投影仪是在影院放映电影的重要工具 劳伦斯·曼宁/盖蒂图片社

　　电影是每一种现代文化的一部分。虽然电影在 视高清 和 影碟 非常受欢迎，没有什么能取代宏大电影的超现实奇观，例如 “爱国者，” 填满大屏幕。仅在美国，就有超过 37，000 个电影屏幕，这清楚地证明了我们有多喜欢看电影!

　　在本文中，您将了解令人惊叹的投影系统，该系统使在剧院观看电影成为可能。本系列中的其他文章探讨了 剧院屏幕和座位这 音响系统和数字声音, 感谢 和 电影发行.

　　要展示一部基于电影的现代电影，您绝对需要五件事：

　　一种推进电影每一帧的方法

　　一种从电影中投射图像的方法

　　一种读取音频的方法

　　要在其上投影图像的表面

　　播放音频的系统

　　一个 放映机 提供了我们列表中的前三项。虽然电影通常投影到 屏幕，一面白色的大墙就是你真正需要的。

　　比尔·皮布尔斯，所有者 卢米纳，里亚托，殖民地和工作室剧院，为投影仪和剧院照片以及他的宝贵帮助; 克劳福德·哈里斯，Reel Automation的所有者，感谢他的帮助和建议;和 北卡罗来纳州科学与数学学院 威尔曼收藏中的光学玩具照片。

　　什么是电影放映机?

　　电影放映机是一种沿着路径连续移动胶片的设备，以便每个 框架 的胶片在前面停了几分之一秒 光源.光源提供极其明亮的照明，通过 镜头 到一个 屏幕.

　　投影仪由四大类部件组成：

　　阀芯组件(外倾角、链轮、爪、电机、盘片)

　　灯组件(灯泡、冷凝器、风扇、镜子)

　　镜头组件(镜头、光圈门、快门)

　　音频组件(光学和数字阅读器，红外) 发光二极管)

　　在以下部分中，我们将介绍前三个程序集。有关音频组件的信息，请查看 电影声音的工作原理.

　　卷绕胶片

　　盘子放在旁边 投影仪。制作一部电影需要大量的胶片。大多数电影都是用35mm拍摄的 影片 股票。您可以在 1 英尺(30.5 厘米)的胶片上获得 16 帧(单张照片)。电影放映机以每秒 24 帧的速度移动胶片，因此需要 1.5 英尺(45.7 厘米)的胶片才能创建电影的每一秒。

　　按照这个速度，你最终很快就会需要大量的胶片。请考虑以下计算：

　　1 秒 = 1.5 英尺(每秒 24 帧除以每英尺 16 帧)

　　一分钟 = 90 英尺(每秒 1.5 英尺乘以 60 秒)

　　一小时 = 5，400 英尺(每分钟 90 英尺乘以 60 分钟)

　　典型的两小时电影加上五分钟的预览 = 2.13 英里(11，250 英尺除以 5，280)

　　您可以使用此公式来计算显示您去看的下一部电影需要多少电影。只需将电影中的分钟数乘以 90 即可得到胶片的英尺数。

　　由于一部长片太长，发行商将其分成几段，然后滚动到上 卷轴.一部典型的两小时电影可能会分成五六个卷轴。在早期，电影是用两台放映机放映的。一台投影机与电影的第一个卷轴螺纹连接，另一台投影机与电影的第二个卷轴螺纹连接。放映员会在第一台放映机上开始放映电影，当距离卷轴结束还有 11 秒时，屏幕角落里短暂闪烁了一个小圆圈。这提醒放映员准备更换到另一台投影机。当还剩一秒钟时，另一个小圆圈闪烁，放映员按下了一个 转换 踏板启动第二台投影仪并停止第一台投影仪。当第二个卷轴滚动时，放映员取下另一台投影机上的第一个卷轴，然后拧上第三个卷轴。这种交换贯穿了整部电影。

　　在 1960 年代，一种名为 大盘子 开始出现在影院。盘片由两到四个大圆盘组成，直径约 4 或 5 英尺，垂直堆叠，相距 1 至 2 英尺。一个 付款程序集 在盘片的一侧将胶片从一张光盘送入投影仪，然后将胶片从投影仪带回以卷绕到第二张光盘上。圆盘足够大，可以容纳整部电影的一个大线轴，放映员通过组装 拼接 将不同卷轴的所有胶片长度放在一起。拼接是将一条胶片的末端切开，使其小心地匹配到下一条胶片的开头，然后将胶带粘在一起的过程。

　　一旦放映员可以将一部电影的所有胶片放在一个线轴上，就会发生以下几件事：

　　一台放映机可以放映整部电影。

　　一名放映员可以轻松地同时在多个礼堂播放电影。

　　这两个因素使放映电影的成本降低，因为您需要更少的人力和更少的投影仪。这导致了 多重，一个剧院的几个礼堂。自推出以来，多厅影院已从两四个礼堂增加到 15 个到 20 个。这些超大型剧院通常被称为 巨型复合体.

