Фенакистископ: Первый аппарат для создания иллюзии движения

Введение

Первое широко распространенное устройство для анимации, создававшее иллюзию плавного движения.

Фенакистоскоп (также известный под написанием phénakisticope или phenakistoscope) был первым широко распространенным устройством для анимации, создававшим иллюзию плавного движения. Получивший названия Fantascope и Stroboscopische Scheiben («стробоскопические диски») от своих изобретателей, он был известен под многими другими названиями, пока французское название продукта Phénakisticope не стало общепринятым (с альтернативными вариантами написания). Фенакистоскоп считается одной из первых форм движущихся изображений для развлечения, которая подготовила почву для будущей киноиндустрии. Подобно GIF-анимации, он может воспроизводить только короткий непрерывный цикл.

Этимология и правописание

Когда он был представлен во французской газете Le Figaro в июне 1833 года, термин «фенакистископ» был объяснен как происходящий от греческого корня φενακιστικός phenakistikos (или, точнее, от φενακίζειν phenakizein), означающего «обманывать» или «одуракивать», и ὄψ óps, означающего «глаз» или «лицо». Таким образом, вероятно, подразумевалось нечто вроде «оптического обмана» или «оптической иллюзии». Другой парижский издатель, Юнин, также использовал термин «фенакистископ» (как с ударением, так и без него). Изобретатель Жозеф Плато не дал названия устройству, когда впервые опубликовал о нем в январе 1833 года. Позже, в 1833 году, он использовал «фенакистископ» в статье для обозначения опубликованных версий, к созданию которых он не имел отношения. К тому времени у него уже был выпущен авторизованный набор под названием Phantasmascope (изданный Аккерманом в Лондоне), который через несколько месяцев был переименован в Fantascope для нового издания и наборов, созданных другими аниматорами. Во многих своих работах и презентациях Плато использовал оба термина – «фенакистископ» и «фантаскоп», по-видимому, признавая «фенакистископ» более известным названием, а «фантаскоп» – названием, которое он предпочитал. Ошибочное написание «фенекистоскоп» встречается уже в 1835 году в «Американском журнале науки и искусств», а впоследствии стало стандартным названием в энциклопедиях, например, в «Словаре науки, литературы и искусства» (Лондон, 1842) и «Иконографической энциклопедии науки, литературы и искусства» (Нью-Йорк, 1852).

Технология

Фенакистоскоп обычно представляет собой вращающийся картонный диск, вертикально прикрепленный к ручке. Вокруг центра диска расположены последовательно изображения, показывающие различные фазы анимации. Небольшие прямоугольные прорези равномерно распределены по краю диска. Пользователь вращал диск и смотрел через движущиеся щели на изображения, отраженные в зеркале. Прохождение щелей по отраженным изображениям предотвращает их размытие, позволяя увидеть быструю смену кадров, которые воспринимаются как единое движущееся изображение. В отличие от зоотропа и других подобных устройств, обычные версии фенакистоскопа обычно могли просматривать только один человек одновременно. Изображения на фенакистоскопе искажались при достаточно высокой скорости вращения, необходимой для создания иллюзии движения: они становились немного уже и слегка изогнутыми. Иногда аниматоры намеренно вносили противоположные искажения в рисунки, чтобы компенсировать этот эффект. Однако большинство анимаций не стремились к реалистичности, поэтому искажения малозаметны в мультяшных изображениях. Искажения и мерцание, вызванные вращающимися щелями, не видны в большинстве современных анимаций фенакистоскопа, доступных в сети (например, GIF-анимация на этой странице). Обычно это анимации, созданные с помощью программного обеспечения. Они не воспроизводят реальный опыт просмотра фенакистоскопа, но позволяют представить работы аниматоров в более удобном формате. Некоторые современные переанимации, выполненные с ошибками, также показывают вращающиеся щели (которые казались бы неподвижными при просмотре через настоящий фенакистоскоп) и перемещающиеся фигуры на диске, где они должны были оставаться неподвижными (или неподвижные фигуры, где они должны были двигаться). Большинство коммерчески выпускаемых дисков – это литографии, раскрашенные вручную, хотя некоторые производители использовали многоцветную литографию и другие методы печати.

