за одну минуту получать хорошие негативы, которые легко было проявлять и размножать. Заниматься фотографированием могли только люди, имеющие определенные навыки - так родилась новая профессия -- профессия фотографа.

Французский оптик Дюбоск первый загорелся идеей оживить фотографии стереоскопа, и начал свои опыты в 1851 году. Стереофантаскоп, или биоскоп Дюбоска состоит в основном из двух барабанов, которые вращаются синхронно перед объективом стереоскопа, так что восстанавливают перед глазами одновременно и движение и рельеф. Большая часть аппаратов, созданных в это время и вплоть до 1870 года, устроена подобным же образом. Дюбоску и его современникам удалось, хотя и не в полной мере, оживить фотографию. Он изобрел зоотроп с объективами, который был укреплен в темной кабине, лента с изображениями заменена чувствительными пластинками. фонарем, проецирующим диапозитивы, размещенные на диске.

Колеман Селлерс сконструировал в 1863 году кинематоскоп. Селлерс отталкивался от приспособлений, применявшихся для моментальной смены изображений в стереоскопах.

Однако он разместил свои снимки уже не на диске и не на ленте, а один за другим, чтобы они образовывали колесо с лопастями. В 1870 году Генри Ренно Хейл из Колумбуса (штат Огайо) организовал первый в истории публичный сеанс. На диске Хейла было восемнадцать изображений: три серии из шести последовательных фаз движения вальсирующей пары.



Рис. 1.2. Аппарат Дюбоска.

Хейл демонстрировал свой фазматроп на благотворительном спектакле, организованном в Филадельфии «Обществом молодых людей» при евангелической церкви св. Марка.

Сконструированные аппараты были несовершенны и не выходили за границы лабораторий, их не пускали в продажу.

Около 1860 года успех моментальных съемок, превратившихся в сложную, но часто осуществляемую фотографами операцию, перестал зависеть от случайных обстоятельств. Для получения относительно моментального снимка все еще требовалось около секунды, которой было достаточно для того, чтобы модель застыла в каком-либо положении. Благодаря этому стало понятно, что любое движение, как бы быстро оно ни осуществлялось, могло быть запечатлено на фотографии.

Эта эволюция подала мысль видоизменить проекционные аппараты, заменив в них снимки последовательно сменяющихся поз сериями моментальных снимков. Таким аппаратом явились зоотропическая камера, созданная Дюмоном в 1859 году, и камера с вращающимися объективами, придуманная Дюко де Ороном в 1862 году.

Камеры с вращающимися объективами похожи на зоотропы с линзами. Окошечки снабжены фотографическими объективами, а лента с картинками заменена серией чувствительных пластинок.

Медленное развитие экономики и техники притормозили темп развития киноаппаратов.

Жюль Марэ родился в Бонне в 1830 году, в 1865 году работал врачом в парижском госпитале, был специалистом по кровообращению. Его внимание привлек аппарат, созданный Вьерордом из Тюрингии. Это была резиновая груша, вроде той, которую употребляли тогда фотографы. Это подало идею изобретателю. Браслет укрепляли на пульсе больного; через посредство резиновой трубочки приводилось в действие перо, которое наносило на закопченный цилиндр диаграмму пульсации крови исследуемого пациента.

В одографе, как и в других аппаратах, изобретенных Марэ, использовался записывающий цилиндр. Некоторые ученые уже пытались заменить этот процесс прямой регистрацией -- фотографией. Физиолог хотел придумать аппарат, который дал бы ему серию отпечатков.

Фотографическое ружье являлось разновидностью фотографического револьвера, созданного в 1873 году астрономом Янсеном.

Норвежский подданный Янсен родился в 1824 году. В 1874 году он изобрел и сконструировал фотографический револьвер. Этот «револьвер» в действительности был величиной с гаубицу. Ствол этого мирного оружия заключает в себе объектив, и его герметически закрытый барабан представляет собой камеру обскура, в которой часовой механизм приводит в движение насаженную на ось фотографическую пластинку, движущуюся с остановками, происходящими каждые 60 секунд, -- во время этих остановок производится съемка.

Фотографическое ружье физиолога Марэ -- весьма странный аппарат с широким дулом и круглым барабаном. Это был увеличенный и видоизмененный револьвер Янсена.

Ружье Марэ должно было действовать в 700 раз быстрее, чем револьвер Янсена, и делать 10 снимков в секунду. Такой скорости удалость достичь после замены мальтийского креста (использованного Янсеном) эксцентриком. В 1882 году готовое ружье было испробовано.

В 1882 году Марэ построил своё второе изобретение - первый хронофотографический аппарат, рис. 1.3.

Марэ был знаком со стробоскопическим методом Плато. Он знал, что диск с отверстиями, вращаясь перед глазом зрителя, разлагает движение на ряд неподвижных фаз. Уподобляя чувствительную пластинку сетчатке человеческого глаза, Марэ поместил перед объективом вращающийся диск с отверстиями. Вид первого аппарата Марэ был весьма странен. Фотографический аппарат просунут в отверстие перегородки. Перед ним вращается диск с отверстиями.

Рис. 1.3. Первый хронофотографический аппарат Марэ (1884). Вид кабины на рельсах.



Диск, имеющий около двух метров в окружности, приводится в движение снаружи ручкой, похожей на ручку колодезного ворота,-- такова была первоначальная форма ручки современного киноаппарата.

