Procédé pour la cinématographie en couleurs, et dispositif pour sa mise en aeuvre. On connaît des procédés de cinématogra- phie en couleurs dans lesquels on projette suc cessivement une série de vues du sujet prises avec des filtres monochromatiques appropriés. L'oeil du spectateur recompose ces vues élé mentaires et reçoit ainsi l'impression d'une vue unique en couleurs naturelles.
L'inconvé nient de ce procédé est que si la, série de vues élémentaires (trois, par exemple, dans le cas le plus fréquent de la trichromie) correspond exactement à un même instant de la prise de vues (c'est-à-dire si les trois vues ont été prises simultanément), il faut multiplier la vi tesse de déroulement du film pour conserver la même impression de continuité dans le mouvement (par exemple projeter 72 images par seconde pour conserver l'impression de continuité donnée par 24 images par seconde dans la cinématographie en noir).
Si, pour éviter cet inconvénient, les diverses vues élé mentaires correspondent à des instants suc cessifs de la prise de vues, la combinaison des couleurs n'est plus correcte dans le cas d'un sujet en mouvement dont les bords paraissent désagréablement irisés.
On connaît également des procédés con sistant à projeter simultanément sur l'écran plusieurs images élémentaires monochroma tiques superposées, prises simultanément lors de la prise de vues. Cette solution est théo riquement parfaite, mais elle exige en pra tique un matériel extrêmement compliqué et il est. en fait impossible d'obtenir de faon constante la superposition des images élémen taires sur l'écran.
Enfin, les deux genres de procédés sus mentionnés comportent une difficulté com mune, savoir l'obligation que les vues élé mentaires soient prises exactement avec le même point de vue, ce qui exige en pratique qu'elles soient prises avec le même objectif. A défaut, en effet, elles ne sont pas exacte ment identiques et on retrouve des irisations sur les sujets de premier plan.
Le procédé suivant l'invention est. caracté risé en ce qu'on projette simultanément sur l'écran, mais séparément l'une de l'autre, deux vues monochromatiques du sujet, prises au même instant, ces deux vues étant de couleurs différentes et la couleur de chaque image per mutant lors de la projection des couples d'images successifs, de manière à suivre la suc cession des couleurs de base choisies, et en ce qu'on observe les couples d'images sur l'écran par le moyen d'un sélecteur optique permet tant de voir simultanément tune image avec l'oeil droit, l'autre avec l'oeil gauche,
et de les superposer en une image virtuelle unique à la façon connue dans la vision stéréoscopique.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé en ce qu'il présente pour la prise de vues et pour la projection, au moins un disque tournant portant des filtres colorés s'interpo sant sur le trajet des rayons lumineux. Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, des détails de plusieurs dispositifs suivant. l'invention.
Fig. 1 montre schématiquement un film établi pour la mise en oeuvre du procédé sui vant l'invention avec deux couleurs élémen taires (dichromie).
Fig. 2 montre un film à trois couleurs élé mentaires (trichromie).
Fig. 3 et 4 indiquent schématiquement deux dispositifs pour la projection de tels films.
Fig. 5 et 6 sont des vues de face de disques à écrans colorés, respectivement pour films dichromes et trichromes.
Fig. 7 et 8 sont des vues de face et en coupe d'un dispositif à disque-écran réglable en position angulaire relative.
Fig. 9 et 10 indiquent en élévation et en coupe comment on peut observer les images projetées pour les combiner en une image vir tuelle unique en couleurs naturelles.
Fig. 11 montre schématiquement le dispo sitif de prise de vues pour l'obtention d'iui film propre à la mise en #uvre de l'invention.
Le film utilisé comporte une succession de couples d'images monochromatiques disposées de telle manière qu'elles soient projetées couple par couple par l'appareil de projec tion. Ces images juxtaposées sur le film (et par conséquent sur l'écran) peuvent être dis posées de diverses faons, mais il est préfé rable de les placer lime au-dessus de l'autre, comme l'indique la fig. 1, dans laquelle les couples successifs d'images sont référencés I, II, III, etc.
Dans le cas où l'on utilise la dichromie, chaque image correspond alternativement à une couleur et à l'autre dans les couples suc cessifs, comme indiqué en fig. 1 où les réfé rences 1 et 2 désignent les deux couleurs élé mentaires choisies. Si l'on utilise la trichromie, il en va de même, en ayant soin d'opérer une permutation circulaire logique des trois cou leurs 1, 2 et 3 comme indiqué en fig. 2. La périodicité est donc de deux couples dans le premier cas et de-trois dans le second.
