Technologie de l’image animée

Bien qu’un observateur contemporain de la démonstration de Muybridge ait affirmé avoir vu des  » animaux vivants et en mouvement « , ces dispositifs manquaient de plusieurs éléments essentiels aux véritables images animées. Le premier était un mécanisme permettant de prendre des photographies séquentielles à l’intérieur d’un seul appareil à intervalles réguliers et rapides, et le second était un support capable de stocker des images pendant plus d’une seconde environ de mouvement possible à partir de tambours, de roues ou de disques.

Une caméra cinématographique doit pouvoir faire avancer le support assez rapidement pour permettre au moins 16 expositions distinctes par seconde ainsi que d’amener chaque image à un arrêt complet pour enregistrer une image nette. La principale technologie qui crée ce mouvement intermittent est le mouvement d’horlogerie de Genève, dans lequel une roue en étoile à quatre fentes, ou « croix de Malte », convertit la tension du ressort moteur en tic-tac d’engrenages dentés. En 1882, Étienne-Jules Marey a utilisé un mouvement intermittent similaire à celui d’un « train d’horlogerie » dans un « pistolet » photographique utilisé pour « tirer » des oiseaux en vol. Douze clichés par seconde pouvaient être enregistrés sur une plaque de verre circulaire. Par la suite, Marey a augmenté la fréquence des prises de vue, bien que pour un maximum d’environ 30 images, et a utilisé des bandes de papier sensibilisé (1887) et de celluloïd à dos de papier (1889) au lieu du verre fragile et encombrant. Le matériau transparent appelé celluloïd a été fabriqué pour la première fois à des fins commerciales en 1872. Il était dérivé du collodion, c’est-à-dire de la nitrocellulose (coton à canon) dissoute dans l’alcool et séchée. John Carbutt a fabriqué le premier film photographique celluloïd commercialisé en 1888, mais il était trop rigide pour être utilisé facilement. En 1889, la société George Eastman a mis au point un rouleau de celluloïd recouvert d’une émulsion photographique pour son appareil photo Kodak. Ce support robuste et flexible pouvait transporter une succession rapide de nombreuses images et fut finalement adapté aux films cinématographiques.

On attribue souvent à Thomas Edison l’invention du film cinématographique en 1889. Cette revendication est toutefois contestable, notamment parce que les opérations cinématographiques d’Edison ont été confiées à un assistant, W.K.L. Dickson, et plus généralement parce qu’il existe plusieurs revendicateurs plausibles antérieurs à Edison en Angleterre et en France. En effet, une décision de la Cour suprême des États-Unis de 1902 a conclu qu’Edison n’avait pas inventé le cinéma mais avait seulement combiné les découvertes d’autres personnes. Ses systèmes sont néanmoins importants, car ils ont prévalu sur le plan commercial. Le cœur de la revendication de brevet d’Edison était le mouvement intermittent fourni par une croix de Malte synchronisée avec un obturateur. La version d’octobre 1892 de l’appareil Kinetograph d’Edison utilisait le format qui est encore essentiellement utilisé aujourd’hui. Le film, fabriqué par Eastman selon les spécifications d’Edison, avait une largeur de 35 millimètres (mm). Deux rangées de trous d’entraînement, comportant chacune quatre trous par image, s’étendaient sur toute la longueur du film et étaient utilisées pour le faire avancer. L’image mesurait 1 pouce de large par 3/4 de pouce de haut.

Au début, les films d’Edison n’étaient pas projetés. Un spectateur à la fois pouvait regarder un film en regardant par l’oculaire d’un meuble de peep-show connu sous le nom de Kinetoscope. Cet appareil était mécaniquement dérivé du zoetrope en ce sens que le film avançait par un mouvement continu et que l’action était « arrêtée » par une très brève exposition. Dans le zoetrope, une fente située en face de l’image produisait un effet stroboscopique ; dans le kinétoscope, le film avançait à la vitesse de 40 images par seconde, et une fente dans une roue à obturateur rotatif de 10 pouces de diamètre permettait une exposition de 6 000 secondes. L’éclairage était assuré par une ampoule électrique placée directement sous le film. Le film passait sur des bobines. Ses extrémités étaient épissées ensemble pour former une boucle continue, qui mesurait initialement 25 à 30 pieds de long, mais qui a ensuite été allongée à près de 50 pieds. Un moteur à courant continu alimenté par une batterie d’accumulateurs Edison déplaçait le film à une vitesse uniforme.

Le kinétoscope a lancé l’industrie du cinéma, mais ses limites techniques l’ont rendu inadapté à la projection. Les films peuvent fonctionner en continu lorsqu’une grande quantité de lumière n’est pas cruciale, mais une image lumineuse et agrandie nécessite que chaque image soit arrêtée et exposée par intermittence comme dans la caméra. L’adaptation du mécanisme de la caméra à la projection semble rétrospectivement évidente, mais elle a été contrariée aux États-Unis par l’établissement par Dickson d’une fréquence d’images bien supérieure à celle nécessaire à la perception d’un mouvement continu.

Après l’introduction du Kinétoscope à Paris, Auguste et Louis Lumière ont produit une combinaison caméra/projecteur, présentée pour la première fois publiquement en 1895 et appelée le cinématographe. L’appareil utilisait un mouvement triangulaire « excentrique » (intermittent) relié à une griffe pour engager les trous des pignons. Comme le film était immobile dans l’ouverture pendant les deux tiers de chaque cycle, la vitesse de 16 images par seconde permettait une exposition de 1/25e de seconde. À cette vitesse plus lente, le public pouvait réellement voir la lame de l’obturateur traverser l’écran, produisant un « scintillement » qui était absent des images d’Edison. D’autre part, le cinématographe à manivelle pesait moins de 20 livres (l’appareil d’Edison pesait 100 fois plus). Les unités Lumière pouvaient donc voyager dans le monde entier pour tourner et projeter leurs images. Les premiers projecteurs américains à mouvement intermittent ont été conçus par Thomas Armat en 1895 avec un bras Pitman ou un mouvement de battage provenant d’un appareil français de 1893. L’année suivante, Armat a accepté de permettre à Edison de produire les projecteurs en quantité et de les commercialiser sous le nom de Vitascopes Edison. En 1897, Armat a breveté le premier projecteur avec étoile à quatre fentes et came (comme dans la caméra Edison).

L’une des limites des premiers tournages d’images animées était l’arrachage des trous de pignon. La solution éventuelle à ce problème fut l’ajout sur le trajet du film d’une boucle de formation de mou qui limitait l’inertie de la bobine réceptrice. Lorsque cette boucle dite de Latham a été appliquée aux caméras et aux projecteurs à mouvement intermittent, la croissance et le rétrécissement des boucles de part et d’autre de l’obturateur ont permis d’ajuster la disparité entre le mouvement d’arrêt et de marche à l’ouverture et le mouvement continu des bobines.

Lorsque l’art de la projection a été établi, on a apprécié l’importance d’une image lumineuse sur l’écran. L’éclairage était assuré par des lampes à arc au carbone, bien que des flacons d’éther et des bâtons de calcium non fritté (« limelight ») aient été utilisés pour de brefs passages.