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Verfahren und Anordnung zur synchronen Tonfilmaufnahme und -wiedergabe
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur synchronen Tonfilmaufnahme
und -wiedergabe auf einem Film mit einer Bildspur und mindestens einer Tonspur,
bei dem zur Sicherung des Synchronismus die Bildfolge und die zugehörigen Tonereignisse
unter Verwendung einer mit einem Tonaufnahmegerät ausgestatteten Filmkamera aufgenommen
und unter Verwendung eines mit einem Tonwiedergabegerät ausgestatteten Filmprojektors
wiedergegeben werden, und Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens, umfassend
eine Tonfilmkamera und einen Tonfilmprojektor.
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Bei der Herstellung von Tonfilmen werden Bild und Ton gewöhnlich auf
getrennten Trägern aufgenommen und in einem späteren Synchronisierverfahren auf
einen gemeinsamen Träger vereinigt. Dabei werden im allgemeinen komplizierte Einrichtungen
zur Synchronisation der Bild- und Tonteile benötigt. In neuerer Zeit sind jedoch
auch Systeme bekannt geworden, bei denen die Aufzeichnung des Tones in der Kamera
gleichzeitig mit der Bildaufnahme auf einer dafür vorbereiteten Spur des Films erfolgt.
Eine derartige ausgestattete Filmkamera ist in der DT-OS 24 11 333 beschrieben.
Bei dieser kann der Ton auf den Film in einer "Super-8"-Filmkassette dadurch aufgezeichnet
werden, daß der Film in der Kassette in einer Tonschleife geführt und durch ein
Transportrad mit konstanter Drehzahl bewegt wird. Beim Einlegen der Filmkassette
in die Kamera gelangen durch eine öffnung in der Kassette die Antriebswelle für
das Transportrad und das Aufzeichnungsgerät für den Ton, die in der Kamera eingebaut
sind, an die dafür vorgesehenen Stellen in der Kassette, wobei das Aufzeichnungsgerät
mit einem elektroakustischen Wandler, beispielsweise
einem Mikrophon,
verbunden ist. Diese Anordnung ermöglicht die Tonaufzeichnung auf einem Film einer
Kassette in einfacher Weise, wobei Ton- und Bildteile zwangsläufig synchronisiert
sind.
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Bei diesem wie auch bei allen anderen bekannten Tonfilmsystemen, die
mit einem mit zumindest einer Tonspur versehenen Film arbeiten, werden die Bild-
und zugehörigen Tonteile an unterschiedlichen Stellen des Films aufgezeichnet, da
das Aufzeichnen des Tons im Bereich des Bildfensters der Kamera wegen der dort ruckweisen
Bewegung des Films nicht möglich ist. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, den
Film in einer Tonschleife zu führen, in der dieser mit konstanter Geschwindigkeit
bewegt werden kann. Ebenso verhält es sich beim Tonfilmprojektor, bei dem Bild und
Ton an unterschiedlichen Stellen des Projektors abgetastet werden. Somit sind die
zu den einzelnen Bildern gehörenden Tonereignisse auf der Tonspur des Films um die
Filmlänge zwischen Bildaufnahme bzw. -abtastung und Tonaufzeichnungs- bzw. -wiedergabegerät
zu den Bildern versetzt.