On peut, bien entendu, colorer chaque image sur le film, mais on aboutit ainsi à Lui travail extrêmement compliqué et. délicat. Il est beaucoup plus simple d'avoir des images en noir et blanc, prises avec des filtres cor respondants, comme exposé ci-après et de les projeter à travers des écrans correspondant aux filtres utilisés à. la prise de vues, sui vant un procédé bien connu dans la poly chromie à images additives séparées.
Suivant l'invention, on utilise à cet effet un disque tournant pourvu de plages trans parentes colorées qu'il suffit de faire tourner en face des images du film. La fig. 3 indique une telle disposition dans laquelle le disque 10 tourne entre le film 11 et l'objectif unique de projection 12, et assez près du premier pour que les faisceaux luminemi émanant des ima ges frappent sa surface en des zones distinctes (à défaut de quoi une partie des rayons éma nant d'une image traverserait l'écran coloré destiné à l'autre image).
On comprend sans peine qu'on obtient sur l'écran de projection deux images projetées juxtaposées en hauteur, chacune étant colorée de faon correspondant à l'écran que les rayons ont traversé.
La fig. 4 indique une variante utilisant deux objectifs 12' et 12" auxquels les rayons émanant des deux images du film 11 sont sélectivement renvoyés par deux prismes doubles 13' et 13". Les objectifs sont dispo sés de facon que les images projetées sur l'écran se trouvent encore juxtaposées en hau teur sans se chevaucher. Cette disposition per met de disposer sans inconvénient le disque tournant 10 en avant des objectifs, comme indiqué.
Le disque tournant doit évidemment por ter des écrans qui, dans sa rotation, se per mutent avec une période égale à celle des images du film. Dans le cas de la dichromie, la solution la phis simple consiste à faire por ter au disque deux paires d'écrans, comme in diqué en fig. 5 où ces écrans ont. été référen cés comme les images du film en fig. 1. On vérifiera aisément que le faisceau supérieur traversera alternativement un écran 1, puis -Lui écran 2, et ainsi de suite, cependant que le faisceau inférieur tra@-ersera alternative ment un écran 2, puis un écran 1.
Le reste du disque peut être fait en une matière opaque et le disque petit ainsi constituer lui-même ob turateur tournant, si on le désire, à la condi tion que l'étendue angulaire de ses écrans soit judicieusement dimensionnée.
La fig. 6 montre < le même faon un disque pour trichromie. On vérifiera de même que pour un sens de rotation correct, il assure la permutation correspondant aux images du film représenté en fig. 2.
Il est à peine besoin de dire que le disque de la fi--. 5 fait un tour pour deux déplace ments du film, et celui de fig. 6 pour trois. Le disque fait ainsi un tour par période du film. Mais on pourrait adopter une vitesse sous-multiple de celle-ci, de telle manière que chaque tour corresponde à deux, trois, etc. périodes (lu film; il suffirait de multiplier convenablement les couples d'écrans.
En supposant. toujours que les images élé mentaires du film trichrome de la fig. 3 cor respondent aux couleurs de base 1, 2 et 3, on peut réaliser une projection correcte en pro jetant chaque image considérée successive ment en deux couleurs dont la combinaison re produise la couleur de base 1, 2 ou 3. Si l'on suppose, pour fixer les idées, que le film com porte des images correspondant respective ment aux couleurs de base rouge, jaune et bleu, au lieu de projeter une image corres pondant au rouge avec un écran rouge pen dant tout le temps de projection (1/z4 de seconde), on la projette successivement avec un écran orangé (pendant 1/4a de seconde) et avec un écran violet (pendant 1/4a de se conde).
Une image correspondant au jaune sera de même projetée successivement avec des écrans vert et orangé, et une image bleue avec des écrans violet et vert.
On remarque tout d'abord qu'on conserve ainsi une permutation circulaire orange, vert, violet, orange, etc. Mais de phis, chacune des deux images des couples successifs est. pro jetée au début de chaque temps de projection dans la même couleur que celle dans laquelle était projetée l'image correspondante du couple précédent à la fin de son temps de projection. Ainsi, par exemple, l'image supé rieure sera projetée comme suit dans les cou ples successifs: violet et orange, puis orange et vert, puis vert et violet, etc.
