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Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung naturfarbiger Projektions-insbesondere Reihenbilder.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zu dessen Durchführung nötigen Einrichtungen zur Erzeugung und Wiedergabe von in den natürlichen Farben erscheinenden Projektionsbildern mit besonderer Berücksichtigung der Kinematographie und bezieht sich sowohl auf die Art der photographischen Aufnahme als auch der Projektion unter Verwendung vorhandener Apparate.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass durch einen besonders gestalteten vor das. Aufnahms- objektiv geschalteten Glaskörper mehrere aneinanderschliessende Teilbilder auf derselben Platte (Filmfläche auf einmal erzeugt und diese Teilbilder unter Vorschaltung eines analogen Glaskörpers vor die Projektionslinse wieder zu einem naturfarbigen Projektionsbild vereinigt werden, wobei nach dem bekannten Drei-bzw. Vierfarbenverfahren die Farbenauslese für die einzelnen Teilbilder durch entsprechende Lichtfilter geschieht.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Erzeugung von in jedem gewöhnlichen Reihenbildapparat abspielbaren Normalfilmen, von dem nach vorliegendem Verfahren gewonnenen Negativfilm, sowie auf ein besonderes kurze Belichtungszeiten ermöglichendes Aufnahms-und Wiedergabsverfahren, dessen Wesen darin besteht, dass die Teilbilder unter Lichtfiltern erzeugt werden, die jeweils nur eine der drei den Grundfarben entsprechenden Spektralbezirk verschlucken und die mit weissem Licht nacheinander projizierten Teilbilder jeweils mit der vom betreffenden Lichtfilter verschlucken Grundfarbe beleuchtet werden.
Die Hauptschwierigkeit der Farbenkinematographie liegt bekanntlich in der Ermöglichung entsprechend kurzer Beliehtungszeiten. Die gleichzeitige Aufnahme mittels dreier Objektive erzeugt ziemlich bedeutende parallaktische Verschiedenheiten der Teilbilder, die Teilung des Bildes hinter dem Objektiv nach dem Prinzip des Chromoskopes ergibt zu lichtschwache Teilbilder, ganz abgesehen davon, dass die zu beiden Verfahren notwendigen besonderen Aufnahmeapparate einer allgemeinen Einführung hindernd im Wege stehen.
Das nachstehend in einem Beispiel für Kinematographie beschriebene Verfahren, das jedoch auch für gewöhnliche Projektionsbilder mit jedem gewöhnlichen photographischen Apparat und jeder einfachen Projektionseinrichtung durchgeführt werden kann, arbeitet mit einem einzigen Objektiv und ergibt Teilbilder von voller Lichtstärke bei geringster parallaktischer Verschiedenheit.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 der Grundlage des Verfahrens schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt den Prismenkörper in den drei Hauptansichten und die in demselben entstehende Anordnung der Teilbilder, Fig. 3 das Überdecken der Teilbilder bei der Projektion, während die Fig. 4 und 5 sich auf besondere
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etwa ein Zehntel der praktisch vorkommenden kleinsten Distanz vermindert, wodurch sich kleine Abweichungen in der Annahme der Brechungsverhältnisse in dem Glaskörper 2 gegenüber den tatsächlich erforderlichen ergeben.
Der Glaskörper ist in beispielsweiser Ausführung in Fig. 2 in der Vorderansicht mit 2, in der Draufsieht mit 2'und in der Seitenansicht mit 2" bezeichnet. Der Glaskörper hat rechteckige Basis mit aufgesetzter stumpfer vierflächiger Pyramide, deren Kanten senkrecht zu den Basiskanten verlaufen und
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auch die Gestalt einer sehr stumpfen Doppelpyramide erhalten. Er stellt eine Verbindung von vier'
Prismen dar, deren für die Bildverschiebung massgebende Winkel in senkrechten Ebenen zur Basis liegen, die durch die Diagonalen derselben gehen.
Die Begrenzung der Basis ist übrigens für den Effekt nicht massgebend. Wie aus dem Strahlen- gang in Fig. 1 ersichtlich, wird der Bildpunkt A von einem an Stelle des Objektives i ! befindliehen Auge bei und. 4 gesehen und durch das Objektiv in al und all abgebildet. Es entstehen demnach neben- einander zwei fast identische Bilder, da aber der Glaskörper der Höhe nach analog gestaltet ist, so entstehen vier Bilder wie in Fig. 2 angedeutet.