　　移动胶片

　　一旦放映员拼接胶片并将其加载到 饲料 拼盘，他 线程 胶片通过盘片的支付组件并进入投影机的顶部。胶片条每边都有小方孔，称为 链轮孔.这些孔适合特殊的牙齿 齿轮状 轮子称为 链轮.链轮，由 电动机，将胶片拉过投影仪。 外倾角，小型弹簧加载辊提供张力以防止薄膜聚集或从链轮上滑落。

　　胶片需要前进一帧，暂停几分之一秒，然后前进到下一帧。这是使用两种机制之一完成的。第一个使用一个小杠杆，称为 爪，安装在电影路径旁边的栏杆上。爪连接到车轮的外边缘，该车轮充当 曲柄.曲柄的圆周运动使爪子向上抬起并伸出，从链轮孔中出来，然后向下并进入以卡住另一个链轮孔。这会导致胶片前进一帧。链轮的速度与爪子的杠杆动作紧密同步，以确保爪子始终以每秒 24 帧的速度推进胶片。

　　第二种类型使用安装在正下方的另一个链轮 孔径 门。这 间歇链轮 旋转的距离刚好足以将胶片向下拉一帧，暂停，然后再次旋转。间歇链轮提供更可靠的性能，并且不会像爪子那样迅速磨损链轮孔。

　　当胶片经过镜头前时，它被拉伸在几个小节上。条形用于保持薄膜紧密并正确对齐。根据投影机的配置和所使用的声音格式，胶片将通过安装在镜头组件之前或之后的光学音频解码器。为 数字声音，电影将通过连接到放映机顶部的特殊数字解码器。当胶片离开投影仪(或数字音频解码器)时，它被一系列滚筒带回盘片的支付组件，并卷绕到 拉紧 大盘子。

　　投影电影

　　投影机中的关键元件是光源。 碳弧 灯自 1900 年代初以来一直使用，但寿命很短。 氙 灯泡是当今最常用的灯。氙气是一种稀有气体，具有某些特性，使其特别适合用于投影仪：

　　在足够密集的数量下，它会导电。

　　作为导体，它发出非常明亮的光芒。

　　它将在相当长的时间内(2，000至6，000小时)继续提供明亮的照明。

　　构建氙气灯泡是一个棘手的过程。灯泡有一个石英外壳而不是玻璃外壳，因为灯泡变得非常热。石英壳包含一个 阴极 和一个 阳极.由于氙气本身是导电的，灯泡不需要灯丝。相反，当电流施加到灯泡上时，充电 弧 在阴极和阳极之间。为了使灯泡足够明亮，氙气必须是纯净的，石英外壳必须真空密封。由于氙气的稀有性和灯泡生产所涉及的复杂过程，氙气灯泡的成本通常为700美元或更多。

　　氙气灯泡安装在 抛物面镜 位于 灯箱.镜子反射来自灯泡的光线并将其聚焦在 冷凝器.聚光镜是一对透镜一起使用，以进一步增强光线并将其聚焦在主透镜组件上。这种聚焦光产生的热量令人难以置信。这就是为什么当投影仪停止卷绕胶片时胶片融化得如此之快的原因。

　　当聚焦的光离开灯箱并进入投影机时，它被 快门.快门是一个小型的螺旋桨状装置，每秒旋转24次。快门的每个叶片都会阻挡光线的路径，因为它到达其旋转的某个点。这种停电与胶片的前进同步，因此当胶片从一帧移动到下一帧时，光线不会投射出几分之一秒。没有它，电影似乎会闪烁或对图像不同步的模糊印象。许多投影仪使用以相反方向旋转的双快门。这会导致光线从每帧的顶部和底部被切断，从而进一步降低闪烁的可能性。

　　在光线到达胶片之前，它还会通过 孔径门.光圈门是一个小型的可拆卸金属框架，可阻挡光线照亮除您希望在屏幕上看到的电影部分之外的任何内容。不需要的图像的两个很好的例子是胶片侧面的链轮孔和音频信息。光圈门有多种尺寸，与电影的屏幕格式相对应。

　　光线从光圈门穿过胶片并进入主镜头。镜头是可拆卸的，可以根据胶片的格式进行更改。两种最常见的镜片是 平 和 电影范围.许多投影仪都有一个 炮塔 这允许安装两种类型的镜头，并且投影仪会将所需的镜头旋转到位。

　　从投影仪，光线通过 视窗 在放映室的前面，然后移动到礼堂的前面，直到到达屏幕。最后，电影中的图像出现在屏幕上。

　　自动化流程

　　美国数以万计的电影院都在使用这样的投影仪。放映员开发了许多创新技术，以确保节目按预期进行。 球杆胶带 是其中更有趣和有用的一种。它是固定在特定位置的薄膜边缘的一条短金属条。在适当的时间，胶片通过两个电触点，提示带完成触点之间的电路。该电路的作用类似于开关，可以发挥多种功能。母带开关可以：

