Анимация: история больших успехов

Зоопраксиноскоп Эдварда Майбриджа

На мультимедийную составляющую приходится основная часть из тех десятков зетабайтов пространства больших данных, о котором сейчас так много говорят. Чтобы ввести такие данные, нужны различные устройства, в том числе цифровые камеры, чтобы работать с ними — специальные графические процессоры, а чтобы получить доступ к ним — мониторы. Сегодня необходимость и возможность работы с «картинками» воспринимаются без каких-либо эмоций — нужные для этого технологии и устройства доступны, причем за относительно невысокую цену. Удивляет другое — по историческим меркам свои первые шаги по направлению к работе с изображениями человечество сделало совсем недавно по сравнению с письменностью, но к чему все это приведет в дальнейшем — еще неясно.

Обращение к этой стороне истории технологий навело посещение Музея современного искусства Сан-Франциско (San Francisco Museum of Modern, SFMOMA), расположенного в центральном районе, напротив Mascona Center — главного конгресс-центра Кремниевой долины, в котором проводятся самые значимые технологические конференции, а неподалеку находится демоцентр Sony. Символично, что историю и современность разделяет какая-то пара сотен метров, и действительно, географическая близость трех учреждений не может оставить равнодушным: с одной стороны, спокойно воспринимаются самые фантастические достижения современной компьютерной графики, а с другой — казалось бы, совсем примитивные способы работы с изображениями, которыми восторгалась публика 150 лет назад.

Экспозиция SFMOMA регулярно меняется, и в нынешней один из четырех этажей отдан творческому наследию Эдварда Майбриджа, известного фотографа второй половины XIX века, ирландца по происхождению, много лет проработавшего в Калифорнии и оставившего фотолетопись нескольких десятилетий из истории этих мест от времен золотой лихорадки до начала 80-х годов. Однако основной интерес представляет та часть экспозиции, где представлены результаты пионерских работ по созданию движущегося изображения, включая всю необходимую для этого проекционную технику. В SFMOMA можно увидеть все, от прихотливых приспособлений для съемки до серий из десятков фотографий и специально созданного проекционного аппарата. Здесь же на современных экранах демонстрируются крошечные сюжеты: лошади и птицы в движении, танцующие люди и др. Кстати, эти ролики можно увидеть в статьях Википедии, посвященных Майбриджу, а его причудливая биография стоит того, чтобы их почитать.

Великому событию 1895 года, когда Луи Жан Люмьер вывел в свет изобретенные им аппараты для съемки и проекции и вместе с братом Огюстом Луи провел первый публичный платный сеанс в подвале «Гран-кафе» на бульваре Капуцинов, предшествовала многолетняя история. Работы с изображением начались с камеры-обскуры, придуманной в IV веке до нашей эры в Древнем Китае, как и многое другое. Эти простейшие устройства кое-где сохранились, например в монастыре Сен-Мишель в Нормандии, где сегодня они вызывают неописуемый восторг посетителей. Полученное в камере-обскуре изображение могло быть зафиксировано на бумаге вручную карандашом, а автоматизация этого процесса стала возможной после того, как в 1725 году немецкий ученый Иоганн Гейнрих Шульце открыл светочувствительное вещество на основе солей серебра, с этого момента и началась история фотографии. Для получения фотографии нужно было не только засветить чувствительную поверхность, но к тому же в нужный момент остановить процесс и закрепить изображение. Полный цикл засветки-проявки-печати удалось завершить в 20-е годы XIX века французам Доминику Араго и Нисефору Ньепсу — последний стал автором фотографии "Вид из окна", которая сохранилась по сей день. Этот период обычно ассоциируется с именем художника Луи Дагера, который ввел описанную технологию в обиход, и с тех пор она стала называться дагеротипией.

Примерно в тот же период, с 1830-х по 1860-е годы, предпринимались многочисленные попытки создания анимированных рисованных изображений, создавались разнообразные устройства с причудливыми названиями. Зоотроп Уильяма Джонса служил для просмотра через щель картинок, нанесенных на вращающееся кольцо, а другой подобный прибор — феникистископ сконструировал бельгийский ученый Джозеф Плато. Принцип действия всех этих приборов, как и современного кино, основывается на явлении, называемом персистенцией — способности сетчатки глаза сохранять изображение предмета в течение некоторого времени (в среднем 1/3 секунды). Прежде рассматриваемые картинки рисовали, а совмещение серий из нескольких десятков фотографий с такими приборами для просмотра, то есть предпосылка к вполне реальной кинематографической съемке движущихся предметов, оказалось удивительной находкой, оригинальным изобретением Майбриджа. Произошло это далеко не случайно — здесь прослеживается еще одна связующая технологий с Калифорнией. Свое изобретение Майбридж сделал, работая по заказу богатейшего человека того времени, Лиланда Стэнфорда, бывшего прежде губернатором, железнодорожного магната и к тому же, что в данном случае важно, заядлого лошадника. По совпадению, в 1884 году именем сына Стэнфорда назван основанный семьей Лиландов университет Leland Stanford Junior University, находящийся в Пало-Альто, нынешнем сердце Кремниевой долины. Кто знает, возможно, если бы не было этого университета, то не было бы и феномена самой Долины.