Die Bilder weisen lediglich eine geringe parallaktische Verschiedenheit auf, die sich aus dem Abstand der Durehdringungspunkte der Strahlen a ! b'und a", b" mit der Glaskörperbasis ergeben. Die Parallaxe. wird um so kleiner, jenäher der Glaskörper an die Objektivöffnung herangedrückt wird. Dies ist nur dadurch beschränkt, dass die vier Felder des Glaskörpers nicht mehr durch die volle Öffnung abgebildet werden.
Am besten wird die gÜnstigste Distanz durch Versuche ermittelt, indem gegen eine gleichmässige teile Fläche eingestellt und mit dem Glaskörper so weit an das Obje1. -tiv herangerÜckt wird, bis bei einer Verschiebung der Pyramidenspitze a. us der optischen Achse die Felder nicht mehr ganz gleich hell bleiben.
Die so am Film entstehenden vier Bilder von jeweils dem halben Bildwinkel den ein ganzes Film- bild umfasst, können nun nach der Drei-oder Vierfarbensynthese durch entsprechende Lichtfilter auf- genommen werden. Beispielsweise kann ein Bild durch ein orangerotes, das zweite durch ein grünes und die beiden übrigen Bilder durch je ein¯blauviolettes. Filter gewonnen werden.
Die Filter, die natürlich so abzustimmen sind, dass alle Teilbilder die gleiche Belichtungszeit erfordern, können entweder dicht vor dem Film angebracht oder unmittelbar auf die Flächen des Glaskörpers aufgegossen werden.
Es ist natürlich vorteilhaft, den Glaskörper nach dem Prinzip der achromatischen Prismen durch
Aufkitten von Gegenkeilen stärkerer Lichtdispersion von der Farbenzerstreuung zu befreien, da jedoch die selektiven Filter nur Licht enger Spektralbezirke durchlassen, werden für viele Fälle auch gewöhnliche
Glaskörper Bilder von ausreichender Schärfe geben.
Wird nach dem so gewonnenen Negativfilm ein Positivfilm kopiert und derselbe in einem gewöhnliehen Projektor abgespielt, während vor dem Projektionsobjektiv ein entsprechender Glaskörper analog der Anordnung nach Fig. 1 geschaltet wird, so werden im allgemeinen am Schirm vier Abbildungen des ganzen Filmbildes zu je vier Teilbildern entstehen, die sich teilweise überdecken.
Bei entsprechender Wahl der Brechungsverhiiltnisse kann es dahin gebracht werden, dass sich die verschobenen Abbildungen der ganzen Filmfläehe mit je der halben Breite bzw. Höhe überdecken, so dass in der Mitte ein Teilbild aus vier übereinander fallenden Teilbildern entsteht, von denen je eines einem der vier verschobenen Abbildungen angehört.
Sind hiebei die Lichtfilter unmittelbar vor dem Film angebracht, so entstehen vier gleiche ver- schobene Bilder, von denen jedes aus einem roten, einem grünen und zwei violetten Bildchen entsteht.
Es überdecken sich dann in der Mitte ein rotes, ein grünes und zwei violette Bildchen, wie in Fig. 3 durch die eingeschriebenen Buchstaben r, g und v angedeutet ist. Werden die Filter jedoch auf dem Glaskörper angebracht, so entstehen die verschobenen Gesamtbilder in den verschiedenen Farben. Da beispielsweise das Teilbild links oben das Rotfilternegativ ist, so muss das rechte untere verschobene Bild durch das
Rótfilter gehen, da dann das in demselben links oben befindliche Rotfilterteilbild in die Mitte und zur Überdeekung mit den ändern Teilbildern kommt. Analog muss das grüne verschobene Bild links unten zu stehen kommen, damit sein Grünfilterteilbild rechts oben, also im Mittelbild zu stehen kommt.
In beiden Fällen entsteht durch die Überdeckung der Teilbilder ein naturfarbiges Projektionsbild.
Die Randbilder können durch einen in entsprechender Entfernung vom Objektiv angebrachten -Schirm mit rechteckiger Öffnung abgeblendet werden, so dass sie nicht mit auf den Schirm gelangen.