　　调暗房屋灯光

　　关掉房子的灯

　　更改镜头设置

　　更改声音格式

　　更改屏幕遮罩(遮罩是使用窗帘来框住屏幕)

　　切换投影仪

　　列表中的最后一项不是很相关，因为大多数影院现在都使用盘片，但更换投影仪是发明提示胶带的最初原因。借助母带开关，制造商能够自动执行一个卷轴在另一个卷轴结束时开始的过程。有进取心的放映员很快意识到，通过使用某些提示磁带组合来触发特定的响应，他们也可以自动化许多其他功能。

　　Cue 磁带使电影投影的许多方面自动化成为可能，例如在预览和电影之间更改声音格式，但新系统如 卷轴自动化的展示计时器 承诺大大增强和扩展自动化流程。

　　历史

　　电影，简称 动态图片，已经存在了一个多世纪。电影工作是因为 愿景的持久性，即人眼在看到图像后保留图像约二十分之一秒的事实。在19世纪初，开始出现几种设备，它们使用视觉的持久性从静止图像中产生运动错觉。这 西洋镜由威廉·乔治·霍纳于 1834 年发明，由排列在旋转鼓内部的纸条上的一系列图片组成。鼓有小缝，你可以透过它看到图片。

　　在一种称为 测距镜，中间有一个镜面鼓，因此您可以通过设备顶部查看图片。鼓上的图片从一个到另一个略有变化。通过旋转鼓，你可以让图片移动得足够快，让你的眼睛误以为它在看一张动态图片。这些图片通常是一些重复的动作，例如一个人走路或跳舞，因为这种运动可能是 环 容易。在循环图像条中，该系列中的最后一张图片几乎与第一张图片相匹配，因此图像将创建模拟运动的单个循环，该循环可以无限重复以产生继续运动的错觉。

　　最早的电影放映机，如 魔术灯笼，实际上出现在 1600 年代后期，但他们只呈现静止图像。一些最早显示运动图像的投影仪只是经过修改的zoetropes。创意企业家在鼓上使用半透明条带，并在盒子中间放置一个光源，通常是灯笼。然后，他们将图像投射到一个小孔中，或者 孔径，放在空白墙壁或一块拉伸的白布上。显然，这些设备非常有限。它们是手工操作的，并使用与原始zoetrope相同类型的循环动画或照片。

　　图片排列在僵尸的鼓内部。

　　一切都随着托马斯·爱迪生的发明而改变 活动电影放映机 1891年。电影放映机使用了 发动机 在光源前旋转胶片条。光源将电影中的图像投射到展位的屏幕上。随着人们愿意为这种娱乐付费变得很明显，许多发明家开始设计爱迪生原始设备的变体。一种这样的变化，手动操作 基诺拉，由卢米埃尔兄弟发明，并在 1930 年代取得了巨大的成功。

　　卢米埃尔兄弟路易和奥古斯特创造了令人震惊的 电影摄影 1895年。这个便携式设备是一个 照相机, 影片 加工实验室和投影仪合二为一!兄弟俩在法国乡村旅行，拍摄最多几分钟的电影。然后，他们在现场处理和放映了电影!第二年， 维他命镜 (这是电影放映机的另一种变体)预示着娱乐新时代的到来。vitascope的工作原理类似于基本的电影放映机，但有一个本质区别：图像被投影到房间的大屏幕上，而不是展位中的小屏幕上。因此，宾夕法尼亚州匹兹堡的第一个剧院Nickelodeon的发展之路开始了。

　　在整个20世纪，电影和放映机变得越来越复杂。工程师为投影仪配备了 链轮 和 线轴 以便更容易在光源前快速移动胶片。电影的长度从几分钟缩短到一个小时或更长时间，到 1920 年代后期，电影观众开始享受“有声电影”，即包含配乐的电影。第一部彩色电影出现在 1930 年代，1940 年代和 1950 年代见证了几种新工艺的发展和 屏幕格式.这 大盘子，彻底改变了该行业，于 1960 年代首次亮相。 自动化 在 1970 年代和 1980 年代开始扎根，1990 年代见证了数字声音的出现和 液晶技术.尽管如此，尽管现代投影仪比其前辈更亮、更快、更实用，并且制造商多年来增加了许多花里胡哨的东西，但自 20 世纪初以来，投影机的本质一直保持不变。

　　虽然 数字投影仪 现在在选定的影院如雨后春笋般涌现，电影院行业仍然绝大多数是模拟的。这只是一个实际考虑的问题。大多数影院都有备件和当地技术人员，他们可以轻松维修模拟投影仪。另一方面，维修数字投影仪除了购买更换零件外，通常需要专业技术人员的飞行。数字投影仪使用LCD而不是胶片来创建图像。起初，这听起来很棒 - 不再有划痕或斑点!但是LCD投影仪确实有一个主要缺点：如果LCD有一个或两个坏像素(这种情况经常发生)，则该瑕疵将出现在该投影仪上播放的每部电影中。使用胶片，一旦更换划伤的胶片或去看另一部电影，您就会失去所有图片瑕疵。