Цвет в кино

Наверху — кадр из первого
советского цветного фильма
"Соловей-соловушко".

Инженеры Н. АЛЕКСАНДРОВ и Л. БЕЛОЙ

Можно смело утверждать, что мысль о цветном кино появилась почти вслед за тем, как в 1895 г. братья Люмьер изобрели самый кинематограф. На заре кино его пытались сделать «говорящим», соединяя проекционный аппарат с фонографом или просто ставя за экран дублирующих статистов. Точно так же самыми примитивными способами пытались сделать кино «цветным», более оживленным.

Наше восприятие черно-серого изображения фильма носит чисто условный характер. Видя на экране, например, серое изображение листвы, мы все же считаем ее зеленой, так как другое цветовое определение с листвой несовместимо. Этот своеобразный «поправочный коэффициент» — явление психологическое, а не физиологическое. Для приближения к реальности уже давно пытались сделать кино цветным.

Вначале для этого прибегали к обычной окраске позитива: уже отпечатанная позитивная пленка фильма просто опускалась в раствор того или иного анилинового красителя, и таким образом черное изображение оказывалось на каком-либо цветном фоне. Иногда же еще на пленочной фабрике краситель вводили непосредственно в целлулоидную основу позитивной пленки, и, таким образом, фильм печатался на окрашенной уже кинопленке.

Цвет окраски условно подбирали по сюжету сцены. Так, например, ночные сюжеты окрашивались в голубой или зеленый цвет; батальные сцены, сцены пожара — в красный; яркий солнечный день — в оранжевый и т. д.

Несколько позже стали применять способ виража. Состоит он в том, что фильм обрабатывается химически так, что краситель оседает на соли металлического серебра, фиксирующей изображение.

Чтобы удалить краску, осевшую при этом и на не засвеченные места, фильм после промывали. В отличие от простой окраски, дававшей цветной фон для черных изображений, вираж давал цветное (однотонное) изображение на белом фоне. Затем в 20-х годах текущего столетия фирма «Патэ» выпустила специальные цветные насадки — набор светофильтров, которые уже при демонстрации обычного черно-серого позитива насаживались на объектив кинопроектора, Киномеханик ставил на пути луча проектора светофильтр, окрашивавший сцену в какой-либо цвет.

Несмотря на всю свою примитивность, первые два метода продержались довольно долго — до 1925—1926 гг. У нас в СССР было выпущено немалое количество виражных и окрашенных кинокартин («Декабристы», «Поэт и царь» и др.).

Схема позитивного процесса «виражной двухцветки». Печатается картина с двух негативов (1 и 3) на дипофильм-пленку, покрытую эмульсией с двух сторон — 2; 4 — момент печати; 5 — проявление дипофильма; 6 — фиксирование; 7 — промывка; 8 — удаление влаги; 9 — окраска одной стороны дипофильма в дополнительный красно-оранжевый цвет; 10 — окраска другой стороны в дополнительный сине-зеленый цвет. После сушки — 11 — выходит готовый цветной фильм — 2¹.

Но и окраска и вираж давали только однотонный цвет. Стали искать более близкой к действительности цветопередачи, раскрашивать каждый фильм — двести тысяч кадров. Легко себе представить кропотливость и длительность этой работы, и сомнительные художественные качества фильма в результате.

Однако, несмотря на это, в 1910—1914 гг. было выпущено очень большое количество таких раскрашенных кинофильмов.

Эту сложную работу пытались «механизировать»: для этого каждый кадр разбивали на три горизонтальных полосы, верхняя полоса — «небо» — окрашивалась каким-либо механическим путем в синий цвет, средняя — «листва» — в зеленый и нижняя — «земля», — допустим, в коричневый цвет. Результаты были даже хуже, чем при раскраске, так как каждая из трех цветных зон была опять-таки однотонной.

В 10-х годах текущего столетия французская фирма «Патэ» предложила свой метод «патэколор», метод механической раскраски шаблонами. Брали несколько позитивов одного и того же сюжета и при помощи пантографа на одном позитиве вырезали все контуры, соответствующие одному цвету, потом вырезали контуры для окраски другим цветом и т. д. Иногда выкраивали по шести шаблонов, т.е. каждый кадр окрашивали в шесть разных цветов. Эти шаблоны затем последовательно контактировались при помощи красящего валика на основной бланк-позитив, и краска сквозь отверстия в шаблоне переходила на соответствующие ему места основного фильма.