On comprend qu'ainsi l'on accroît considérablement l'im pression de continuité de la projection, puis que le changement de couleur se produit en dehors du changement de couples d'images projetées. Les fig. 7 et 8 montrent un dispositif de disque à écrans colorés pour la réalisation de ce procédé de projection de chaque image élémentaire successivement en deux couleurs. Les écrans s'étendent pratiquement sur toute la périphérie du disque (sauf d'inévitables sé parations de largeur très réduite). Le disque est entraîné par un mécanisme planétaire comprenant un pignon central moteur 1.4 calé sur Lin arbre de commande 15, des satellites 16 montés sur un porte-satellite 17, et une cou ronne intérieure 18 solidaire du disque 10.
Le porte-satellite 17 est monté sur un arbre 7.9 freiné par un ressort 20 qui le retient fixe pendant la marche de l'appareil. Mais un bou ton moleté 21 permet de le faire tourner à la main en exerçant un effort suffisant.
Ce disque fonctionne, bien entendu, en combinaison avec l'obturateur usuel d'un ap pareil de projection et normalement on s'ar range pour que les rayons provenant de chaque couple d'images chevauchent égale ment sur deux couples d'écrans. Mais par la manoeuvre du bouton 21 on peut décaler à volonté le disque par rapport. au film et obtenir au contraire que la. projection d'un couple d'images chevauche légèrement plus sun un couple d'écrans que sur le suivant (ou le précédent). On peut ainsi à volonté modi iier les couleurs de la projection et par suite corriger tout défaut éventuel de tonalité.
Il va de soi qu'on pourrait utiliser tout autre -genre de mécanisme planétaire dans lequel le calage d'un arbre de sortie par rapport, à -Lin arbre d'entrée puisse être modifié par le déplacement angulaire d'un organe normale ment fixe. Les fig. 9 et 10 indiquent schématique ment comment on peut observer les images projetées sur l'écran. On dispose en face de chaque oril un dispositif réflecteur double 22' ou 22" qui lui permet de voir uniquement l'une des images projetées. Ces dispositifs sont réglés en orientation, de manière à ramener les deux images virtuelles à se superposer exactement.
La fig. 11 indique comment on peut opé rer la prise de vue, de manière à réaliser di rectement un film négatif (ou éventuellement positif) propre à être projeté et observé à la faon qui vient d'être décrite. On utilise à cet effet deux objectifs superposés 23' et 23", et les faisceaux émanant de ces objectifs en direction du film sont renvoyés par deux prismes doubles 24' et 24". En face des ob jectifs 23' et 23" tourne un disque 10 por tant des filtres colorés appropriés. On remar quera que cette disposition est identique à celle de la fig. 4. Il est donc inutile de la décrire plus avant.
Le procédé utilisant l'appareil de la fig.11 comporte pour chaque couple d'images une certaine parallaxe d'espace, laquelle dépend de l'écartement des objectifs 23' et 23" à la prise de vue (fig. 11). Par contre, pour chaque image dans les couples successifs, cette parallaxe d'espace n'existe pas, puisque toutes les images supérieures, par exemple, sont prises avec le même objectif.
Le procédé utilisant l'appareil de la fig. 11 comporte encore pour chaque image des couples successifs une parallaxe de mouve ment, puisque ces images sont prises à des instants successifs. Cette parallaxe est d'ail leurs d'importance réduite quand chaque image est projetée en deux couleurs succes sives, comme expliqué. Par contre, pour chaque couple d'images cette parallaxe de mouvement n'existe pas, puisque les deux images du couple sont prises simultanément.
On peut donc en conclure que l'inconvé nient dés parallaxes est extrêmement réduit. L'apparition de franges irisées est pratique ment insensible, Le procédé suivant l'invention s'applique de faon avantageuse avec les procédés de cinématographie stéréoscopique. Si l'on con sidère, par exemple, les procédés à images stéréoscopiques élémentaires juxtaposées en hauteur, chaque image peut jouer le rôle d'image élémentaire monochrome suivant le présent procédé, lequel n'exige plus alors pour sa mise en oeuvre que la. disposition de filtres colorés à la prise de vue et celle d'écrans cor respondant à la projection, sans aucune mo dification du matériel stéréoscopique existant.
Method for color cinematography, and device for its implementation. Methods of color cinematography are known in which a series of views of the subject taken with suitable monochromatic filters are successively projected. The eye of the beholder recomposes these elementary views and thus receives the impression of a unique view in natural colors.
The drawback of this process is that if the series of elementary views (three, for example, in the most frequent case of trichromy) corresponds exactly to the same instant of the shooting (that is, say if the three views were taken simultaneously), the speed of the film must be multiplied to maintain the same impression of continuity in the movement (for example project 72 images per second to maintain the impression of continuity given by 24 images per second in black cinematography).