Хронофотограф с неподвижной пластинкой, хотя и был шагом вперед по сравнению с фотографическим ружьем, содержал, однако, элементы архаизма, что обусловило на многие годы застой в изобретении современного киноаппарата.

В этом новом аппарате употреблялся диск с окошечками, и поэтому снимки получались отчетливые, достаточного размера и поддающиеся увеличению. Использование этой техники в лабораторных условиях давало удовлетворительные результаты и было не слишком сложно.

Марэ отказался от движущейся пластинки по соображениям практическим и теоретическим одновременно. Марэ видел в этом отступлении большое теоретическое преимущество, ибо в работах по изучению движений людей и животных, опубликованных после 1800 года, все без исключения употребляли графический метод, при котором накладывали друг на друга последовательные изображения идущего человека, рис. 1. 4.

Рис. 1.4. Бегущий человек. Хронофотограф Марэ (1887)

Здесь видна тенденция Марэ получить экспериментальным путем изображения, которые существовали вначале лишь в теории.

Но уже в начале 1883 года, когда Марэ захотел углубить свои опыты, он столкнулся с невозможностью уместить на одной пластинке больше дюжины изображений, тогда как ему были нужны десятки дюжин, чтобы с успехом разложить некоторые движения.

Так он в 1887 году вернулся к вопросам механики, что привело его к хронофотографическому аппарату с подвижной пластинкой -- первой форме современного киноаппарата.

На смену мокрой коллодионной пластинке, которая была годна всего несколько минут, пришла броможелатиновая сухая пластинка, годная для подлинно моментальных снимков и сохраняющая чувствительность месяцы и годы.

Стало возможным заготовлять пластинки заранее и в большом количестве, делать запасы, пускать их в продажу. Возникла целая промышленность, отрасль химии, которая начала быстро развиваться.

Джордж Истмен родился в 1854 году в Уотервиле (штат Нью-Йорк), был сыном директора Рочестерской коммерческой школы и начал свою карьеру как банковский служащий. В 1880 году он в компании с В.-А. Стронгом открыл завод сухих пластинок, где впервые для нанесения эмульсии были употреблены машины, изобретенные в 1879 году Сваном.

Истмен вместе с полковником В.-А. Стронгом и Уильямом X. Уокером основал акционерное общество «Истмен драй плэйт энд филм компани» с капиталом в 300 тысяч долларов (12 млн. франков 1939 г.), целью которого было изготовление пленки в катушках.

Великой коммерческой находкой Истмена был выпуск в продажу фотоаппарата для любителей, простого и легкого, соответствовавшего рекламной формуле: «Нажмите кнопку, за остальное мы ручаемся». Этот аппарат он выпустил в свет в 1888 году под названием «Кодак» В «Кодаке» вместо стеклянной пластинки употреблялась катушка чувствительной негативной бумаги. Первый «Кодак» был снабжен объективом, который без специальной наводки на фокус давал возможность получать резкие изображения на расстоянии начиная от 1 метра до бесконечности. Катушка негативной бумаги позволяла сделать без перезарядки до 100 снимков. Роль любителя сводилась к трем операциям: зарядить аппарат, нажать кнопку, повернуть катушку. Затем снимки передавались в фотолабораторию для проявления и печатания.

Начина с 1888 года целлулоид начал заменять бумагу в катушках «Кодак», и употребление его стало общепринятым.

Появление катушек «Кодак» во Франции открыло Марэ возможности, которые он искал начиная с 1887 года. Между 15 и 29 октября 1888 года Марэ удалось сделать первые снимки на катушке бумажной пленки. Так впервые была практически разрешена проблема киносъемки. Пленочный хронофотограф имел все характерные признаки современного киноаппарата.

Это был фотографический аппарат, снабженный обтюратором в форме диска с окошечками, который приводился в движение ручкой; пленка в нем двигалась скачками, останавливаясь несколько раз в секунду, чтобы каждый раз можно было сделать снимок. Марэ был доволен тем, что, как он говорил в Академии наук, его хронофотограф с пленкой давал возможность разлагать движение для изучения движений человека и животных. Он удовольствовался лабораторным применением своего аппарата и не стремился его усовершенствовать для продажи и производства, рис. 1.5.

Рис. 1.5. Внешний вид хронофотографа Марэ (1887)



Луи-Эмэ-Огюст Лепренс родился в Меце в 1842 году. Он был сыном близкого друга Дагерра, учился в Бурже, Париже и Лейпциге и стал инженером-химиком.

В 1881 году Лепренс в Нью-Йорке, там он руководит устройством диорамы. Он пробует проецировать на экран движущиеся картины.

В октябре 1889 года, год спустя после Марэ, Лепренс с помощью Дж. В. Лонгли сконструировал съемочный аппарат с одним объективом.

В начале 1890 года Лепренс стал применять целлулоидные ленты после того, как испробовал самые различные материалы: слюду, желатин, коллодий на коже, стеклянные

В Германии доктор Оттомар Аншютц из Лиссы (Познань) применил аппарат типа аппаратов Мэйбриджа, потом аппараты с несколькими объективами типа аппаратов Лонда. Ему удалось получить снимки очень высокого качества (1886), и его фотографии скачущих лошадей, метателей диска и копья, акробатов, гимнастов и т. п. широко использовались художниками того времени.

