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Procédé et dispositif pour la reproduction en couleurs des images animées.
La présente Invention ces rapporte à un nouveau pro- cédé pour la reproduction en couleurs des images animées d'âpre la méthode dite "additive", Elle concerne en outre des moyens pour l'exécution simplifiée de ce nouveau procédé.
Pour pouvoir reproduire. photographiquement en cou- leurs le contenu d'un champ d'image, on a l'habitude, dans la pratique, de prendre tout d'abord trois "extraits de couleurs".
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Ces trois extraits de couleurs qui sont pris soit à travers trois filtres colorés différemment (rouge, vert, bleu), soit
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avec don émulaionn flonaihilinÓolJ oxclunivomont pour Ion cou- leurs correspondantes, contiennent la "partie rouge", la"par- tie verte" et la "partie bleu-violet" des différents champs colorés du champ d'image reçu.
Pour la reproduction en couleurs des images obtenues de cette manière, deux voies sont ouvertes en principe : Tout d'abord la méthode dite "soustractive" et en second lieu la méthode dite "additive". D'après la méthode soustractive, des extraits de couleurs décrits sont tirés des positifs gradués en couleur qui sont ensuite colorés dans la couleur complémentaire du filtre avec lequel le négatif correspondant a été pris. Ces positifs gradués en couleurs- (dits "monochro- mes") sont alors superposés de manière à se recouvrir exacte- ment.
Dans ce procédé, des surfaces blanches apparaissent incolores, c'est-à-dire claires et transparentes dans les trois monochromes superposés. Elles sont par suite reprodui- tes sur la paroi de projection avec la même clarté que dans un film normal à noircissement. Des surfaces noires apparais- sent dans chacun des monochromes de couleurs différentes, dans la teinte maxima. Les monochromes superposés effacent par conséquent de la lumière qui les traverse aux pointe noirs du champ d'image successivement chacun un tiers du spectre visible. Les surfaces sombres apparaissent donc avec le même noir sur la paroi de projection que dans le film normal à noircissement.
Ainsi la "méthode soustractive" produit pour la projection la même portée de gradation qutun film à noir- cissement. A cet avantage de la méthode soustractive sont cependant joints, comme il est connu, de multiples inconvé- nients.
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Par contre, suivant la "méthode additive", des néga- tifs des extraits de couleur sont préparés des positifs normaux à noircissement qui, pour la projection, sont placés les uns à côté des autres. La projection se fait alors à l'aide de trois marches de rayons séparées qui traversent chacune un fil- tre de couleur saturé dont la couleur correspond à celle du filtre utilisé pour la prise de vue et qui amènent les images
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(101, t..ro1tJ pU1J1t11'13 on ().)Ctl'u1t do UUlI..L11' Il Ho couvrir uur lu paroi de projection. Ce procédé produit, il est vrai, des couleurs extraordinairement nettes et impressionnantes, mais il entraîne cependant unjrand manque de lumière.
Une surface blanche apparaît bien ici aussi transparente dans les trois positifs d'extrait de couleur, cependant comme dans les trois marches de rayons la lumière traverse des filtres de couleurs saturés, il en résulte par le recouvrement des trois rayons colorés de projection sur la paroi de projection non pas du "blanc" mais un "gris" qui ne possède qu'un septième à un dixiè- me de la olarté qu'on obtient dans le film à noircissement et dans la méthode soustractive. Comme la portée disponible de gradation ne s'étend ainsi que de cette valeur maximum de clar- té jusqu'au noir, on a besoin de sources de lumière environ dix fois plus fortes pour projeter un film suivant la "méthode additive" avec la même clarté que suivant la "méthode soustrac- tive" décrite au début.
Cet inconvénient ne peut pas être éliminé en aban- donnant pendant la projection les filtres colorés et en rem- plaçant les posititifs de noircissement par des positifs gra- dués en couleurs qui sont colorés dans la teinte du filtre
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utJ.1inÔ pour la réception. Dans co can, loo aurflaoov binnohoc transparentes dans toutes les trois images apparaîtraient bien sur la paroi de projection en un blanc non affaibli. Par contre, les surfaces noires ne seraient cependant pas noires,
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mais apparaîtraient par le recouvrement des trois rayons colo- rés saturés en un "gris" possédant environ un dixième de la clarté du blanc non atténuéw La portée de gradation totale serait alors simplement dans le rapport de 10 : qui est tout à fait insuffisant.
En réalité on reçoit de cette manière des images mates sans contraste suffisant.