If, to avoid this drawback, the various elementary views correspond to successive instants of the shooting, the combination of colors is no longer correct in the case of a moving subject whose edges appear unpleasantly iridescent.
Methods are also known which consist in simultaneously projecting on the screen several superimposed monochromatic elementary images, taken simultaneously during the taking of pictures. This solution is theoretically perfect, but in practice it requires extremely complicated hardware and it is. in fact impossible to obtain in a constant way the superposition of the elementary images on the screen.
Finally, the two types of procedure mentioned above have a common difficulty, namely the obligation that the elementary views be taken from exactly the same point of view, which in practice requires that they be taken with the same objective. Otherwise, in fact, they are not exactly identical and we find iridescence on the foreground subjects.
The method according to the invention is. character ized in that one projects simultaneously on the screen, but separately from one another, two monochromatic views of the subject, taken at the same instant, these two views being of different colors and the color of each image per mutant during the projection of successive pairs of images, so as to follow the succession of the base colors chosen, and in that the pairs of images on the screen are observed by means of an optical selector so to simultaneously see one image with the right eye, the other with the left eye,
and superimposing them into a single virtual image in the manner known in stereoscopic vision.
The device according to the invention is charac terized in that it has, for taking pictures and for projection, at least one rotating disc carrying colored filters which are inserted in the path of the light rays. The accompanying drawing shows, by way of example, details of several of the following devices. invention.
Fig. 1 schematically shows a film prepared for the implementation of the method according to the invention with two elementary colors (dichromy).
Fig. 2 shows a film with three elementary colors (trichromy).
Fig. 3 and 4 schematically indicate two devices for the projection of such films.
Fig. 5 and 6 are front views of discs with colored screens, respectively for dichromic and trichromic films.
Fig. 7 and 8 are front and sectional views of a device with a disk-screen adjustable in relative angular position.
Fig. 9 and 10 show in elevation and in section how one can observe the projected images to combine them into a single virtual image in natural colors.
Fig. 11 shows schematically the shooting device for obtaining iui film specific to the implementation of the invention.
The film used comprises a succession of pairs of monochromatic images arranged in such a way that they are projected pair by pair by the projection apparatus. These juxtaposed images on the film (and therefore on the screen) can be arranged in various ways, but it is preferable to place them file on top of each other, as shown in fig. 1, in which the successive pairs of images are referenced I, II, III, etc.
In the case where dichromy is used, each image corresponds alternately to one color and to the other in the successive pairs, as indicated in fig. 1 where references 1 and 2 designate the two chosen elementary colors. If one uses the trichromy, it is the same, taking care to operate a logical circular permutation of the three colors 1, 2 and 3 as indicated in fig. 2. The periodicity is therefore two pairs in the first case and three in the second.
You can, of course, color each image on the film, but this results in an extremely complicated work. delicate. It is much simpler to have black and white images, taken with corresponding filters, as discussed below, and to project them through screens corresponding to the filters used in. shooting, following a process well known in polychromy with separate additive images.
According to the invention, a rotating disc is used for this purpose provided with transparent colored areas which it suffices to rotate opposite the images of the film. Fig. 3 indicates such an arrangement in which the disc 10 rotates between the film 11 and the single projection lens 12, and close enough to the former so that the light beams emanating from the images strike its surface in distinct areas (otherwise part of the rays emanating from one image would pass through the colored screen intended for the other image).
It is easy to understand that we obtain on the projection screen two projected images juxtaposed in height, each being colored in a way corresponding to the screen through which the rays have passed.
Fig. 4 indicates a variant using two objectives 12 'and 12 "to which the rays emanating from the two images of the film 11 are selectively returned by two double prisms 13' and 13". The lenses are arranged in such a way that the images projected on the screen are still juxtaposed in height without overlapping. This arrangement allows the rotating disc 10 to be placed in front of the objectives without inconvenience, as indicated.
The rotating disc must obviously carry screens which, in its rotation, change with a period equal to that of the images in the film. In the case of dichromy, the most simple solution consists in making the disc bear two pairs of screens, as shown in fig. 5 where these screens have. been referred to as the film images in fig. 1. It will easily be verified that the upper beam will pass alternately through a screen 1, then screen 2, and so on, while the lower beam will cross alternately a screen 2, then a screen 1.
The remainder of the disc can be made of an opaque material and the small disc thus itself constitute a rotating shutter, if desired, provided that the angular extent of its screens is judiciously dimensioned.