Аншютц на основе своих опытов заинтересовался в особенности разложением движения. После того как он выпустил в продажу зоотропы, ленты которых состояли из его хронофотографий, изобретатель сконструировал фототахископ, или электротахископ, при посредстве которого можно было давать некий примитивный спектакль.

Этот прибор - цилиндрический железный каркас в виде большой бочки, в котором укреплены на вращающихся мельничных крыльях увеличенные фотографии. Аппарат приводится в движение ручкой, и фотографии появляются последовательно перед отверстием размером со сцену кукольного театра. При каждом появлении фотографии вспышка гейслеровской трубки внезапно ее освещает. Смена фотографий происходит в темноте. В упрощенной модели железный каркас заменен простым стробоскопическим диском, но и здесь сохраняется последовательность освещения.

Фотография и ее применение были для Марэ и Мэйбриджа главной отправной точкой их изобретений. Рейно же, гениалный самоучка, создал систему проекции движущихся картин, взяв за ее основу игрушку, приводившую в движение по принципу фенакистископа. Изобретатель Рейно родился в Монтрэ-су-Буа 8 декабря 1844 года.

Рейно сделал примитивный фенакистископ, проецирующий движущиеся картинки, и назвал его праксиноскопом.

Рис. 1.6. Праксиноскоп Рейно. В центре барабан с зеркалами. Вокруг лента с картинками.

Праксиноскоп происходит от зоотропа, он использует ту же ленту с картинками и вращающийся барабан. Но окошечки в барабане заменены зеркальной призмой, помещенной в центре аппарата. Эта праксиноскопическая призма состоит из 12 зеркал, каждое из которых отражает одну из 12 картинок ленты. Когда аппарат приводится в движение, зритель видит только одну картинку -- ту, которая отражается зеркалом, расположенным перпендикулярно к его полю зрения. Эта игрушка впервые позволила увидеть хорошо освещенную движущуюся фигуру; картинки просто сменяли друг друга без каких-либо затемнений, вызванных применением обтюратора или чего-либо подобного ему. В 1888 году Рейно зарегистрировал проекционный праксиноскоп, лента которого состояла из стеклянных пластинок, расположенных в виде кольца и соединенных лентами проклеенной ткани. Это был еще очень примитивный прообраз современной прозрачной и гибкой киноленты.

Рейн не построил аппарат для съемок на натуре, использующий праксиноскопическую призму, но он подал эту мысль многим изобретателям.

В1889 году Диксон расположил отверстия по обеим сторонам пленки по 4 пары на кадр. Он создал кинематографическую перфорированную пленку в такой форме, какую она в точности сохранила до наших дней. Расположение перфорационных отверстий было колоссальным прогрессом в изобретении движущейся фотографии, и последствия его почти безграничны. Авторство фильма, этой прозрачной перфорированной пленки, несомненно, принадлежит Эдисону.

Диксон использовал для проецирования съемочный аппарат, построенный в Вест-Орэндже, который назывался кинетограф. Кинетограф мог быть проекционным аппаратом, хотя проецировал он плохо. Чтобы превратить кинетограф в аппарат, пригодный для проецирования фильмов на экране, надо было только увеличить отверстие в диске, служившем обтюратором, и придать этому отверстию форму полукруга или полумесяца. Такая замена дала бы возможность проецировать на экран фигуры в натуральную величину. Аппараты Марэ позволяли запечатлеть десять-двенадцать изображений в секунду, но добиться полной остановки пленки было чрезвычайно трудно -- специальная прижимная рамка задерживала пленку, однако иногда она продолжала двигаться, невзирая на это приспособление, и изображение получалось смазанным.



Рис. 1. 7. Фрагмент пленки Эдисона и барабан, за который зацепляются отверстия пленки

Лента была короткой и несовершенной, но даже такую отыскать в продаже было нелегко. Жорж Демени родился в Дуэ 12 июня 1850 года. Он познакомился с Люмьерами в 1893 году, когда ему понадобились специальные пластинки для фоноскопов. Фоноскоп, как и кинетоскоп, является аппаратом, который дает изображение при посредстве непрерывного движения. Фиктивная остановка изображения достигается внезапным затемнением освещения, поэтому и невозможно получить ясную проекцию. но это был еще не фильм, а всего лишь диапозитивы расположенные по окружности стеклянного диска. Такой метод не мог обеспечить спектакль длительностью больше секунды. Именно из-за того, что Демени не отказался от своего архаического дискового метода и не пытался найти способ проецирования с пленки, он не смог осуществить коммерческое распространение хронофотографа.

Результатом совестной работы майора Латама с Лостом в 1893 году был аппарат со знаменитой петлей Латама. Петля Латама позволяла проецировать 1000 футов пленки, которая благодаря ей не рвалась.

Аппарат был видоизменением кинетоскопа и назван паноптикон. Представление паноптикона состоялось 21 апреля 1895 года. Армат довольно быстро понял, что для хорошей проекции необходимо прерывистое движение пленки толчками. Чтобы достичь этого, оба изобретателя применили передаточный механизм, называемый мальтийский крест.