Es ist klar, dass nach diesem Vorgang ausser Kinobilder auch solche für ruhende Projektion mit
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Unter sonst gleichen Verhältnissen würde das Bild am Schirm natürlich nur die halben Seitengrössen eines gewöhnlichen Filmbildes besitzen. Es muss demnach, um ebenso grosse Projektionsbilder zu erhalten ;, ein Objektiv von der halben Brennweite bei viermal so starker Lichtquelle verwendet werden.
Um nach dBmNegativfHm einen Film zu erzeugen, der zum Abspielen am Projektor keiner anderen ; Vorkehrung als einer geschalteten Dreifarbenblende bedarf, dient nachstehendes Verfahren. Der Negativfilm wird unter Einhaltung des vorstehend für die Projektion eingehaltenen Vorganges in doppelter Vergrösserung auf den Kopierfilm projiziert, der ruckweise weitergeschaltet wird. Hiebei werden jeweils drei der vier Teilbilder abgedeckt, so dass bei jeder Weiterschaltung aufeinanderfolgend ein Rot-, ein Grün-und ein Violettfilterteilbildchen. zur Projektion gelangt, demnach kopiert wird.
,'Der Positivfilm besteht demnach für jede Bewegungsphase aus drei Teilfilterbildern ganzer Grösse. ist demnach dreimal so lang als ein gewöhnlicher Schwarzfilm, kann also dreimal so schnell abgespielt
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- werden als-ein solcher, wodurch eine gute Farbenverschmelzung zustande kommt, wenn der Film nach bekanntem Verfahren unter jeweiliger Vorschaltung des der Teilaufnahme entsprechenden Filters projiziert wird.
Um beim Kopieren jeweils nur ein Teilbildchen freizugeben, kann vor dem Negativfilm eine drehbare'Blende vorgesehen sein, die drei Ausschnitte, jeden von der Grösse eines Teilbildes in solcher Anordnung hat, dass bei je einer Dritteldrehung einer dieser Ausschnitte vor je einem der Teilbildchen zu stehen kommt. Mit jeder Weiterschaltung des Kopierfilms wird durch einen entsprechenden Mechanismus die Blende um ein Drittel gedreht. Nach drei Schaltungen wird der Negativfilm um eine Bildbreite'weitergeschaltet.
Die Hauptschwierigkeit der Farbenkinematographie besteht in der Erreichung genügend kurzer Belichtungszeiten, da die Sektionsfilter jeweils etwa zwei Drittel des ganzen Spektralbereiches verschlucken müssen. Hiedurch entstehen auch bei der Projektion empfindliche Lichtverluste. Nachstehend beschriebenes Verfahren beabsichtigt nun bedeutend kürzere Belichtungszeiten zu ermöglichen, ergibt allerdings stark mit weiss durchsetzte, also in den Farben zarte Projektionsbilder. Die Grundlage des Verfahrens ist folgende : Wird z. B. eine Aufnahme unter einem Filter gemacht, das nur den grünen Spektralbezirk verschluckt, das also etwa mit Rose-bengale (Höchst) gefärbt ist, so werden alle grünen Bildstellen im Positiv dunkel abgebildet.
Wird nun das Bild mit weissem Licht projiziert und der Schirm gleichzeitig im allgemeinen mit grünem Licht beleuchtet, so wird ein ziemlich sattes grünes Bild sichtbar, da die weissen Bildstellen durch das zusätzliche grüne Licht nur wenig ins Grünliche verfärbt werden, während die tiefsten Schatten nur in der Helligkeit des Grün, also im Kontrast entsprechend dunkel erscheinen. Ebenso wird eine Aufnahme unter einem Gelbfilter, das nur das Blauviolett verschluckt und eine unter einem Blaufilter, das hauptsächlich das Orangerot verschluckt gemacht ; werden die betreffenden Projektionsbilder am Schirm blauviolett bzw. orangerot beleuchtet, so werden jeweils die entsprechend gefärbten Schatten nach Massgabe ihrer Helligkeit dargestellt. Die Aufhellung der Halbschatten geschieht hiebei durch die Beimischung des an der betreffenden Bildstelle durchgelassenen Weiss.