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Nach Trennen eines nach dieser Aufzeichnungskonzeption hergestellten
Tonfilmes durch Reißen oder Schneiden treten im Bereich der Klebestellen auf der
oben geschilderten Versatzlänge des Filmes falsche Ton-Bild-Zuordnungen auf, was
in Form eines gestörten Synchronismus in Erscheinung tritt. Dieser Nachteil bringt
insbesondere für Amateure Probleme beim Schneiden und Zusammenstellen von Filmen,
die mit einer Tonfilmkamera gedreht sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Tonfilmaufnahme-
und -wiedergabesystem zu finden, bei dem die Bild- und zugehörigen Tonteile auf
dem Film in Transportrichtung des Filmes nicht zueinander versetzt sind.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der
Aufnahme die Tonsignale zunächst gespeichert und dann auf der
Tonspur
neben den zugehörigen, auf der Bildspur aufgenommenen Bildteilen nach deren Aufnahme
aufgezeichnet werden, und daß bei der Wiedergabe zuerst die Tonsignale abgetastet,
gespeichert und mit der unmittelbar folgenden Projektion der zugehörigen Bildteile
wiedergegeben werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anordnung zur Durchführung
des Aufnahme und Wiedergabeverfahrens, umfassend eine Tonfilmkamera und einen Tonfilmprojektor,
die gekennzeichnet sind durch einen Tonsignalspeicher, dessen Speicherzeit durch
den räumlichen Abstand zwischen dem Bildfenster und dem Magnetkopf für die Tonspur
des Filmes sowie durch die Transportgeschwindigkeit des Filmes bestimmt ist, wobei
der der Tonspur des Filmes zugeordnete Magnetkopf in Laufrichtung des Filmes im
Tonfilmprojektor in räumlichem Abstand vor dem Bildfenster und in der Tonfilmkamera
nach dem Bildfenster angeordnet ist.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, daß
der Tonsignalspeicher aus einer antreibbaren Tonbandendlosschleife und einem dieser
zugeordneten Tonkopf für die Aufzeichnung und einem solchen für die Abtastung von
Tonsignalen sowie aus den Tonköpfen vorgeschalteten bzw. nachgeschalteten Tonsignalverstärkern
besteht, wobei mindestens einer der Tonköpfe entlang der Tonbandendlosschleife verschiebbar
ist.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht der Tonsignalspeicher
aus einem antreibbaren Zylinder, dessen Mantel fläche mit einer Magnetschicht versehen
ist, und aus einem der Mantelfläche zugeordneten Tonkopf für die Aufzeichnung und
einem solchen für die Abtastung von Tonsignalen sowie aus den Tonköpfen vorgeschalteten
bzw. nachgeschalteten Tonsignalverstärkern, wobei mindestens einer der Tonköpfe
entlang einer Umfangslinie des Zylinders verschiebbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht
der Tonsignalspeicher aus einer elektronischen Laufzeitkette, deren Signallaufzeit
veränderbar ist.
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Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung gestatten die
künstlerische Gestaltung von bereits mit der Tonaufzeichnung versehenen Filmen am
Schneidetisch, ohne nachträglich die komplizierte, bisher erforderliche Korrektur
der Vertonung des Filmes vornehmen zu müssen. Durch die veränderbare Speicherzeit
besteht die Möglichkeit, auch Tonfilme der herkömmlichen Aufzeichnungsart mittels
des erfindungsgemäßen Projektors wiederzugeben. Weiter ist es dadurch möglich, den
Projektor bezüglich der synchronen Bild-Ton-Wiedergabe an Tonfilme unterschiedlicher
Versatzlängen zwischen den Bild- und Tonteilen anzupassen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Kamera mit einer Tonband-Endlosschleife Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Zylinderspeichers für die Tonfilmkamera Fig. 3 eine schematische Darstellung des
erfindungsgemäßen Projektors In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Tonfilmkamera schematisch
wiedergegeben. Sie entsteht dadurch, daß eine herkömmliche Tonfilmkamera durch einen
Tonsignalspeicher 1 erweitert wird. Da der Tonsignalspeicher 1 von der eigentlichen
Tonfilmkamera mechanisch unabhängig sein kann, ist es möglich, für herkömmliche
Tonfilmkameras ein erfindungsgemäßes Zusatzgerät vorzusehen, das den Tonsignalspeicher
1 enthält. Selbstverständlich ist es zweckmäßig, den Tonsignalspei--cher 1 in die
Tonfilmkamera zu integrieren,
Als Tonsignalspeicher 1 kann beispielsweise
eine Tonband-Endlosschleife 2 dienen, die von einem eigens dafür vorgesehenen Motor
oder vom Antrieb 3 für das Transportrad 5 der Tonschleife des Filmes 4 antreibbar
ist. Der akustische Vorgang der Szene wird vom Mikrophon 6 über einen Verstärker
9 auf einen ersten Tonkopf 7 des Tonsignalspeichers 1 gegeben und von diesem auf
der Tonband-Endlosschleife 2 aufgezeichnet. Ein zweiter Tonkopf 8 tastet die aufgezeichneten
Tonsignale wieder ab und gibt diese auf den Magnetkopf 10 für die Tonspur des Filmes
4. Die auf der Tonband-Endlosschleife 2 aufgezeichneten Tonsignale werden danach
von einem Löschkopf 12 wieder gelöscht. Der zweite Tonkopf 8 ist in Laufrichtung
der Tonband-Endlosschleife 2 soweit vom ersten Tonkopf 7 entfernt angeordnet, daß
die Laufzeit des Endlosbandes 2 vom ersten zum zweiten Tonkopf gleich der Laufzeit
des Filmes 4 vom Belichtungsfenster 11 der Kamera zum Magnetkopf 10 für die Tonspur
ist.