Поль в 1895 году построил съемочный аппарат. Как человеку. хорошо знакомому с литературой по этому вопросу, ему достаточно было нескольких недель, чтобы закончить аппарат, который работал вполне удовлетворительно. Он закончил его 29 марта 1895 года, то есть шесть недель спустя после того, как был взят патент на кинематограф Люмьера. Аппарат Поля был снабжен двойным мальтийским крестом с семью лопастями, он был переносным, приводился в движение ручкой, можно было делать снимки повсюду, Поль ходил по берегу моря и по улицам, снимал сценки на открытом воздухе и таким образом снабжал фильмами кинетоскопы, продажа которых возобновилась. Первый свой фильм Поль проецировал зимой 1895 года на стене лаборатории. 8 марта 1896 года Поль получил патент на аппарат для проецирования фильмов, который он назвал биоскоп.

Он хотел использовать его коммерчески, но на две недели его опередил кинематограф Люмьера, сеансы которого были организованы в Лондоне. Тогда Поль переименовал свой аппарат сначала в театрограф, потом в аниматограф. Этот аппарат демонстрировался во время 15-минутных антрактов в программе мюзик-холла. В январе 1895 года Жоли сконструвал аппарат, который мог служить волшебным фонарем и проецировать фильмы на экран, но патент на свой новый хронофотографический аппарат он взял позже Жоли мог опередить Люмьера, но он, так же как и Патэ, был целиком поглощен кинетоскопом, поэтому и упустил эту возможность. Таким образом, в 1895-1896 годах насчитывались десятки изобретателей кино. Но среди них только Люмьеру удалось с помощью относительно совершенного аппарата дать первую серию спектаклей, имевших прочный успех.

Рис 1. 8. Биоскоп Демени. Съемочный аппарат. Модель 1895 год

2. Братья Люмьер и появление кинематографа

Антуан Люмьер родился в 1840 году в Ормеа (От-Саон). Сначала он был учитель рисования, потом, в 1862 году, стал фотографом в Безансоне. Дела его процветали, а вскоре после войны 1870 года он покинул главный город департамента Дуб и обосновался в Лионе вблизи площади Белькур. У него было тогда два сына, родившиеся в Безансоне: Огюст --20 октября 1862 года и Луи -- 5 октября 1864 года. Оба посещали Коммерческую и промышленную школу Мариньера.

В 1880 году употребление бромо-желатиновых пластинок начало распространяться в Европе, и Антуан Люмьер увидел в этом возможность расширить свою торговлю. Он снял в квартале Монплезир барак, где начал изготовлять пластинки (рецептура изготовления их была указана в соответствующих изданиях того времени) с помощью своей жены и сыновей, которые в то время кончали школу. Молодой Луи гордился тем, что иногда ему удавалось изготовить до 100 дюжин пластинок в день.

Предприятие процветало, потому что новых пластинок, ценимых фотографами-любителями, было еще очень мало в продаже. Наняли двух рабочих, потом четырех, потом десятерых. Луи Люмьер, освобожденный от работы по изготовлению пластинок, мог использовать свои познания в области химии. В 20 лет он заметно улучшил рецептуру Ван Монкховена и доказал превосходство своего процесса, сфотографировав полет майских жуков в 1882 году.

В 1885 году фабрика Люмьера уже изготовляла в год 110 тысяч дюжин пластинок с синей этикеткой (приготовленных по рецепту Люмьера). В 1895 году ежедневная продукция фабрики была 50 тысяч пластинок и 4 тысячи метров фотобумаги.

На фабрике использовались 25 маленьких электромоторов, 3 паровых генератора, полировочная машина. Каждые три дня фабрика поглощала два вагона стекла, то есть 7500 килограммов в день. 280-300 рабочих и работниц наполняли мастерские, где механизация еще не очень развита, если судить по фотографиям того времени. За 15 лет работы фотограф и его сыновья стали крупными и уважаемыми промышленниками.

В конце сентября 1894 года Антуан Люмьер-отец, будучи в Париже, купил за 6 тысяч франков кинетоскоп, который он дал своим детям.

С октября 1894 года они ищут способы проецирования фильмов на экран.

Изобретение аппарата, который изобретатели назвали именем, принесшим им богатство и славу, -- кинематографом, -- сводилось к удачному применению передаточного механизма.



Рис. 2. 1. Первый экспериментальный аппарат Люмьера.

Главной частью механизма, аналогичного передаче швейной машины, был эксцентрик, который трехтактным движением перемещался внутри кадра (овального, потом прямоугольного).

Это устройство было известно всем механикам, по крайней мере, с 1877 года, под названием эксцентрическая передача Трезеля.

Кулачковый механизм, приводящий в движение эксцентрик, имел специальные зубцы, входящие в отверстия перфорации. Сохранение четырех пар перфораций Эдисона только усложняло процесс. Но число дырочек не играло роли. Важно то, что принцип перфорации позволяет с точностью центрировать местонахождение изображения.

Первый патент был взят 13 февраля 1895 года, потом к нему было сделано четыре дополнения -- 30 марта и 6 мая 1895 года, 28 марта и 28 ноября 1896 года.

Все патенты были взяты на имя обоих братьев, но Огюст с честностью, делающей ему честь, всегда твердил, что Луи, поскольку ему первому пришла мысль о передаче, один был подлинным изобретателем кинематографа. Луи делал первые снимки и организовал коммерческую эксплуатацию аппарата.

В течение 1895 года для изготовления определенного числа кинематографов Люмьер обратился к инженеру Карпантье, фотобинокль которого, созданный в 1892 году, считался одним из лучших фотоаппаратов. Карпантье изготовлял оптические аппараты, и мы знаем, что немного времени спустя после кинематографа он взял патент на кинеграф.