Таким образам создавалось многоцветное изображение. И этот метод явно примитивен, трудоемок, дорог. Дает он очень ограниченное количество цветов и никаких оттенков между различными цветами.

Однако при всем том результаты были удачны, и фильмы «патэколор» имели успех.

Но все эти отдельные усовершенствования не устраняли основного принципиального недостатка расцвеченных фильмов: они не передавали действительного цвета снятых предметов. Ни один из «цветных» фильмов не сохранялся в памяти зрителей как произведение искусства. Все эти цветные фильмы были лишь любопытным техническим трюком — и только.

Цветное кино как искусство возникает только сейчас, когда изобретены способы съемки красок, а не нанесения их на позитивную пленку. Остановимся на некоторых из них, более или менее совершенных, разработанных и применяющихся у нас в Союзе.

Известно, что, разложив пучок белого света при помощи стеклянной призмы, помещенной на его пути, мы увидим на экране спектр цветов в такой последовательности: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Если эти цвета собрать вновь вместе, то мы вновь получим белое пятно. Таким образом, для того чтобы получить белый цвет, нужно взять сумму цветов, его составляющих. Однако физик Гельмгольц доказал, что белый цвет можно получить и из меньшего количества цветов. Белый цвет можно получить и из трех только цветов — красного, синего и зеленого, занимающих наиболее широкие участки спектра.

Эти три цвета получили название основных. Меняя дозировку того или иного цвета, можно получить большое число оттенков.

Но Гельмгольц доказал еще и то, что для получения белого цвета иногда бывает достаточно двух, соответственно выбранных, цветов; такие два цвета принято называть дополнительными: они дополняют друг друга, смешиваясь в белый цвет. Меняя количественное соотношение дополнительных цветов, мы можем получить многообразие оттенков, правда, не такое богатое, как если бы мы взяли основные цвета. Синтез цветов может быть осуществлен по двум принципам: аддитивному (сложение) и субтрактивному (вычитание).

Одним из примеров аддитивного метода может служить проекция из разных проекторов на одно и то же место экрана двух разных цветных (монохроматических) лучей, допустим, красного и зеленого. Сложение зеленого и красного даст на экране желтый цвет.

Если же мы возьмем два стекла, окрашенных в красный и зеленый цвет, сложим их вместе и будем рассматривать на просвет, то получим черный цвет, т. е. отсутствие цвета. Это пример субтрактивного принципа, основанного уже не на сложении, а на вычитании цветов. В самом деле, красное стекло отфильтровывает (вычитает) от белого пучка света все лучи, за исключением красных, которые и пройдут сквозь него, падая на зеленое стекло. Но зеленое стекло пропускает только зеленые лучи, и, следовательно, красный луч пропущен не будет. Таким образом, наблюдатель увидит отсутствие света, т. е. черный цвет. Нужно отметить, что эти опыты могут производиться только со спектрально-точными стеклами, — стекла, окрашенные какой-либо обычной краской, для этих целей не годятся.

Нужно отличать смешение спектральных лучей от смешения материальных красок. Так, например, смешивая красную и зеленую краски, мы получаем не желтую, как при аддитивном смешении лучей, а грязную, тёмно-серую. Это объясняется тем, что смешение красок основано на субтрактивном принципе. Почти все аддитивные способы цветного кино сейчас оставлены, и работы ведутся главным образом (в СССР исключительно) по субтрактивным методам, более удобным на практике и дающим достаточно правильную передачу цвета. Работают при этом и с основными цветами, и с дополнительными. При съемке цветных фильмов снимаемый объект разбивают на две или три цветовые составляющие, в зависимости от того, какой способ выбран — двухцветный или трехцветный.

*

Первой цветной советской картиной была «Груня Корнакова». Картина выпущена по методу так называемой «виражной двухцветки». Снимаемый цветной объект должен был быть разбит на два составляющих цвета. В качестве дополнительных цветов выбрали сине-зеленый и красно-оранжевый. Киносъемочная камера была приспособлена для протягивания сразу двух пленок, к камере была приделана пара кассет.