Il est également impossible d'écarter le manque pré- judiciable de lumière dans la projection en plusieurs couleurs suivant la "méthode additive", en utilisant un film avec deux couches superposées et en copiant sur la couche inférieure le positif à noircissement habituel, et sur la couche supérieure dans la couleur correspondante du filtre un négatif gradué en couleurs de ce positif à noircissement. Dans ce cas, les. surfaces noires sont effectivement noires par l'effet des posi- tifs à noircissement. Par contre, les surfaces blanches ne sont transparentes que dans les positifs à noircissement, tandis que dans les négatifs gradués en couleurs qui sont au- dessus, elles apparaissent avec le ton saturé de la couleur correspondante du filtre.
Dans la projection, il se produit ainsi de nouveau, au lieu du "blanc", le "gris" de la méthode additive normale, comme décrit plus haut.
L'invention se rapporte à un procédé pour la repro- duction en couleurs des images animées qui permet l'application de la 'méthode additivett en éliminant la perte de lumière in- hérente jusqu'ici à cette méthode. Suivant cette invention, les différentes images partielles qui sont placées les unes à côté des autres dans l'appareil de projection et qui ne viennent en recouvrement que sur l'écran, sont composées cha- cime de deux images partielles se recouvrant directement, dont la première représente un positif à noircissement normal de l'extrait de couleurs correspondant, et la deuxième un positif gradué en couleur de l'extrait de couleurs qui correspond .'
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à cette couleur d'après les règles de la méthode soustractive, donc un véritable,"monochrome".
Comme de cette manière ne sont combinés que des positifs dans lesquels l'image d'une surface blanche apparaît toujours transparente, le blanc est reproduit avec la même clarté non affaiblie que dans un film à noircisse- ment ou dans un film en couleurs prépare d'après la méthode soustractive. Les surfaces noires apparaissent dans tous les trois positifs à noircissement pleinement couvertes et par suite sont aussi reproduites profondément noires sur la paroi de pro- jection. Dans ce nouveau procédé, on a ainsi à sa disposition la portée de gradation complète, depuis la transparence non affaiblie jusqu'au noir intégralement couvert.
Dans les parties on couleurs, l'imago reçoit ù chaque endroit des monochromes colorés sa teneur en couleur, et des images de noircissement qui se trouvent en couverture avec ces monochromes, la teneur en gris. Par exemple, un champ en rouge foncé apparaît complètement couvert dans les positifs à noir- cissement de l'extrait de couleur pris avec le filtre bleu et de l'extrait de couleur pris avec le filtre vert, tandis que dans le positif à noircissement de l'extrait de couleur reçu avec le filtre rouge il est reproduit complètement transparent.
Dans le monochrome de couleur rouge qui a été préparé suivant les règles du film soustractif en couleurs et qui représente, par conséquent, un positif gradué en couleurs de l'extrait de couleurs reçu avec le filtre vert, ce champ rouge apparaît ce- pendant comme surface rouge foncé. Sur la paroi de projection, la partie correspondante de l'image est donc reproduite en cou- leur rouge f oncé. En effet, le monochrome de couleur rouge; entre seul en action, parce que les autres monochromes sont complètement couverts par les images à noircissement correspon- dantes au point d'image correspondant.
Dans les demi-tons, on obtient également, par l'appli- cation du procédé décrit, des couleurs naturelles surprenantes
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qui sont particulièrement brillantes si on surgradue puisaam- ment les monochromes de couleurs dans les demi-tons faiblement couverts. On peut démontrer mathématiquement que l'on doit même obtenir une reproduction des couleurs absolument exacte si on établit les monochromes en utilisant une courbe de e g ra- dation qui a la forme d'une fonction exponentielle réciproque.
De telles courbes de gradation peuvent être obtenues avec une grande approximation quand on copie les monochromes, par exem- ple, suivant le procédé connu à la chromo-gélatine, d'un posi-
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tif pour la fabrication duquel a été employé:: un.: bieB. avec une courbe de gradation fortement concave.
Ce qui précède sera maintenant expliqué d'une manière plus détaillée à l'aide de la Fig.l. Cette figure représente une coupe transversale schématique d'un film F portant les deux couches S1 ot S2. Sur la coucho S2, vont copiées, suivant les règles habituelles du procédé additif, l'une à côté de
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l'nutre les trois imsp;es do noircisaomont bg, br, bv qui ropr0- sentent les positifs normaux des extraits de couleurs pris avec le filtre rouge, le filtre vert et le filtre bleu-violet. Sur
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11 autre couche S, se trouvent en recouvrement exact -tJZ6 1 avecytrcil images de noircissement précitées trois monochromes gradués en couleurs cg, cr, cv qui sont colorés dans les couleurs cor- respondantes de la méthode additive, c'est-à-dire également dans les couleurs vert, rouge et bleu-violet.