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Einer der beiden Tonköpfe 7, 8 ist zur Einstellung der Laufzeit und
damit der Verzögerungszeit des Tonsignalspeichers 1 entlang der Tonband-Endlosschleife
2 auf eine Führungsschiene verschiebbar gelagert. Die Verzögerungszeit kann aber
auch über die Geschwindigkeit des Endlosbandes 2 verändert werden, sofern die der
erforderlichen größten Verzögerungszeit entsprechende Geschwindigkeit eine zufriedenstellende
Tonqualität gewährleistet. Auf die bewegbare Lagerung des Tonkopfes 8 und den Einstellmechanismus
kann dann verzichtet werden. Legt man für das Endlosband 2 als Mindestgeschwindigkeit
die bei Kassettenbandgeräten übliche von 4,75 cm/sec zugrunde, und geht man von
einer maximalen Verzögerungszeit von 1 sec aus, so beträgt die erforderliche Umfangslänge
der Tonband-Endlosschleife 2 bei einer Anordnung der beiden Tonköpfe 7, 8 gemäß
Fig. 1 nur unwesentlich mehr als 4,75 cm. Demgemäß ist die räumliche Ausdehnung
eines derartigen Tonsignalspeichers im Vergleich zum Volumen einer Kamera gering.
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Anstelle der Tonband-Endlos schleife 2 kann als Speicherelement auch
ein als Scheibe anzusprechender Zylinder 20 (Fig. 2) einer axialen Ausdehnung von
1 mm bis 4 mm eingesetzt werden, dessen Mantelfläche
21 zur Speicherung
der Tonsignale mit einer magnetisierbaren Schicht versehen ist. Die beiden Tonköpfe
7, 8 werden mittels einer Feder 22 mit einer Andruckkraft zwischen 5p und lOp gegen
die Speicherschicht der Mantelfläche 21 gedrückt, um einen guten Kopfkontakt mit
der Schichtoberfläche zu gewährleisten. Zur Kompensation der radial auf die Welle
der Scheibe 20 wirkenden Kräfte der andrückenden Tonköpfe 7, 8 werden diese un 1800
zueinander versetzt am Umfange der Scheibe 20 angeordnet.
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Die Einstellung der Verzögerungszeit des derartig ausgeführten Tonsignalspeichers
1 kann auf die gleiche Weise wie bei der Tonband-Endlosschleife 2 vorgenommen werden.
Es ist vorteilhaft, die Scheibe 20 an den Antrieb 3 des Transportrades 5 für die
Tonschleife des Films 4 anzukoppeln, beispielsweise mittels eines Treibriemens,
um eine selbsttätige Anpassung der Verzögerungszeit an Schwankungen der Transportgeschwindigkeit
der Tonschleife des Filmes 4 zu bekommen. Der Durchmesser d der Scheibe 20 errechnet
sich für die oben beschriebene Anordnung der Tonköpfe 7, 8 nach der Beziehung d
= 2 'V't, wobei t die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 20 und t die
erforderliche Verzögerungszeit des Tonsignalspeichers 1 sind. Legt man die gleichen
Werte wie beim Zahlenbeispiel der Tonband-Endlosschleife 2 zugrunde, so ergibt sich
eine Scheibe 20 mit einem Durchmesser von 3 cm.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anordnung besteht der Tonsignalspeicher 1 aus einer elektronischen Laufzeitkette.
Für solche Laufzeitketten sind in jüngster Zeit integrierte Ladungsübertragungsschaltungen
bekanntgeworden, die als Eimerkettenspeicher oder entsprechend der in den USA entwickelten
Ausführung als charge coupled device, kurz CCD, bezeichnet werden ("elektronik praxis",
Nr. 3, März 1974, Seite 11 bis 12). Ihr Aufbau beruht auf dem Prinzip, eine definierte
Ladungsmenge eines bestimmten Kondensators mit einer kleinen Schaltspannung über
einen Halbleiter auf den nächsten Kondensator
zu übertragen. Derartige
Ladungsübertragungsschaltungen sind im Fachhandel in Form von Bausteinen erhältlich,
die bereits 1.000 und mehr aufeinanderfolgende Stufen in integrierter Technologie
enthalten. Dieser Speichertyp vereint den außerordentlich geringen Platzbedarf der
Schaltung mit dem Vorteil einer von Mechanik freien Technik. Zur Erlangung der gewünschten
Speicherzeit können erforderlichenfalls mehrere solcher Bausteine zusammengeschaltet
werden. Die Anzahl der für eine bestimmte Speicherzeit erforderlichen Ladungsübertragungsstufen
errechnet sich aus der Frequenz der Taktimpulse, mit denen das Eingangssignal -