Это приспособление с кассетами для пленки носит название «бипака».

Приспособление для одновременной съемки на две пленки ("бипак"). Справа — схема экспозиции при двухцветной съемке: 1 — ортохроматическая пленка; 2 — эмульсия этой пленки, не воспринимающая желтого, оранжевого и красного цветов спектра; 3 — слой красного лака; 4 — эмульсия панхроматической пленки, чувствительная к оранжево-красному краю спектра; 5 — задняя, панхроматическая пленка.

Две пленки, сложенные эмульсиями вместе, одновременно проходят перед объективом, причем первая пленка экспонируется в сине-зеленых лучах, вторая — в красно-оранжевых. Другими словами, первая пленка воспринимает сине-зеленые составляющие цвета снимаемых предметов, а вторая — красно-оранжевые.

Достигается такое цветоделение следующим образом. Первая пленка — ортохроматическая, т. е. чувствительная к цветам спектра от фиолетового до зеленого включительно. Так как эмульсия этой пленки не чувствует цветов желтого, оранжевого и красного, то она и будет воспринимать только сине-зеленые цвета (лучи) снимаемого объекта.

Поверх эмульсии первой пленки нанесен тонкий слой красного лака, удаляемый при дальнейшей лабораторной обработке. Слой лака играет роль светофильтра, он пропускает на эмульсию задней пленки только красно-оранжевые лучи, задерживая сине-зеленые. Вторая пленка — панхроматическая, чувствительная и к оранжево-красному краю спектра. Она фиксирует красно-оранжевую составляющую снимаемого объекта.

В результате получены два цветоделенных негатива с вполне точно совпадающими контурами изображений. Совершенно ясно, что после проявления оба негатива будут нести не цветное, а черно-серое изображение. Печатаются негативы на так называемый «дипофильм» — на пленку, покрытую эмульсией с двух сторон. Печать идет одновременно с двух негативов. Чтобы свет не проникал через подложку (целлулоидную основу пленки) на вторую эмульсию, дипофильм снабжен специальным защитным слоем между эмульсиями, вымывающимся при дальнейшей обработке. После проявления, фиксирования, промывки и удаления влаги получаются два цветоделенных позитивных слоя. Тогда дипофильм поступает в окраску. Та сторона, которая соответствует сине-зеленым лучам (снятая на ортохроматической первой пленке), окрашивается в дополнительный красно-оранжевый цвет, а сторона, соответствующая красно-оранжевым лучам объекта, — в сине-зеленый цвет. После окраски фильм сушится и затем выходит готовым цветным позитивом, который можно демонстрировать на обычном кинопроекторе.

Двухцветка — фактически уже пройденный этап. Этот способ не вполне передает цвета. Достоинство его заключается разве лишь в сравнительной простоте съемки, не требующей особо сложной кинокамеры.

*

Совершенными способами, правильно передающими всю цветовую гамму снимаемого предмета, являются методы трехцветки, т. е. разложение цветовой окраски предмета на три основных цвета — красный, синий и зеленый. Трехцветка заняла сейчас главенствующее положение за границей и у нас. В Америке выпущены натурные трехцветные фильмы: «Кукарача», «Танцующий пират», «Сад аллаха». У нас скоро выйдут на экран мультипликационные фильмы и готовится игровая картина «Кармен».

В Ленинграде, в лаборатории цветного кино Государственного оптического института, разработан и один из способов трехцветки, так называемый «гидротипный». Состоит он в следующем.

Камера для трехцветной съемки «ИКЕ-1», выпущенная Ленинградским заводом киноаппаратуры.

Натурная съемка (негативный процесс, общий для всех трехцветных способов) производится при помощи специальной киносъемочной камеры, сконструированной и построенной на ленинградском заводе «Кинап». В этой камере одновременно протягиваются три пленки. На одной пленке фиксируется красная цветовая составляющая объекта, на второй — синяя, на третьей — зеленая. Схема экспозиции следующая: луч, падающий от цветного объекта, проходит через объектив и попадает на две склеенные стеклянные призмы. Призмы эти прямоугольные. Общая гипотенуза этих двух призм имеет посеребренную поверхность. Таким образом, часть света проходит сквозь гипотенузу и падает через зеленый фильтр на панхроматическую пленку. Эта пленка и воспринимает зеленую составляющую снимаемого объекта.