Ces monochrone s sont établis auivant les règles do ln méthode soustractive, c'est-à-dire que le monochrome de couleur rouge cr représente un positif gradué en couleur de l'extrait de couleurs pris avec le filtre de couleur verte,le monochrome de couleur bleue cv un positif gradué en couleur de l'extrait de couleurs pris avec le filtre rouge, etc..
Pour la copie des monochromes.,
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une J.nterverF%ion cyclique doit être nôr-ponni.rrment ciitroprido dans la position des extraits de couleurs sur le film pour la-
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quelle s'établit, dans l'application analogue des règles du film soustractif, le schéma
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Dans ce schéma, les lettres g, r, v indiquent la position de l'extrait de couleur reçu avec le filtre de couleur verte, le filtre de couleur rouge et le filtre de couleur bleu-violet.
Dans la projection d'un film suivant la Fig.l, il se produit naturellement des défauts de netteté si les deux couches S1 et S2 se trouvent de la manière représentée sur les faces opposées du film F. C'est pourquoi il est recommandé de disposer les deux couches S1 et S2 qui se trouvent en re-
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couvi,oit,uiit sur le même côté du 1'i1111 et, de pruf6i,ciice, de ma- nière qu'elles se pénètrent mutuellement. Si les monochromes en couleurs (c), par exemple, suivant le procédé d'imbibition, sont incorporés directement à la gélatine qui renferme déjà l'image prête en argent (b), on obtient un film dans le genre du schéma représenté par la Fig.2. L'émulsion E de ce film F consiste en une couche de gélatine teinte avec une intensite changeante et qui entoure les grains K de l'image d'argent.
L'intensité de teinte qui varie de point en point d'image est représentée, dans la fig. 2, par des hachures changeantes.
Pour l'exécution du procédé suivant l'invention, il est évidemment nécessaire de colorer de différentes couleurs les champs du positif qui appartiennent aux divers monochromes.
Il a été constaté que la production de cette coloration présente de très grandes difficultés si on réduit Ion monochromes (o ) avec les images decouverture correspondantes (b) de la manière employée jusqu'ici pour la méthode additive, dans la proportion 1 : 2 et si on les dispose en triangle à l'intérieur d'un champ d'image de telle sorte que les deux images supérieures remplis- sent la largeur totale de la moitié supérieure d'un champ d'ima- ge normal et que la troisième image*qui se tient en dessous se
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r , ' 1, n
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trouve dans le milieu de la moitié inférieure du même champ d'image.
Ces difficultés de la coloration peuvent cependant être complètement écartées si on n'emploie pas de réduction normale, mais qu'on soumet les images seulement à une déforma- tion unilatérale, dite "anamorphotique" qui est choisie-de manière ue les images puissent être placées les unes à côté des autres. Une déformation anamorphotique dans le rapport 1: 3,2 suffit ainsi pour maintenir le format et assure même entre les images une distance encore suffisante pour rendre impossibles des mélanges de couleurs sur les bords des images.
Le moyen le plus simple pour la production des images déformées anamorphotiquement est constitué comme on le sait par l'anamorphot de Abbé qui, suivant la fig.3 consiste en un ob- jectif normal 1 qui se trouve entre deux lentilles cylindriques crois6es 2, 3. Si on insère dans un tel objectif pour la divi- sion de l'image un jeu de prismes 4, une bague par exemple qu'un objectif normal suivant la fig.4 reproduirait comme cercle, sur le film, sera figurée trois fois comme ellipses situées l'une à côté de l'autre, ainsi qu'on le voit par la fig. 5.
Dans la pratique, il est évident que les anamorphots ou autres systèmes optiques opérant d'une manière analogue, tels quo par exemple l'Iiypergonar de Chrétien, ne se font que très difficilement avec division intérieure d'image. Ils donnent en outre le plus souvent des images partielles de trop faible luminosité. C'est pourquoi, suivant l'invention, on utilise de préférence pour la prise des films suivant l'invention un sys- tème suivant la fig.6 qui consiste en trois objectifs séparés disposés en triangle dont chacun projette sur le film une image déformée anamorphotiquement. Chacun de ces objectifs est précé- dé d'un filtre de couleur suivant la couleur duquel (rouge, vert, bâeu-violet) les trois objectifs sont désignés dans la f.ig.6 par R, G, et V.
Les objectifs G et V se trouvent tout
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auprès l'un do l'autre avec un écartement d'axes qui correspond aux deux tiers d'un champ normal d'image de film. L'objectif R se trouve dans le milieu au-dessous des objectifs G et V et est disposé de manière que son axe possède une distance de la ligne de jonction entre les axes de ces deux objectifs (G,V) qui corresponde à la hauteur d'un champ normal d'image de film.