Werden nun die Teilbilder rasch nacheinander projiziert und jeweils mit der Farbe beleuchtet, die das betreffende Aufnahmefilter verschluckt hat, so entsteht ein naturfarbiges Bild. Eine schwarze Bildstelle wird nacheinander durch Orangerot, Grün und Violett dargestellt, die sich subjektiv zu einem
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dunkler neutraler Schatten erscheint. Grün erscheint nach dem Rotfilterteilbild als grün beleuchteter
Schatten, in den beiden andern Teilfilteraufnahmen als helle Bildstelle, wird also als ein mit weiss versetztes
Grün dargestellt. Gelb erscheint nach der Blaufilteraufnahme als Orangerot beleuchteter nach. der Rottiltemufnahme (da die Absorption des Rose-bengale schon vor der Linie C beginnt) als grünbeleuchteter
Schatten gemischt mit dem Weiss der Gelbfilteraufnahme.
Durch die additive Mischung von grün und orangerot entsteht eine mit dem Weiss des Gelbfilterbildes versetztes Gelb. Ebenso lässt sich das Ent- stehen aller andern richtigen Mischfarben nachweisen.
; Zur Beleuchtung des Schirmes wird am besten nach der Anordnung nach Fig. 4 das Licht von der Projektionslampe genommen, da bei Schwankungen der Helligkeit der Lichtquelle diese gleicherweise im Projektionsbild und in der Schirmbeleuchtung erfolgen, die relative Helligkeit beider also gleich bleibt. Aus dem Lampenhaus 4 wird von der Lichtquelle 5 durch den Kondensor 6 ein Lichtkegel abgezweigt und'durch den unter 450 gestellten Spiegel 7 auf den Schirm geworfen. Die in den Weg des Lichtkegels gestellte Filterblende 9 besitzt drei Sektoren mit je einem orangeroten, grünen und violetten Lichtfilter und wird mittels Kettenübersetzung von dem auf der Achse der Objektivblende 10 sitzenden Kettenrad H, mittels des dreimal so grossen Kettenrades 12 mit dem dritten Teil der Drehzahl der Objektivblende angetrieben.
Um jeweils die den Teilbildern zugehörigen Blenden in den
Lichtkegel zu bringen, was z. B. beim Überspringen eines Teilbildes, oder wenn nicht gerade drei zusammengehörige Teilbilder herausgeschnitten wurden, nötig ist, dient erfindungsgemäss die Ein- richtung nach Fig. 5.
Die Kette, die die Übertragung von der Blendenscheibenwelle auf die Filterscheibenwelle besorgt, ist über die miteinander durch eine Stange od. dgl. verbundenen Rollen 13 und 14 geführt.
Denkt man das Kettenrad 11 der Blendenwelle festgehalten und die Rollen 13 und 14 mittels der
Schraube 15 od. dgl. nach auf-oder abwärts bewegt, so verdreht die Kette das Kettenrad 12 und damit die Filterscheibe um einen Sektor nach der einen oder andern Richtung.
Hiedurch tritt eine relative Verdrehung zwischen Blende und Filterscheibe ein, mittels derer 'die Schirmbeleuchtung mit dem jeweils projizierten Teilbild in Übereinstimmung gebracht werden kann.
Aus dem oben Erläuterten geht hervor, dass die Aufnahmsfilter für dieses Verfahren zu denjenigen nach dem gewöhnlichen Dreifarbenverfahren komplementär gefärbt, also bläulichrot, gelb und grünlich- blau sein müssen..
.. Da, dieselben nur jeweils ein Drittel des Spektrums verschlucken ist einleuchtend, dass sie eine bedeutende Abkürzung der Belichtungzeit erlauben. Die Filter können sowohl vor dem Film als auch am Glaskörper'angebracht"sein, der Positivfilm kann nach'dem beschriebenen Projektionsverfahren hergestellt'werden ..'.' ;-'-
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Es-ist jedoch klar, dass die Teilbilder hinter diesen Filtern auch nach aJlen andern Teilfarben- aufnahmsverfa. hren gewonnen werden können.
Unter Zugrundelegung der Verfahren nach vorliegender Erfindung können jedoch nach den hinter den besonderen Teilstellen gewonnenen Aufnahmen auch Filme für die bekannte additive Synthese erzeugt werden. Wird nach dem beschriebenen Verfahren der Positivfilm durch abwechselnde Projektion
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nur eines abgedeckt), z. B. das Gelbfilter-und Blaufilterbild, so erscheint im Positiv eine grüne Bildstelle'am hellsten, weil grün in beiden Teilbildern gewirkt hat, Violett und Orange aber halb gedeckt, weil Orange in der Blaufilteraufnahme, Violett in der Gelbfilteraufnahme nicht gewirkt haben. Beim Kopieren durch Übereinanderprojizieren der Rot-und Gelbfilteraufnahme erscheint eine orangerote Bildstelle am hellsten, eine violette und grüne halbgedeckt, weil violett hinter dem Gelbfilter und Grün hinter dem Rotfilter nicht gewirkt hat.