Аппарат, коммерческая эксплуатация которого началась в конце 1896 года, давал громадные преимущества по сравнению с другими аппаратами того времени.

Это был механизм легкий, прочный, приводимый в движение простой ручкой, весьма портативный и обладающий тем замечательным свойством, что, как указывалось в первом патенте, он мог служить для трех целей: съемки, проецирования на экран и печатания позитивов. Оператор, вооруженный кинематографом Люмьера, имел в своем распоряжении как бы волшебный ящик, который мог превращаться в съемочное ателье, копировальную фабрику, проекционную камеру и который мог действовать где угодно, в любом месте земного шара, рис. 2. 1.

Заслуга Люмьера, не говоря уже о технических качествах его аппарата, заключается в том, что он применил свой аппарат для съемки фильмов совершенно нового типа, имеющих большую коммерческую ценность, а также в том, что со свойственной ему деловитостью он организовал во всем мире серию представлений, которые послужили отправной точкой распространения моды на кино. Поэтому вполне заслуженно большинство европейских стран стало употреблять для обозначения этого зрелища, характерного для XX века, сокращенное слово «кино», «кинематограф» от «cinйma», выбранное изобретателем для определения нового типа хронофотографического аппарата. Вскоре Луи Люмьер научился снимать свои первые фильмы со скоростью 15 кадров в секунду.

Первое публичное представление фильмов Люмьера было дано в Париже 22 марта 1895 года был показан фильм «Выход рабочих с фабрики Люмьер».

Сеанс 13 июля 1895 года в Париже в салоне «Ревю женераль де сьянс» перед приглашенной публикой уже имел вид генеральной репетиции -- здесь было показано 12 фильмов в качестве иллюстрации к лекции. Осенью два сеанса состоялись в Брюсселе и в Сорбонне

Рис. 2. 2. Аппарат Люмьера. Модель 1895 год.

Первый публичный платный сеанс кинематографа Люмьера был дан в Париже в подвале «Гран кафе» на бульваре Капуцинов, 14, вечером 28 декабря 1895 года. Представления имели потрясающий успех, который получил мировой резонанс. Дата 28 декабря 1895 года отмечает конец периода изобретений. Фаза лабораторных исследований закончена. Начинается царство кино.

3. История возникновения голографии

Голография - одна из новых областей науки и техники. Она была открыта в 1947 году английским ученым - профессором Д. Габором, - который предложил интерференционный метод регистрации световых волн. Слово «голография» происходит от греческих слов holos - полный и grapho - пишу, что означает полную запись изображения.

Голография, представляющая собой фотографический процесс в широком смысле слова, принципиально отличается от обычной фотографии тем, что в светочувствительном материале происходит регистрация не только интенсивности, но и фазы световых волн, рассеянных объектом и несущих полную видеоинформацию о нем. Как средство визуализации, голограмма обладает уникальным свойством: в отличии от обычного плоского фотографического голографического изображение может воспроизводить точную трехмерную копию оригинального объекта. Такое изображение с множеством ракурсов, изменяющихся с изменением точки наблюдения, обладает удивительной реалистичностью и часто неотличимо от реального объекта.

Голография начала бурно развиваться и приобрела большое практическое значение изобретения в 1960 году первого лазера советскими физиками - академиками Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым - и американским ученым Ч. Таунсом.

Начало изобразительной голографии было положено работами Э. Лейта и Ю. Упатниекса, получившими в 1962 году первую объемную пропускающую голограмму, восстанавливаемую в лазерном свете.

Решающее значение для развития изобразительной голографии имели работы Ю. Н. Денисюка, выполненные в 1962-1965 годах.

Он впервые получил отражательные голограммы, позволяющие воспроизводить объемные изображения в некогерентном свете. Первые высококачественные голограммы по его методу были выполнены Г. А. Соболевым в 1968 году на особомелкозернистых «прозрачных» фотоматериалах, разработанных под руководством профессора Н.И. Кириллова. Возможности голографии как изобразительного средства исследовались и продолжают развиваться в самых различных направлениях.



Рис. 3.1. Схема изготовления отражательных голограмм Ю.Н. Денисюка

Первые голографические портреты были получены в США в 1968 году Л. Зибертом, а в СССР Д.И. Стаселко и Г.А. Соболевым.

В 1969 году в США С. Бентон изготовил радужную голограмму щелевым методом, при котором регистрируется множество только горизонтальных ракурсов изображения. Такие голограммы воспроизводят трехмерное изображение в некогерентном свете. Однако в изобразительной голографии радужные голограммы занимают лишь ограниченное место, поскольку они подвержены хроматизму и аберрации различных видов, а также возникает невозможность правильно передавать цвета объекта.

В 1977 году Л. Кросс получил мультиплексную голограмму из множества обычных фотографий объекта, снятых с множества точек зрения, лежащих в горизонтальной плоскости. Такую голограмму можно изготовить в виде голографического барабана, а изображение воспроизводить как изображение радужной голограммы в белом свете лампы накаливания. При вращении барабана изображение внутри него двигается, если при съемке последовательных фотографий объект перемещался. В СССР голографический барабан был впервые продемонстрирован Ш. Д. Какичашвили.