Par les trois objectifs sont ainsi éclairés trois champs g1, v1, r1 qui, suivant la fig.7 sont répartis sur deux champs normaux d'image de film et se trouvent les une par rapport aux autres en triangle..L'avantage de ce dispositif consiste en ce qu'on obtient des objectifs très lumineux avec une'distance de pupil- les aussi petite qu'on peut imaginer et en outre on gagne la place pour un objectif d'une force lumineuse particulièrement grande pour l'extrait de couleur à recevoir avec le filtre rouge (R).
Si on part maintenant du format d'image du film normalet qu'on pooo pour bace uno distance focale do 50 mm, on peut arriver sans difficulté, dans les objectifs destinés pour la réception de l'extrait de couleur bleu-violet et de l'extrait de couleur vert (V, G), jusqu'à un rapport d'ouver- ture de 1: 3,2, ainsi que dans l'objectif destiné pour la récep- tion de l'extrait de couleur rouge jusqu'à un rapport d'ouver- ture de 1: 2,3 sans que l'écartement des pupilles dépasse 20 mm, c'est-à-dire sans qu'aux distances habituelles de prise de vue on atteigne un parallaxe dans l'espace inadmissible pour la pratique.
Bien que les différents extraits de couleurs gl, v1, r1 se répartissent sur deux champs d'image normaux d'un film, celui-ci est complètement utilisé. (à l'exception du premier et du dernier champ d'image d'une série d'images) par l'applica- tion du "triple anamorphot" représenté à la fig.6. Si, en effet, le film est après chaque prise de vue, avancé de la manière habituelle, d'un champ d'image, les trois extraits de
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couleurs g1, v1, r1 stassemblent en damier avec les trois ex- traits de couleurs précédents go, vo, ro et les trois extraits de couleurs suivants g2, v2, r2, comme représenté dans la fig.7.
Ainsi qu'il a déjà été mentionné plus haut, par l'u- tilisàtion du procédé anamorphotique de réception décrit, la préparation de positifs suivant le procédé de l'invention est simplifiée d'une manière décisive. On obtient en effet ainsi que les images qui doivent être colorées pareillement sur le ' positif sont situées les unes au-dessous des autres en séries
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lUl1gitucJlllflloD UOHt.l1mOiJ (voir par exemple la rungôo ro, ii, ra ) Aux différentes zones à colorer diffremment correspondent par conséquent des bandes longitudinales placées les unes à côté des autres sur la même bande de film, qu'après le procédé d'impres- sion, d'imbibition ou d'immersion on peut colorer directement en une opération unique.
D ans son ensemble, le procédé d e l'invention se pré- sente de la manière suivante :
En utilisant tout d'abord un objectif suivant la fig.
6, on reçoit tout d'abord cinématographiquement sur un film commun les extraits de couleurs rangés les uns contre les autres dont chacun est contracté, perpendiculairement à la direction de déroulement du film, anamorphotiquement sur un tiers environ de sa largeur normale. Les extraits de couleurs de même genre sont alors placées suivant la fig.7, les uns au-dessous des autres dans des bandes longitudinales continues du film. De ce
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-5 film négatif, dans tout d'abord, par copie de contact ou autre- ment un positif à noircissement (couche S2 dans la fig.l). Le film est ensuite pourvu d'une deuxième coûche S1 qui est desti- née pour la réception des monochromes gradués en couleur.
La préparation des monochromes gradués en couleur se fait d'après les règles prescrites par la méthode soustractive.
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Pour faciliter la disposition des monochromes relativement aux positifs de noircissement on établit un négatif-patron dans lequel les emplacements dans lesquels se trouvent les extraits de couleurs sont décalés en série cyclique. De ce négatif-p - tron peuvent ensuite être copiés, d'après le procédé d'imbibi-
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ti.on ou toute autre méthode rlui.vnlnrWo, Ion iiioïiooilropinti c1n différentes couleurs en recouvrement exact avec les images à noircissement précédemment copiées, au moyen d'une seule opéra- tion de travail sur la couche préparée d'avance S2 du film posi- tif.
Le film positif fini renferme alors les unes à côté des autres trois rangées d'images anamorphotiques qui sont colo- r6oo dans les couleurs vert, rouge et bleu-violet. Chacune de ces rangées d'images porte sa teneur de couleur en monochrome. sa teneur grise en image d'argent. Le film positif est projeté par un anamprphot triple du genre de la fig. 6 qui amène en cou- verture sur l'écran de projection les images correspondantes suivant les règles de la méthode additive. On reçoit alors des images en couleurs d'une force lumineuse et d'une pureté de
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