Fig. 6 shows <in the same way a disc for tri-color. It will also be checked that for a correct direction of rotation, it ensures the permutation corresponding to the images of the film shown in fig. 2.
It is hardly necessary to say that the disk of the fi--. 5 makes a turn for two displacements of the film, and that of fig. 6 for three. The disc thus makes one turn per period of the film. But we could adopt a submultiple of this speed, so that each revolution corresponds to two, three, etc. periods (read film; it would suffice to suitably multiply the pairs of screens.
Supposing. always that the elementary images of the trichrome film of FIG. 3 correspond to the basic colors 1, 2 and 3, a correct projection can be achieved by projecting each image considered successively in two colors, the combination of which produces the basic color 1, 2 or 3. If we assume , to fix ideas, that the film should include images corresponding to the basic colors red, yellow and blue respectively, instead of projecting an image corresponding to red with a red screen during the entire projection time (1 / z4 of a second), it is projected successively with an orange screen (for 1 / 4a of a second) and with a purple screen (for 1 / 4a of a second).
An image corresponding to yellow will likewise be projected successively with green and orange screens, and a blue image with purple and green screens.
We notice first of all that we thus keep a circular permutation of orange, green, purple, orange, etc. But of phis, each of the two images of successive couples is. projected at the start of each projection time in the same color as that in which the corresponding image of the previous couple was projected at the end of its projection time. So, for example, the upper image will be projected as follows in successive clusters: purple and orange, then orange and green, then green and purple, etc.
It will be understood that in this way the pressure of continuity of the projection is considerably increased, then that the change of color occurs apart from the change of pairs of projected images. Figs. 7 and 8 show a disc device with colored screens for carrying out this method of projecting each elementary image successively in two colors. The screens extend almost over the entire periphery of the disc (except for the inevitable very small width separations). The disc is driven by a planetary mechanism comprising a central motor pinion 1.4 wedged on the control shaft 15, planet wheels 16 mounted on a planet carrier 17, and an inner ring 18 integral with the disc 10.
The planet carrier 17 is mounted on a shaft 7.9 braked by a spring 20 which holds it fixed while the device is in operation. But a knurled knob 21 allows it to be turned by hand by exerting sufficient force.
This disc works, of course, in combination with the usual shutter of a projection device and normally it is arranged so that the rays coming from each pair of images also overlap on two pairs of screens. But by operating the button 21, the disc can be shifted relative to one another. to the film and instead get that. projection of a pair of images overlaps slightly more on a pair of screens than on the next (or previous). It is thus possible at will to modify the colors of the projection and consequently to correct any possible defect in tone.
It goes without saying that any other type of planetary mechanism could be used in which the timing of an output shaft with respect to the input shaft can be modified by the angular displacement of a normally fixed member. . Figs. 9 and 10 show schematically how the images projected on the screen can be observed. A double reflector device 22 'or 22 "is placed in front of each eye, allowing it to see only one of the projected images. These devices are adjusted in orientation, so as to bring the two virtual images back to exactly superimpose each other.
Fig. 11 indicates how the shooting can be operated, so as to produce directly a negative (or possibly positive) film suitable for being projected and observed in the manner which has just been described. Two superimposed objectives 23 'and 23 "are used for this purpose, and the beams emanating from these objectives in the direction of the film are returned by two double prisms 24' and 24". Opposite the objectives 23 'and 23 "rotates a disc 10 carrying suitable color filters. It will be noted that this arrangement is identical to that of Fig. 4. It is therefore unnecessary to describe it further.
The method using the apparatus of fig. 11 comprises for each pair of images a certain parallax of space, which depends on the spacing of the objectives 23 'and 23 "at the shooting (fig. 11). on the other hand, for each image in the successive couples, this parallax of space does not exist, since all the upper images, for example, are taken with the same lens.
The method using the apparatus of FIG. It also comprises for each image of successive couples a parallax of movement, since these images are taken at successive instants. This parallax is also reduced in importance when each image is projected in two successive colors, as explained. On the other hand, for each pair of images this parallax of movement does not exist, since the two images of the pair are taken simultaneously.
We can therefore conclude that the disadvantage denying parallaxes is extremely small. The appearance of iridescent fringes is practically insensitive. The method according to the invention is advantageously applied with stereoscopic cinematography methods. If one considers, for example, the processes with elementary stereoscopic images juxtaposed in height, each image can play the role of monochrome elementary image according to the present process, which then requires for its implementation only the. arrangement of colored filters for the shooting and that of screens corresponding to the projection, without any modification of the existing stereoscopic material.