Объемное голографическое изображение имеет общие свойства с многоракурсным стереоскопическим изображением, также передающим большое число ракурсов. В связи с этим возможен перевод многоракурсного стереоскапического изображения в голографическое. Такой процесс оказывается весьма важным для получения голограмм объектов, освещенных обычным некогерентным светом. Если объекты очень велики по своим размерам, такой способ получения их голограмм оказывается практически единственно возможным.

Голограммы, получаемые в свете лазера с одной длины волны, воспроизводят монохромные изображения. Для получения цветных голограмм, правильно производящих в едином целом изображения детали объекта разного цвета, необходимо регистрировать и затем воспроизводить в простейшем случае три цветоделенных изображения объекта, красное, зеленое и синее.

В этом случае экспонирование фотоматериала ведется одновременно в трех длинах волн, как показано на рис. 3. 2. для съемки отражательной голограммы, где 1. а,б,в-лазеры, излучающие свет в красной, зеленой и синей частях спектра; 2. а,б,в - оптические элементы, позволяющие совместить излучение трех лазеров в одном пучке; 3 - зеркало; 4- линза, расширяющая суммарный пучок света лазеров; 5 - фотопластинка; 6 - объект съемки.

Источники света для изобразительной голографии и голографического кинематографа подразделяют на две группы: для записи и воспроизведения голограмм.

К первой группе относятся лазеры непрерывного действия и импульсные различных типов; ко второй - лазеры непрерывного или квази-непрерывного действия и источники некогерентного света.



Рис. 3.2. Схема изготовления цветных отражательных голограмм

При изготовлении голограмм в качестве исходных изображений используют не только голографические, но в ряде случаев и многоракурсные стереоскопические изображения. Для перевода в голографические используют различного рода многоракурсные стереоскопические изображения. Наиболее перспективным является способ голографирования многоракурсных стереоскопических изображений, получаемых с помощью мелколазерного растра, состоящего из большого количества сферических линз, и объектива с большой апертурой, рис. 3. 3.

Рис. 3.3. Схема съемки многоракурсного стереоскопического изображения с помощью линзового растра и объектива с большой апертурой

Съемка производится следующим образом: осветительный прибор обычного некогерентного света l освещает объект 2. Лучи света, отраженные от объекта съемки, проходят через объектив 3 с большой апертурой (чем больше апертура объектива, тем шире зона видения объекта). В отсутствии растра 4 объектив сформировал бы трехмерное изображение 5 позади своей фокальной плоскости. Между главной и фокальной плоскостями объектива располагается растр 4, состоящий из большого количества линз со сферическими поверхностями, которое фокусирует на фотопластинке (или фотопленке) 6 изображение различных элементов поверхности объекта 2. Под каждой линзой растра на пластинке 6 фокусируется только часть изображения 2. Каждый малый элемент поверхности объекта 2 фокусируется на фотопластинке под несколькими линзами (меньше общего числа линз). При этом изображения под разными линзами отличаются друг от друга ракурсами. Таким образом, на фотопластинке 6 регистрируется в виде отдельных фрагментов многоракурсное стереоскопическое изображение.

Голографические экраны для проекции трехмерных голографических изображений, обладающих свойством фокусирования и размножения изображения, предложены в научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ).

Ранее разработанные Д. Габором голографические экраны, не обладающие свойством точечного фокусирования и собирающие отраженный или проходящий свет в широкие зоны, не пригодны для проекции голографических изображений с полной передачей объема. В зависимости от класса в голографическом кинематографе можно использовать голографические экраны двух различных видов.

В системах первого класса с передачей ракурсов изображения по горизонтали и вертикали применяют точечно-фокусирующие голографические экраны. В системах второго класса с передачей ракурсов изображения только по горизонтали используют линейно-фокусирующие голографические экраны.

Голографические экраны бывают отражающие и просветными. Отражающие экраны для целей кинопроекции представляют наибольший интерес, так как обладают тем преимуществом, что кинопроекционная установка занимает меньше места, поскольку между экраном и кинопроектором могут располагаться зрители, особенно в случае большой аудитории.

Просветлённые голографические экраны имеют возможности более простого совмещения в единой конструкции кинопроектора и экрана; это удобно для небольших установок, рассчитанных на ограниченное количество зрителей.

Голографические экраны, предназначенные для кинопроекции фильмов с трехмерным изображение, должны обладать:

· Высокой дифракционной эффективностью (50-70%), обеспечивающей получение достаточно высокой яркости при приемлемых значениях светового потока кинопроектора;

· Малым светорассеянием, обеспечивающим сохранение высокого контраста проецируемого изображения; причем отношение сигнал/шум 50-100 (в пределах зоны видения) следует считать приемлемым;

· Малыми хроматическими аберрациями; расхождение между дифрагированными лучами разных длин волн (синей, зеленой, красной), падающими на малый элемент поверхности экрана в одном направлении, недолжно превышать 1-2 угловых минут во избежание появления цветных контуров изображения;

· Малыми аберрациями, обеспечивающими достаточно большие размеры зрительных зон; поперечные аберрационные смещения дифрагированных лучей в пределах 5-10 мм в зрительной зоне следует считать приемлемыми;

· Равномерностью дифракционной эффективности экрана по его полю в каждой зоне видения, составляющей 5-10% в случае плавных изменений и 2-4% в случае резких изменений; равномерность дифракционной эффективности экрана от одной зрительной зоны к другой должна быть в пределах 10-20%;

· Отсутствием посторонних лучей света в зрительных зонах; блик от поверхности стекла экрана должен отражаться вне зоны видения; дифрагированные лучи дифракции минус первого и высших порядков, формирующие ложные изображения, также не должны проходить через зрительные зоны.