За десять лет до основания университета в Пало-Альто развернулась деятельность Майбриджа, стимулированная пари, которое заключил его работодатель. Суть спора состояла в ответе на вопрос, отрывает ли все четыре ноги лошадь в галопе или нет. Тривиальные попытки сделать удачное фото не решали проблему — светочувствительность эмульсии была слишком низкой. Тогда был создан специальный стенд — вдоль беговой дорожки Майбридж установил 24 фотокамеры со специально сконструированным электрическим затвором. Поперек беговой дорожки протянуты тонкие нити, обрыв каждой вызывал спуск затвора. Результатом стали серии фотографий, показывающих точное положение тела лошади в разные моменты. Эти удивительные фотографии сохранились, и на них действительно виден момент полета лошади, а Лиланд Стэнфорд выиграл по пари 25 тыс. долл. — большие деньги по тем временам. Майбридж пошел дальше и разработал проекционный аппарат под названием зоопраксиноскоп, созданный на базе волшебного фонаря. Кадры с отдельными фазами движения вручную наклеивались на прозрачный диск, их количества на диске хватало на одну-две секунды, но это было почти кино — неудивительно, что первыми сюжетами были галопирующие лошади.

Во Франции одновременно с Майбриджем работал Эмиль Рейно, который сконструировал праксиноскоп, прибор, способный проектировать на экран рисованное изображение, нанесенное на ленту. Созданные им мультфильмы длились 10-15 минут и сопровождались музыкой. Но для создания более продолжительных "видеороликов", полученных методом фотосъемки, не хватало соответствующего носителя, и тогда, как бывает в таких случаях, очень вовремя была изобретена перфорированная целлулоидная лента. Используя ее, в 1891 году Томас Эдисон со своим кинетографом вплотную приблизился к кинематографу и даже объединил фонограф и кинетограф в кинетофон, пружинный двигатель которого приводил в движение восковой валик с записью речи и механизм движения ленты с изображениями. Но не хватило главного — метода проекции на экран, минусом изобретений была индивидуальность использования. У кинетографа и кинетофона мог быть только один зритель, наблюдавший за движением картинок в окуляр, поэтому победил синематограф братьев Люмьер. Как всегда в таких случаях, затеялся долгий спор, закончившийся в пользу французов, сумевших сделать эффектный финальный шаг в более чем столетней истории.

После 1895 года и до 60-х годов прошлого века в фото/кинотехнике ничего радикально нового не появилось — развивалась оптика, картинка стала цветной, повысилось качество, но общие идеи оставались теми же. Первая половина XX века стала временем телевидения, которое на первых этапах шло по пути, проложенному Майбриджем и Рейно, — в 1884 году Пауль Нипков предложил идею механического телевидения, которую пытались реализовать вплоть до 1930-х годов. То же касается истории создания электронного телевидения, она хотя и совсем недавняя, но чрезвычайно запутана, и с достоверностью установить приоритеты невозможно. Но есть отдельные точные факты, например то, что открытие фотоэффекта в селене было сделано Уиллоуби Смитом в 1873 году, а вот описания событий, имевших место с 1905-го по 1935 год, расходятся. Известно, что заметный вклад сделали наши соотечественники: профессор Петербургского технологического института Борис Розинг 25 июля 1907 года подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения». Решающий вклад сделал Владимир Зворыкин, который изобрел передающую трубку-иконоскоп и технологии, позволившие начать массовое производство телевизионных приемников. В этой области немало загадочных историй, являющихся источником разнотолков. Например, непонятна судьба изобретений Бориса Грабовского и его коллег — до сих пор неизвестно, был ли работоспособен созданный ими радиотелефот, был ли он украден и передан за рубеж.

Следующим великим переходом стала цифровая фотография, позволившая породнить фотоаппарат с компьютером. Первые шаги по направлению к цифровому фото были сделаны в 1961 году крупным специалистом в области космических исследований Юджином Лалли, известным также в качестве очень серьезного мастера фотографии — его работы выставлялись на больших выставках, публиковались в журналах. Он первым предложил использовать мозаичный сенсор, построенный на принципах пуантилизма (манеры письма раздельными мазками правильной, точечной или прямоугольной формы без смешения красок), в системах ориентации космических аппаратов Apollo. Он же ввел целый ряд усовершенствований в камеру Hasselblad, использованную во время лунных экспедиций. Позже Лалли руководил разработкой инфракрасных камер, предназначенных для использования в рамках Стратегической оборонной инициативы.

Дальнейшая история цифрового фото была странной — компании, которые сделали наибольший вклад, не получили заметных дивидендов. Патент на датчик, который может быть установлен вместо пленки за объективом в фотографическом аппарате, получила группа инженеров из лаборатории Philips в Нью-Йорке в 1968 году, более эта компания ничем в цифровой фотографии не отличилась. Самый первый фотоаппарат собрал в 1975 году Стивен Сэссон, инженер из компании Eastman Kodak. Камера весила более 3 килограммов, имела матрицу 10 тыс. пикселов, а время сохранения одного черно-белого снимка на бытовую магнитофонную кассету составляло полминуты. Создание этой цифровой камеры стало возможным благодаря тому, что в распоряжение Сэссона попал оптический полупроводниковый сенсор (ПЗС-матрица), за создание которого работавшие в лаборатории Белла физики Джордж Смит, Чарльз Као и Уиллард Бойл в 2009 году получили Нобелевскую премию.

На разработку коммерческого продукта потребовалось еще 15 лет — в 1990 году была выпущена первая серийная камера Logitech Photoman Dycam Model 1, способная делать снимки с разрешением 320х240 в 256 градациях серого цвета. Она стоила почти 1 тыс. долл., хотя не имела собственной системы хранения снимков и подключалась к компьютеру по последовательному интерфейсу. Годом позже Kodak выпустила профессиональную камеру DCS SLR с матрицей 1,3 мегапиксела, она продавалась по цене 13 тыс. долл. А дальше ирония судьбы — имея все козыри, Kodak не вложила в исследования необходимые средства и уступила инициативу японцам, а изобретение Сэссона в конечном итоге привело к десятикратному сокращению численности сотрудников компании и сокращению всех остальных показателей бизнеса.