Analog erscheint beim Kopieren durch Übereinanderprojizieren der Blau-und Rotfilteraufnahme violett am hellsten. Es ist leicht ersichtlich, dass die Projektion des aus dem additiven Zusammenkopieren der Gelb-und Blaufilteraufnahme resultierenden Bildes mit grünem Licht erfolgen muss, allgemein also immer die Kombination zweier Teilfilteraufnahmen in dem Licht, das die beiden übereinander gelegten Teilfilter gemeinsam durchlassen.
Da die andern beiden Farben nur halb gedeckt sind, also auf eine reingrüne Bildstelle des grünen
Teilbildes dieselbe Bildstelle im violetten und orangeroten Teilbild halbhell folgt, tritt eine Weissbei- - mischung ein, die jedoch durch eine entsprechend kontrastisch arbeitende Positivemulsion ziemlich stark unterdrückt werden kann, so dass nach dieser Methode ziemlich farbenkräftige Projektionen zu erzielen sind, um so mehr, als die Farben hier im Kontrast zu den vollkommen dunkel wiedergegebenen tiefsten Schatten stehen.
Statt aus zwei Teilfilteraufnahmen durch Übereinanderprojizieren beim Kopieren ein Positivbild zú erzeugen, können jedoch auch nur die einzelnen Teilfilteraufnahmen am Positivfilm aufeinander- folgend kopiert werden. Jede Teilfilteraufnahme muss dann nacheinander in zwei Farben projiziert werden, u. zw. jede Teilfilteraufnahme in denjenigen zwei Grundfarben, die das betreffende Teilfilter nicht verschluckt hat.
Hiezu dient folgende Anordnung :
Ausser der Blende, die die Verdunklung während des Bildwechsels besorgt, ist noch eine Filter- scheibe vorgeschaltet, die die Filter der drei Grundfarben orangerot, grün und violett in drei Sektoren trägt und sich den dritten Teil so rasch dreht als die Verdunklungsblende. Die Filterscheibe steht so, dass der Filterweehsel in der Zeit zwischen zwei Bildwechseln erfolgt, so dass jedes Bild so lange es still- steht nacheinander in zwei Farben projiziert wird, u. zw. das Rotfilterbild violett und orange, das Gelbfilterbild orange und grün, das Blaufilterbild grün und violett. Hierauf erscheint das Rotfilterbild der nächsten Bewegungsphase, das wieder die erste halbe Zeit violett projiziert wird, sodann orange. das
Gelbfilterbild wieder orange und grün usw.
Die Farbenentstehung ist folgende : Eine orangerote Bildstelle ist sowohl in dem Rotfilter-als auch Gelbfilterbild hell, wird also einmal violett, zweimal orangerot und einmal grün projiziert, wird 'demnach doppelt so lange orangerot als in den beiden andern Farben erblickt, wodurch der subjektive Eindruck des Orangerot überwiegt.
Eine grüne Bildstelle erscheint in der Gelbfilter-und Blaufilteraufnahme hell, wird einmal orangerot. zweimal grün und einmal violett projiziert. Es überwiegt daher der subjektive Eindruck grün. Analog wird eine violette Bildstelle einmal orangerot, einmal grün und zweimal violett projiziert. Eine gelbe Bildstelle z. B. erscheint nur nach der Gelbfilteraufnahme hell. Da diese nacheinander orangerot und
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also wieder den subjektiven Eindruck Weiss bzw. Grau. Ebenso wie die reinen Grundfarben und Grau werden auch alle andern Mischfarben in ihren Tonwerten wiedergegeben.
Zum Schlusse sei noch erwähnt, dass der die Grundlage des Verfahrens bildende lichtbrechend Körper auch anders gestaltet sein kann, z. B. mit einem eine planparallele Platte bildenden Mittelfeld, an das sich seitlich keilförmig verlaufende Flächen anschliessen, wodurch drei Teilbilder nebeneinander entstehen. PATENT-ANSPRÜCHE :
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