Изобретение

Фенакистоскоп был изобретен почти одновременно около декабря 1832 года бельгийским физиком Жозефом Плато и австрийским профессором практической геометрии Симоном Штампфером. Будучи студентом университета, Плато заметил в некоторых ранних экспериментах, что при взгляде с небольшого расстояния на два концентрических зубчатых колеса, которые быстро вращались в противоположных направлениях, создавалась оптическая иллюзия неподвижного колеса. Позже он прочитал статью Питера Марка Роже 1824 года «Объяснение оптической иллюзии в виде спиц колеса, когда на него смотрят через вертикальные щели», которая касалась той же иллюзии. Плато решил исследовать это явление дальше и позже опубликовал свои результаты в «Correspondance Mathématique et Physique» в 1828 году. В письме к тому же научному периодическому изданию от 5 декабря 1829 года он представил свой (пока еще безымянный) анортоскоп – диск, который превращает анаморфное изображение в нормальное при быстром вращении и наблюдении через четыре радиальные щели вращающегося черного диска. Это изобретение позже было продано, например, компанией Newton & Co в Лондоне. 10 декабря 1830 года Майкл Фарадей представил в Королевском институте Великобритании доклад под названием «О своеобразном классе оптических обманов» об оптических иллюзиях, которые можно наблюдать во вращающихся колесах. Он сослался на работу Роже и описал свои собственные новые открытия. Многие моменты были схожи с тем, что опубликовал Плато, и Фарадей не только публично признал это, но и лично переписывался с Плато и прислал ему свой доклад. Некоторые эксперименты Фарадея были новыми для Плато, и особенно эксперимент с неподвижным изображением, создаваемым вращающимся колесом перед зеркалом, вдохновил Плато на идею новых иллюзий. В июле 1832 года Плато отправил письмо Фарадею, приложив экспериментальный диск с некоторыми «анаморфозами», который при вращении перед зеркалом создавал «полностью неподвижное изображение маленькой совершенно правильной лошади». После нескольких попыток и многих трудностей он построил рабочую модель фенакистоскопа в ноябре или декабре 1832 года. Плато опубликовал свое изобретение в письме от 20 января 1833 года в «Correspondance Mathématique et Physique». Он полагал, что если способ создания иллюзий можно будет как-то изменить, их можно будет использовать в других целях, «например, в фантасмагории». В декабре 1832 года Штампфер узнал об открытиях Фарадея и был вдохновлен провести подобные эксперименты, что вскоре привело к его изобретению того, что он назвал Stroboscopischen Scheiben oder optischen Zauberscheiben (стробоскопические диски или оптические волшебные диски). Штампфер рассматривал возможность размещения последовательности изображений либо на диске, либо на цилиндре (как в более позднем зоотропе), либо, для большего количества изображений, на длинной замкнутой полосе бумаги или холста, натянутой на два параллельных ролика (подобно кинопленке). Он также предлагал закрывать большую часть диска или зеркала вырезанным листом картона, чтобы видеть только одну из движущихся фигур, и рисовать театральные кулисы и задники вокруг вырезанной части (отчасти похоже на более поздний театр Праксиноскопа). Штампфер также упоминал версию, в которой диск с изображениями находится на одном конце, а диск с прорезями – на другом конце оси, но он счел вращение диска перед зеркалом более простым. К февралю 1833 года он подготовил шесть двусторонних дисков, которые позже были опубликованы Trentsensky & Vieweg. Матиасу Тренценскому и Штампферу был выдан австрийский патент (Kaiserlichen königlichen Privilegium) на диски 7 мая 1833 года. Издатель и научный руководитель Плато Адольф Кетеле утверждал, что получил рабочую модель для демонстрации Фарадею еще в ноябре 1832 года. В 1836 году Плато отметил, что ему трудно точно определить время, когда ему пришла эта идея, но он полагал, что впервые успешно собрал свое изобретение в декабре. Он заявил, что доверяет утверждению Штампфера о том, что он изобрел свою версию одновременно. Питер Марк Роже заявил в 1834 году, что построил несколько фенакистоскопов и показал их многим друзьям еще весной 1831 года, но из-за более важных дел не смог опубликовать описание своего изобретения.