Слева — схема экспозиции при трехцветной съемке. Луч от снимаемого предмета проходит через две склеенные стеклянные призмы 1 с общей гипотенузой 2. Часть луча через фильтр 3 падает на пленку 4, чувствительную к зеленым лучам. Другая часть луча преломляется и проходит сквозь «минус зеленый» фильтр 5 на «бипак», состоящий из двух пленок — 6 и 7.

Принципиально эта пленка могла бы быть ортохроматической, но так как в настоящее время качество ортохрома удовлетворяет не всем требованиям, к нему предъявляемым, то взят панхром, хотя здесь и не нужна его чувствительность к красным лучам.

Вторая часть луча преломляется от посеребренной гипотенузы и проходит сквозь фильтр, так называемый «минус зеленый», пропускающий все лучи, кроме зеленых. За «минус зеленым» фильтром луч встречает бипак. Передняя пленка бипака ортохроматична, т. е. чувствует синие и зеленые лучи, но последние задерживают «минус зеленый» фильтр. На вторую пленку должны действовать красные лучи, поэтому берут панхром. А для того, чтобы эта пленка не воспринимала синих лучей, на эмульсию первой пленки нанесен слой красного лака (смываемого при дальнейшей обработке), служащий светофильтром.

В результате получаются три цветоделенных негатива.

Требования к трехцветной съемочной камере весьма высоки: все три пленки должны передвигаться одновременно; масштабы изображений должны быть совершенно одинаковы; кадр не должен вибрировать; грейферный механизм должен быть снабжен контргрейферами и изготовлен выше первого класса точности.

Подобный аппарат применяется для натурной съемки. При съемке мультипликационных картин можно обойтись обычным киносъемочным аппаратом, поставив лишь перед объективом вращающийся диск с тремя светофильтрами. Пленка берется панхроматическая. Каждое положение мультипликационной фигуры снимается последовательно через светофильтры три раза, на три отдельных кадра. Затем после проявления на специальной машине выборочной печати изготовляются, позитивы, причем на одну пленку печатаются все кадры, экспонированные в зеленых лучах, на вторую — в синих и на третью — в красных.

По бокам — кадры из цветного мультипликационного фильма "Сладкий пирог", который вскоре выйдет на экран.

Вернемся к натурной съемке. После съемки все три пленки проявляются и фиксируются. Они несут на себе серое, но цветоделенное изображение. Далее, с каждого негатива на специальном оптическом копировальном аппарате печатаются позитивы — матрицы. Копирование идет через подложку матрицы, т. е. сквозь блестящую сторону пленки, а не через эмульсию, как при обычной копировке. Причина этой особенности будет объяснена ниже.

После копировки матрица поступает в проявочную машину. Проявляют ее в дубящем проявителе, чтобы «задубить» те места эмульсии матрицы, куда попали лучи света при копировке. Задубленные места становятся твердыми и не подвергаются в дальнейшем химическим и механическим воздействиям. После проявления матрица промывается в баке с горячей водой. В воде растворяется незадубленная эмульсия. В результате после сушки выходит бесцветное позитивное изображение в виде рельефа, достаточно ясно видимого в отраженном свете. Максимальная высота рельефа — 3—4 микрона. Так как интенсивность света слабеет по мере проникновения его в толщу эмульсионного слоя, то слой при проявлении будет «задублен» слабее в тех местах эмульсии, которые более удалены от источника света во время копирования. А чем меньше «задубленность», тем меньше механическая связь между целлулоидной основой и задубленными частями эмульсии. При промывке горячей водой эта связь легко может нарушиться, и задубленные места будут смыты. В этом и заключается первая причина печати матрицы сквозь подложку.

Из проявочной машины матрицы поступают в прокрасочную, где водяной краской их окрашивают в цвет, дополнительный к цвету лучей, в которых экспонированы негативы, соответствующие каждой матрице. Матрица красного светофильтра окрашивается в голубой цвет, матрица синего — в желтый и матрица зеленого — в пурпуровый. Краска впитывается в слой задубленной желатины, и ее количество пропорционально толщине задубленного слоя. После этого следует сушка и затем непосредственно гидротипная печать, которая и дает многоцветное изображение.