im vorliegenden Fall das Tonsignal - bis zum Ausgang der gesamten Schaltung getaktet
wird. Für die Erzeugung der Taktimpulse stehen Taktimpulsgeneratoren ebenfalls in
Form integrierter Bausteine im Fachhandel zur Verfügung. Diese können zur Einstellung
der Taktfrequenz und damit, in Verbindung mit dem oben genannten Speicher, zur Einstellung
der Speicherzeit extern mit veränderbaren Widerständen beschaltet werden. Es ist
jedoch zweckmäßig, zum automatischen Ausgleich der Geschwindigkeitsschwankungen
des Filmtransports den Taktimpulsgenerator durch Impulse zu synchronisieren, die
vom Antrieb des Filmtransports abgeleitet werden. Unter Berücksichtigung einer zufriedenstellenden
Ubertragungsgüte eines solchen Tonsignalspeichers ist die Taktfrequenz doppelt so
hoch zu wählen wie die höchste zu übertragende Tonfrequenz. Soll diese für einen
Tonfilm beispielsweise bei 5.000 Hz liegen, so ergeben sich entsprechend einer Taktfrequenz
von 10.000 Hz 10.000 Stufen für den Tonsignalspeicher für eine Speicherzeit von
1 sec. Ein solcher Speicher würde beim derzeitigen Stand der integrierten CCD-Technologie
aus 10 Bausteinen aufzubauen sein. Die Zusammenschaltung der Bausteine sowie der
zusätzlich notwendigen Schaltelemente mit diesen wird bekannterweise mittels Leiterplatten
vorgenomaen, so daß sich eine mit einem derartig aufgebauten Tonsignalspeicher ausgerüstete
Tonfilmkamera in Größe und Gewicht kaum von einer herkömmlichen Ton filmkamera unterscheidet.
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Zur Wiedergabe eines mit der erfindungsgemäßen Tonfilmkamera aufgezeichneten
Tonfilmes ist ein Projektor (Fig. 3) vorgesehen, der ebenfalls mit einem der beschriebenen
Tonsignalspeicher ausgestattet ist und der sinngemäß wie die Tonfilmkamera arbeitet.
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Der Film 4 passiert zuerst den Magnetkopf 30 zur Abstastung der Tonsignale
von der Tonspur, bevor er in die eigentliche Projektoreinrichtung 31, 32, 40 gelangt.
Die Tonsignale laufen über den Tonsignalspeicher 1, dessen Speicherzeit der Laufzeit
des Films 4 vom Magnetkopf 30 zum Bildfenster 31 im Strahlengang des Projektionsobjektivs
32 entspricht, und über Verstärker 33, 33' zum Lautsprecher 34, so daß Bild- und
Tonereignisse synchron wiedergegeben werden.
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In Erweiterung des erfindungsgemäßen Projektors ist dieser mit einem
weiteren Löschkopf 35 und Magnetkopf 36 für die Tonspur des Films 4 ausgestattet,
wobei der Magnetkopf 36 an einem zweiten Ausgang 37 des Tonsignalspeichers 1 angeschlossen
ist. Bei den mechanischen Tonsignalspeichern ist der Ausgang 37 mit einem weiteren
Tonkopf, bei dem elektronischen Tonsignalspeicher mit einer Anzapfung der Laufzeitkette
(Ladungsübertragungsschaltung) verbunden. Die Laufzeit der Tonsignale bis zu diesem
Ausgang 37 ist so bemessen, daß sie gleich der Laufzeit des Films 4 vom ersten Magnetkopf
30 bis zum zweiten Magnetkopf 36 ist. Dadurch ist es möglich, nach Betätigen des
Schalters 38 die Tonspur des Films 4 mit weiteren Tonaufzeichnungen zusätzlich zum
Originalton zu versehen, beispielsweise mit Kommentar und/oder Musik. Hierzu ist
der Verstärker 33 mit zusätzlichen Eingängen 39 für weitere Tonquellen, wie Mikrophon
und Tonband versehen, so daß die Gesamtvertonung des Films 4 aus diesen Tonquellen
und dem Originalton aus dem Magnetkopf 30 während der Aufzeichnung durch den Magnetkopf
36 auf der Tonspur des Films 4, die zuvor mit Hilfe des Löschkopfes 35 von ursprünglichen
Aufzeichnungen befreit worden ista über den Wiedergabeverstärker 33' und den Lautsprecher
34 kontrolliert werden kann.
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Die Weiterentwicklung einer Tonfilmkamera und eines Tonfilmprojektors
gemäß der Erfindung zeichnet sich durch einen unkomplizierten Aufbau und geringen
Platzbedarf aus. Sie ist mit geringem Aufwand herstellbar und geeignet, in herkömmliche
Geräte nachträglich eingebaut zu werden.