Рис. 3.4. Схема изготовления отражательного фокусирующего множительного голографического экрана с помощью линзы; а- вид сверху; б-вид сбоку

На схеме рис. 3. 4 : l -большая линза, создающая сходящийся опорный пучок света3; 2 - первичный фокусирующий центр экрана; 4- линейный растр с горизонтально расположенными цилиндрическими линзами, рассеивающими свет по вертикали в виде отрезка 5 (растр используется только при изготовлении линейно-фокусирующих экранов); 6,7 - объектные пучки; 8 - фото пластинка - будущий голографический экран; 9,10 - вторичные фокусирующие центры экрана; 11-лазер (при изготовлении экрана и проекции цветных киноизображений используют лазеры трех длин волн).

При использовании голографического экрана возможно как поочередное экспонирование из каждого вторичного фокусирующего центра 9,10, так и одновременное из всех центров.

Первый способ отличается отсутствием ложных интермодуляционных решеток, возникающих за счет взаимодействия сигнальных пучков между собой.

Второй способ имеет преимущество большой глубины модуляции коэффициента преломления света голографическими решетками при одинаковой толщине и структуре слоя и одинаковой суммарной экспозиции.

Простейшим экраном, пригодным для проекции трехмерных голографических изображений, является зеркало с вогнутой поверхностью.

4. Обзор работ по созданию голографического кинематографа

Метод рассеивающей пластинки был предложен Гейнсом и Бруммов. В этом методе (рис. 4.1 а) ) объект l освежается когерентным светом 5. Лучи, отраженные от объекта, проходят через пластинку 2. Часть преломленных лучей проходит через кинопленку 3, которая освещается также опорным пучком 4. На небольшой голограмме можно зарегистрировать изображение большого объекта l в широком диапазоне ракурсов, зависящем от ширины пластинки 2.

На рис. 4.1 б) показана схема воспроизведения киноизображения. Голографический фильм 3' освещается восстанавливающим пучком 4' в противоположном направлении. Дифрагированные лучи проходят от фильма 3' к аналогичной рассеивающей пластинке 2', преломляются и формируют в пространстве большое голографическое изображений 1', рассматриваемое зрителями 6. Это изображение является псевдоскопическим, однако возможно произвести обращение изображение в ортоскопическое. В голографии ортоскопическим изображением называется такое, в котором распределение разности фаз на поверхности изображения объекта соответствует распределению разности фаз на поверхности объекта. Наблюдатель видит при этом «обычное» изображение объекта (в «необычном» выпуклости изображения могут соответствовать вогнутостям объекта и наоборот).

Метод рассеивающей пластинки имеет низкую световую эффективность, так как малая часть световых лучшей проходит через кинопленку. Но во время съемки. основной недостаток этого метода заключается в очень низком отношении сигнал/шум.

Рис. 4. 1. Схема съемки (а) и воспроизведения (б) голографического фильма методом рассеивающей пластинки

Резкость и контрастность изображения получаются неудовлетворительными. Дело в том, что размер рассеивающего элемента пластинки должен быть очень мал, меньше зрачка человеческого глаза, чтобы зрительно не замечал структуру пластинки, а для достижения высокой резкости изображения необходимо, чтобы точность падения дифрагированных лучей на пластинку была очень высокой. Цель, в которую должен попасть дифрагированный луч, должна быть в сотни раз меньше, чем рассеивающий элемент. Для большой аудитории это означает, что аберрации восстановленных лучей должны быть меньше угловой секунды, что на практике достигнуть невозможно.

Другой метод, метод большой линзы, был исследован Лейтом, Бруммом и Хсиао. В этом методе (рис. 4.2 а) ) объект l освещается пучком когерентного света 5. Лучи, отраженные от объекта l, фокусируются большой линзой 2 на кинопленку 3, куда также попадает опорный пучок 4. Небольшой голографический фильм 3 может фиксировать изображение большого объекта l. Диапазон ракурсов зависит от диаметра линзы 2. Изображение воспроизводится по схеме (рис. 4.2 б) ). Голографический фильм 3' освещается восстанавливающим пучком 4'. Восстанавливающие лучи проходят от фильма 3' через линзу 2, которая формирует в пространстве псевдоскопическое изображение l' объекта для зрителя 6. Можно также осуществить обращение этого изображения.

Подобный метод не применим для большой аудитории, так как потребуется иметь линзу диаметром в несколько метров что трудной осуществить. Кроме того, угол поля линзы очень мал вследствие большого расстояния между линзой пленкой (порядка одного градуса и менее), что тоже неприемлемо для кинематографа.

Рис. 4. 2. Схема съемки (а) и воспроизведения (б) голографического фильма методом большой линзы



Существует еще несколько методов, которые также имеют ряд несовершенств:

· Метод большого зеркала Ю. Н. Денисюка;

· Метод больших цилиндрических линз Д. Джона;

· Метод многогабаритной съемки Р.Н. Денисюка;

· Метод изготовления голограмм с предварительной съемкой в некогерентном свете через множество маленьких линз Р. Поля;

· Метод голографической киносъемки объектов, движущихся по эллипсу Г.Куртца;

· Метод голографической съемки с помощью комплекса плоских зеркал Т. Окоши.