The phenakisticope was invented almost simultaneously around December 1832 by the Belgian physicist Joseph Plateau and the Austrian professor of practical geometry Simon Stampfer. As a university student Plateau noticed in some early experiments that when looking from a small distance at two concentric cogwheels that turned fast in opposite directions, it produced the optical illusion of a motionless wheel. He later read Peter Mark Roget's 1824 article Explanation of an optical deception in the appearance of the spokes of a wheel when seen through vertical apertures which addressed the same illusion. Plateau decided to investigate the phenomenon further and later published his findings in Correspondance Mathématique et Physique in 1828. In a letter to the same scientific periodical dated December 5, 1829 he presented his (still nameless) Anorthoscope, a disc that turns an anamorphic picture into a normal picture when it is spun fast and seen through the four radial slits of a counter rotating black disc. This invention was later marketed, for instance by Newton & Co in London. On 10 December 1830 Michael Faraday presented a paper at the Royal Institution of Great Britain called On a Peculiar Class of Optical Deceptions about the optical illusions that could be found in rotating wheels. He referred to Roget's paper and described his associated new findings. Much was similar to what Plateau had published and Faraday not only acknowledged this publicly but also corresponded with Plateau personally and sent him his paper. Some of Faraday's experiments were new to Plateau and especially the one with a fixed image produced by a turning wheel in front of the mirror inspired Plateau with the idea for new illusions. In July 1832 Plateau sent a letter to Faraday and added an experimental disc with some "anamorphoses" that produced a "completely immobile image of a little perfectly regular horse" when rotated in front of a mirror. After several attempts and many difficulties he constructed a working model of the phénakisticope in November or December 1832. Plateau published his invention in a 20 January 1833 letter to Correspondance Mathématique et Physique. He believed that if the manner of producing the illusions could be somehow modified, they could be put to other uses, "for example, in phantasmagoria". Stampfer read about Faraday's findings in December 1832 and was inspired to do similar experiments, which soon led to his invention of what he called Stroboscopischen Scheiben oder optischen Zauberscheiben (stroboscope discs or optical magic discs). Stampfer had thought of placing the sequence of images on either a disc, a cylinder (like the later zoetrope) or, for a greater number of images, on a long, looped strip of paper or canvas stretched around two parallel rollers (much like film reels). He also suggests covering up most of the disc or the mirror with a cut out sheet of cardboard so that one sees only one of the moving figures and painting theatrical coulisses and backdrops around the cut out part (somewhat similar to the later Praxinoscope Theatre). Stampfer also mentioned a version which has a disc with pictures on one end and a slotted disc on the other side of an axis, but he found spinning the disc in front of a mirror more simple. By February 1833 he had prepared six double sided discs, which were later published by Trentsensky & Vieweg. Matthias Trentsensky and Stampfer were granted an Austrian patent (Kaiserlichen königlichen Privilegium) for the discs on 7 May 1833. Publisher and Plateau's doctoral adviser Adolphe Quetelet claimed to have received a working model to present to Faraday as early as November 1832. Plateau mentioned in 1836 that he thought it difficult to state the exact time when he got the idea, but he believed he was first able to successfully assemble his invention in December. He stated to trust the assertion of Stampfer to have invented his version at the same time. Peter Mark Roget claimed in 1834 to have constructed several phénakisticopes and showed them to many friends as early as in the spring of 1831, but as a consequence of more serious occupations he did not get around to publishing any account of his invention.