На чистую, покрытую желатиной, размоченную в баке с подкисленной водой пленку — «бланк-фильм» — последовательно накладываются три цветные матрицы. Краски их с различной интенсивностью, зависящей от степени задубленности матрицы проникают в желатину бланк-фильма. Получается оттиск.

Схема, совмещающей части гидротипной машины. Матрица — 1 — и бланк-фильм — 2 —  попадают на «синхронные барабаны» — 3. Барабаны эти соединены друг с другом парой одинаковых шестерен — 4, поэтому они могут поворачиваться только одновременно и только на один и тот же угол. С барабанов обе пленки ползут к контактирующим роликам — 5. На всем протяжении от этих роликов до тянущего барабана — 6 — обе пленки соприкасаются, и краска с матрицы впитывается в бланк-фильм.

Три цвета, сочетаясь своей различной интенсивностью, в сумме дают субтрактивное многоцветное изображение.

Таким образом, с позитива (матрицы) получается позитив же (бланк-фильм). В этом — вторая причина оптической печати сквозь подложку, так как в противном случае на бланк-фильме было бы получено зеркальное, обратное, изображение.

Гидротипный метод по сравнению с другими имеет целый ряд преимуществ: он дает хорошую цветопередачу, позволяет контролировать работу непосредственно при цветной печати, дает возможность получать большое число копий и т. д.

Три негатива трехцветки — 1 — поступают в проявку — 2, потом фиксируются — 3. Затем с каждого из негативов печатается — 5 — позитив-матрица — 6. Дальше каждая матрица проявляется — 7. Проявление прекращается — 8, и матрица промывается в баке с горячей водой — 9, сушится — 10, окрашивается в дополнительные цвета — 11, снова сушится — 12 и, наконец, поступает в гидротипную печать — 13. На размоченную в баке с подкисленной водой — 14 — пленку бланк-фильм — 16 — одна за другой, последовательно, накладываются три матрицы. Затем пленки проходят через сушильный шкаф, из которого выходят матрицы-негативы и цветной позитив бланк-фильм — 17.

Проявочная машина гидротипного процесса трехцветки. Слева — баки для химической обработки, справа — сушильный шкаф.

Прокрасочная машина гидротипного процесса трехцветки. Слева — баки для окраски пленки, справа — сушильный шкаф.

Гидротипная машина «ГОИ», служащая для получения цветного позитива.

Узел, совмещающий части гидротипной машины. Видны контактирующие ролики и синхронные барабаны.

Схема технологического процесса производства трехцветного гидротипного фильма.

*

Наконец в «Мосфильме», в цветной лаборатории инженера Мершина, разработан способ получения цветного изображения, основанный на способности хромированной желатины задубливаться под действием света.

С трех цветоделенных негативов, снятых описанной выше специальной камерой, делаются позитивы-матрицы. Таким образом, съемка негативов та же, что и при гидротипном способе, но дальнейший процесс существенно отличается от гидротипного. Четвертая пленка (соответствующая гидротипному способу) делается на слое хромированной желатины. На желатину печатается фильм с матрицы, пронизываемой лучами сильного источника света. Хромированная желатина задубливается в прямо пропорциональной степени к количеству света, падающего на нее через матрицу.

Таким образом, после печати на слое желатины образуется задубленное в различной степени, но не видимое (ибо серебро здесь отсутствует) изображение. Пленка со слоем задубленной желатины окрашивается в цвет, дополнительный к цвету фильтра, через который производилась съемка (аналогично гидротипии). Краска впитывается в желатину обратно пропорционально степени ее задубленности. Излишняя краска удаляется промыванием. Впитавшаяся краска создает контур одного цветоделенного позитивного изображения. После сушки пленка поливается вторым слоем желатины (поверх первого), вновь производится печать, но уже со второй матрицы, и вновь окраска, Та же операция производится с последней, третьей, пленкой.

Кадр из первого советского цветного фильма "Соловей—Соловушко" ("Груня Корнакова"). Здесь изображен момент, когда работницы прогоняют с фабрики отряд полицейских, забросав их тарелками.

В результате получается субтрактивное смешение наслоенных цветов, дающее многоцветное изображение.

Вот три способа, которые разработаны у нас в Союзе и переносятся сейчас на производственную базу.