Все рассмотренные методы могут найти применение в различных областях для визуализации объемных изображений, но не имеют серьезных перспектив для художественного голографического кинематографа.

В марте 1985 года К. Эйкинзман и Г. Фиман (Франция) сняли короткий голографический кинофильм на 126-миллиметров голографическую кинопленку. Для киносъемки использовалась киносъемочная камера с непрерывным движением пленки и импульсный лазер. Трехмерное монохромное голографическое киноизображение воспроизводилось с помощью устройства Visi-Laxer 3D при частоте 24 кадров в секунду и при размере кадры 100х100миллиметров.

Поиски путей создания голографического телевидения ведутся с тех пор, как получили первые голографические изображения в лазерном свете.

После первых положительных результатов по съемке монохромного голографического кинофильма, продемонстрированного в 1976 году в научно-исследовательском кинофотоинституте велись работы по проверке принципов цветного голографического кинематографа и созданию технических средств, которые включают: лазеры для съемки, копирования и проекции; потику (киносъемночные и проекционные объективы, большие зеркала и линзы, различные оптические элементы; фотоматериалы (пленки для съемки и копирования с лазерами непрерывного действия и импульсными, пластинки для голографического экрана): процессы обработки и проявочные машины; съемочную, копировальную и проекционную аппаратуру; вспомогательное электронное и механическое оборудование.

В 2008 -2009 годах в научно-исследовательском кинофотоинституте составлена программа съемки первого коммерческого голографического кинофильма и сооружения первого в мире голографического кинотеатра на 100 зрительских мест.

Ранее проведенные научно-исследовательские работы, съемка короткого голографического фильма-ролика и воспроизведение цветных трехмерных изображений перед голографическим экраном размером 1 метр показали, что имеется принципиальная возможность создать коммерческую систему голографического кинематографа, снять коммерческий голографический кинофильм и показать его в голографическом кинотеатре.

Такая возможность была подтверждена научной общественностью США, России, Англии, Франции на многочисленных конференциях и публикациях. Великий русский кинорежиссер Андрей Тарковский в 1985 году в своем выступлении перед кинематографистами Италии сказал, что “важнее всего было бы для кино стать голографическим”. Подобное мнение высказывали и другие выдающиеся деятели искусства кино. как например, С.А. Герасимов. Замечательный композитор Э. Артемьев, известный своими работами в кино, в журнале “Вопросы философии” писал “Качественное кино найдет наконец себя именно в голографии”. В 2008 - 2009 годах были разработаны программы создания комплекса технических средств театрального голографического кинематографа (руководитель В.Г. Комар). Программа предусматривает съемку коммерческого голографического кинофильма и сооружение голографического кинотеатра на 100 зрительских мест. Предлагается изготовить экран из широких полос голографической пленки, которая экспонируется последовательно небольшими участками с помощью импульсных лазеров, что позволяет значительно упростить и удешевить изготовление экрана.

В 2009 году была разработана (В.Г. Комар и С.И .Озеров) оригинальная компьютерная программа, позволяющая получать на компьютерном устройстве из пары изображений одной сцены, снятой в двух ракурсах, произвольное множество изображений промежуточных ракурсов, имеющих практически такое же качество как исходные изображения. Это позволяет снимать для голографических фильмов отдельные сцены больших размеров (на натуре) при естественном, а не лазерном свете, используя многоракурсный метод.



Заключение

Голография предусматривается для применения в последних достижениях электроники и оптики. Однако, в настоящее время цифровые электронные приборы еще не смогут заменить голографическую кинопленку, так как разрешающая способность этой пленки (до 10000 линий на миллиметр) в настоящее время более, чем на порядок превышает разрешение цифровых электронных приборов.

Возможности голографии как изобразительного средства продолжают исследоваться. Возможно, в скором времени достижения этой области будут доступны массовой публике.

фотоаппарат кинематограф голография изобразительный



Список использованной литературы

1. Жорж Садуль, Пер. Т.В. Иванова. Всеобщая история кино. Том 1. Изобретение кино 1832-1897 г, Пионеры кино 1897-1909. -М.: Искусство, 1958. - 500 с.

2. Кольер Р., Беркхард К., Лин Л. Оптическая голография. - М.: Мир, 1973. - 686 с.

3. Комар В.Г., Серов О. Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф. - М.: Искусство, 1987. - 286 с.



Приложение

Два плоских воздушных конденсатора одинаковой ёмкости соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов U=300 В. Определите разность потенциалов этой системы, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнено слюдой(е=7).

Пространство между пластинами первого конденсатора заполнено воздухом (), между пластинами второго слюдой (е=7). Найдем :

(1.1)

(1.2)

Выразим из (1) и (2). Получим:

(2.1)

(2.2)

Прировняем (2.1) и (2.2). Получим:

(3.1)

Выразим из (3.1) , получим:

(3.2)

Изначально было два воздушных конденсатора одинаковой емкости:



(4.1)

Соединили 2 конденсатора с воздухом и слюдой между обкладками:

(4.2)

Выразим из (4.2):

(5.1)

Подставим в (5.1) выражение (4.2).Получим:

(5.2)

Так как равно:

(6.1)

Используем (3.2), получим:

(6.2)

Подставим в (5.2) выражение (6.2) и найдем искомую разность потенциалов :

=

Ответ:

Размещено на Allbest.ru