Вариации

Многие версии фенакистоскопа использовали меньшие иллюстрированные неразрезанные картонные диски, которые необходимо было поместить на больший диск с прорезями. Распространенный вариант предусматривал иллюстрированный диск на одном конце латунной оси и диск с прорезями – на другом; это было несколько неудобно, но не требовало зеркала и, как утверждалось, обеспечивало более четкое изображение. Fores предлагал Exhibitor – ручку для двух дисков с прорезями, с изображениями, обращенными друг к другу, что позволяло двум зрителям одновременно наблюдать за анимацией без использования зеркала. Некоторые диски имели фигурную кромку, чтобы создать иллюзию фигур, переползающих через край. Компания Ackermann & Co. опубликовала три таких диска в 1833 году, в том числе один, созданный изобретателем Джозефом Плато. В некоторых версиях к диску добавлялась деревянная подставка с механизмом ручного вращения. Начиная с 1850-х годов, было изготовлено и продано несколько проекторов с использованием стеклянных дисков. Джозеф Плато создал комбинацию своего фенакистоскопа и анортоскопа где-то между 1844 и 1849 годами, в результате чего получился прозрачный диск с подсветкой, содержащий последовательность фигур, которые оживали при вращении за вращающимся черным диском с четырьмя освещенными прорезями, вращающимся в четыре раза быстрее. В отличие от фенакистоскопа, анимацию могли одновременно наблюдать несколько человек. Эта система не была коммерциализирована; только два известных изготовленных вручную диска хранятся в коллекции Джозефа Плато в Гентском университете. Бельгийский художник Жан Батист Маду создал первые изображения для этих дисков, а Плато нарисовал последовательные фазы. В 1849 году Джозеф Плато обсуждал возможность объединения фенакистоскопа со стереоскопом, как ему предложил его изобретатель Чарльз Уитстон. Франц фон Ухациус, возможно, прочитал об идее Нейлора в немецких или австрийских технических журналах и начал разрабатывать свою версию около 1851 года. Мастер по изготовлению инструментов Венцель Прокеш создал для него первую модель, которая могла проецировать изображения диаметром всего несколько дюймов. Более успешная вторая модель Прокеша имела неподвижный диск с прозрачными изображениями и отдельную линзу для каждого изображения, сфокусированную в одной точке на экране. За диском быстро вращался прожектор, чтобы последовательно проецировать изображения одно за другим. Эта модель была продемонстрирована в Австрийской академии наук в 1853 году. Прокеш продавал машину и продал одну фокуснику Людвигу Дёблеру, который использовал ее в своих представлениях, включавших и другие техники оптического театра, такие как растворение видов. "Оптический прибор" был запатентован в США в 1869 году О. Б. Брауном, использовавшим диск, подобный диску фенакистоскопа, с техникой, очень близкой к более позднему кинематографу; с механизмом "мальтийского креста"; звездообразное колесо и штифт использовались для прерывистого движения и двухсекторный затвор. Томас Росс разработал небольшую прозрачную систему фенакистоскопа, названную "Колесо жизни", которая помещалась внутри стандартного слайда для оптического театра. Первая версия, запатентованная в 1869 году, имела стеклянный диск с восемью фазами движения и вращающийся стеклянный диск с восемью отверстиями. На дисках были изображены конькобежцы, рыбы, лестница великана, бутылочный бес и другие сюжеты. Улучшенная версия содержала 13 изображений и диск с одним затвором и получила британский патент 2685 от 10 октября 1871 года. Генри Ренно Хейл представил свой фазматроп 5 февраля 1870 года в Академии музыки Филадельфии. Этот модифицированный оптический театр имел колесо, которое могло вместить 16 фотослайдов и затвор. Колесо вращалось перед источником света с помощью прерывистого механизма для последовательного проецирования слайдов (вероятно, со скоростью 3 кадра в секунду). Программа включала три сюжета: "Всё в порядке" (популярный японский акробат), брат Джонатан и танцующая вальс пара. Брат Джонатан обратился к аудитории с помощью актера, озвучивавшего его голос из-за экрана, и заявил, что "это искусство быстро превратится в одно из величайших достижений в области обучения и развлечения". Сохранились фотографии вальсирующей пары, состоящие из четырех кадров танцоров в костюмах (Хейл и его партнерша), которые повторялись четыре раза на колесе. Изображения были зафиксированы в позах. Запечатление движения с помощью "мгновенной фотографии" впервые было осуществлено Эдвардом Мейбриджем в 1878 году. Эдвард Мейбридж создал свой зоопраксископ в 1879 году и до 1894 года демонстрировал с помощью этого проектора стеклянные диски, на которых изображения в прозрачной краске были получены из его хронофотографических пластин.

Many versions of the phénakisticope used smaller illustrated uncut cardboard discs that had to be placed on a larger slotted disc. A common variant had the illustrated disc on one end of a brass axis and the slotted disc on the other end; this was slightly more unwieldy but needed no mirror and was claimed to produce clearer images. Fores offered an Exhibitor: a handle for two slotted discs with the pictures facing each other which allowed two viewers to look at the animations at the same time, without a mirror. A few discs had a shaped edge on the cardboard to allow for the illusion of figures crawling over the edge. Ackermann & Co published three of those discs in 1833, including one by inventor Joseph Plateau. Some versions added a wooden stand with a hand cranked mechanism to spin the disc. Several phénakisticope projectors with glass discs were produced and marketed since the 1850s. Joseph Plateau created a combination of his phénakisticope and his Anorthoscope sometime between 1844 and 1849, resulting in a back lit transparent disc with a sequence of figures that are animated when it is rotated behind a counter rotating black disc with four illuminated slits, spinning four times as fast. Unlike the phénakisticope several persons could view the animation at the same time. This system has not been commercialised; the only known two handmade discs are in the Joseph Plateau Collection of the Ghent University. Belgian painter Jean Baptiste Madou created the first images on these discs and Plateau painted the successive parts. In 1849 Joseph Plateau discussed the possibilities of combining the phénakisticope with the stereoscope as suggested to him by its inventor Charles Wheatstone. Franz von Uchatius possibly read about Naylor's idea in German or Austrian technical journals and started to develop his own version around 1851. Instrument maker Wenzel Prokesch made a first model for him which could only project images of a few inches in diameter. A more successful second model by Prokesch had a stationary disc with transparent pictures with a separate lens for each picture focused on the same spot on a screen. A limelight revolved rapidly behind the disc to project the sequential images one by one in succession. This model was demonstrated to the Austrian Academy of Sciences in 1853. Prokesch marketed the machine and sold one to magician Ludwig Döbler who used it in his shows that also included other magic lantern techniques, like dissolving views. An "Optical Instrument" was patented in the U. S. in 1869 by O. B. Brown, using a phenakistiscope like disc with a technique very close to the later cinematograph; with Maltese Cross motion; a star wheel and pin being used for intermittent motion, and a two sector shutter. Thomas Ross developed a small transparent phénakisticope system, called Wheel of life, which fitted inside a standard magic lantern slide. A first version, patented in 1869, had a glass disc with eight phases of a movement and a counter rotating glass shutter disc with eight apertures. The discs depicted Ice Skaters, Fishes, Giant's Ladder, Bottle Imp and other subjects. An improved version had 13 images and a single slot shutter disc and received British Patent 2685 on 10 October 1871. Henry Renno Heyl presented his Phasmatrope on 5 February 1870 at the Philadelphia Academy of Music. This modified magic lantern had a wheel that could hold 16 photographic slides and a shutter. The wheel was rotated in front of the light source by an intermittent mechanism to project the slides successively (probably with a speed of 3 fps). The program contained three subjects: All Right (a popular Japanese acrobat), Brother Jonathan and a waltzing couple. Brother Jonathan addressed the audience with a voice actor behind the screen and professed that "this art will rapidly develop into one of the greatest merit for instruction and enjoyment." The pictures of the waltzing couple survived and consist of four shots of costumed dancers (Heyl and a female dancing partner) that were repeated four times in the wheel. The pictures were posed. Capturing movement with "instantaneous photography" would first be established by Eadward Muybridge in 1878. Eadward Muybridge created his Zoopraxiscope in 1879 and lectured until 1894 with this projector for glass discs on which pictures in transparent paint were derived from his chronophotographic plates.

Научное использование

Фенакистоскоп был изобретен в результате научных исследований оптических иллюзий и опубликован как таковой, но вскоре устройство было очень успешно продано как развлекательная новинка. После того, как новизна ушла, его стали рассматривать в основном как детскую игрушку. Тем не менее, некоторые ученые до сих пор считают его полезным демонстрационным инструментом. В 1861 году одним из изображений, созданных с его помощью, было биение сердца. Немецкий физик Иоганн Генрих Якоб Мюллер опубликовал набор из 8 дисков, изображающих различные волновые движения (волны звука, воздуха, воды и т.д.) совместно с Дж. В. Альбертом во Франкфурте в 1846 году. Знаменитый английский пионер в изучении фотографического движения Эдвард Муйбридж создал проектор фенакистоскопа, для которого его фотографии были представлены в виде контуров на стеклянных дисках. Результаты не всегда были строго научными; он часто редактировал свои фотопоследовательности по эстетическим соображениям, а для стеклянных дисков иногда даже объединял изображения из нескольких фотографий в новые композиции. Забавным примером является последовательность, изображающая человека, кувыркающегося через быка, за которым гонится собака.

XX и XXI века

Премия Жозефа Плато, трофей, напоминающий фэнакистоскоп, была бельгийской кинопремией, вручавшейся ежегодно с 1985 по 2006 год. На некоторых виниловых пластинках анимация размещалась на этикетках или непосредственно на пластинке. В 1956 году Red Raven Movie Records начала выпуск серии 8-дюймовых синглов на 78 оборотах в минуту с анимацией, для просмотра которой требовалось устройство с небольшими зеркалами, подобное праксиноскопу, помещаемое в центр диска. С 2010 года аудиовизуальный дуэт Sculpture выпускает несколько пикчер-дисков с очень сложной анимацией, которую можно увидеть под стробоскопом, мигающим ровно 25 раз в секунду, или зафиксировать на видеокамеру, снимающую последовательно с очень высокой скоростью затвора при частоте кадров 25 кадров в секунду.