世界上首部電影僅50妙 逼真環幕電影始於世博會

編者按：大型科普系列片《世博會的科學傳奇》近日已開始後期剪輯。這部預定20集、每集30分鐘的大型紀錄片將於2010年上海世博會開幕前夕在中央電視台播出。該片以歷屆世博會為線索，講述近代科技發展史知識和故事。

《科技之光》獨家授權人民網科技頻道對該片部分連載，敬請關注。

電影經常是文化娛樂行業的大動靜。一部巨片動輒投入億萬元資金，出動海陸空力量，調動高科技手段，轟動全世界票房。至於奧斯卡紅地毯上艷光四射的影星們，則從來是億萬人追慕和傾倒的偶像，並成為經久不衰的歷史人物。這種社會文化現象是絕無僅有和意味深長的。要想認識一個時代，最好的辦法也許是認識他的電影。

究竟誰發明了電影，大約沒有一個人敢於貪天之功。1851年倫敦世博會舉辦的時候，展出了電弧光透過玻璃板照片放出的幻燈並獲得大獎，但和電影還相去甚遠。攝影技術的發展和透明膠片的誕生無疑是電影的前提和基礎，至於活動畫面的出現至少應該追溯到一個叫麥布里奇的人。當年的美國加州前任州長為了弄清馬在奔跑中究竟會不會四蹄騰空，便重金禮聘麥布里奇用照相術求證。1878年6月10日，麥布里奇在公眾和媒體的注視下，將12個雙鏡頭照相機按53厘米的間距排開，疾馳而過的馬接連撞斷跑道上的12根細線，便依次觸發每個相機的電動快門，最終得到奔馬半秒鐘內的12張連續動作照片。跑道對面白牆上醒目的格線則如同一張坐標紙，定量記錄了每個動作的空間位置。麥布里奇的照片證明了馬在奔跑時的確有腳不沾地的時候，但不是遊藝場里的轉馬那種前後蹬腿姿式，而是在四蹄蜷曲的瞬間。此後，麥布里奇發明了一種叫做「祖潑拉克西鏡」的玻璃圓盤，旋轉時燈光將邊緣上的連續畫面投射到屏幕上就變成了活動影像。這應該是現代電影最早的萌芽。

1878年麥布里奇拍攝的奔馬連續分解動作圖

麥布里奇的「祖潑拉克西鏡」轉盤

人的眼睛能感受幾萬分之一秒的閃光，但大腦在光線作用結束後卻不能立即清除殘存的影像，這種視覺暫留大約持續0.05秒。點燃的香頭快速轉動會划出一個光圈便是證明。「似動現象」則揭示了人對一系列「靜」的畫面會產生「動」的錯覺，這屬於心理範疇的問題了。因此電影不過是「欺騙」眼睛的藝術。1893年芝加哥世博會邀請麥布里奇演示「祖潑拉克西鏡」並對公眾進行多場講座。愛迪生則展出了最早的「活動電影」。這是一個1.2米高的機櫃，15米長的35毫米膠片如同九曲迴腸，盤卷在馬達連接的鏈輪上循環轉動，每秒鐘走48幅畫面。白熾燈泡通過膠片下方的旋轉快門照射，觀看者便能從2.5厘米直徑的孔洞中欣賞機箱內的「電影」。1895年亞特蘭大世博會上愛迪生「活動電影」再度現身，不久便風靡美國和歐洲。

早期愛迪生的活動電影機

法國魯米埃爾兄弟的「電影院」則用燈光將畫面投射到銀幕上。放映機小巧輕便，每秒只走16幀畫面使成本降低，但已經足夠「欺騙」眼睛了。比起愛迪生「西洋鏡」的「管窺之見」，「電影院」屏幕的視野和格局顯然更大。愛迪生電影的膠片像傳送帶般勻速運動，造成畫面模糊，魯米埃爾兄弟的放映機則頗似縫紉機布料和針頭的配合，電影膠片一動一停，光線從螺旋槳葉般同步轉動的快門後投射過來，膠片「暗」中迅速前移，「亮」中保持靜止，屏幕上便放出清晰的連續畫面。1895年12月25日，魯米埃爾兄弟在巴黎卡普欣尼斯大道咖啡館首次公演了《工廠大門》、《火車進站》、《水澆園丁》等10餘部50秒的短片。這一天被全世界公認為現代電影的誕生日。1900年巴黎世博會上，魯米埃爾兄弟在30米寬、20米高的巨型屏幕上放映電影，成為世博會的點睛之筆。

魯米埃爾兄弟電影放映原理

1895年魯米埃爾兄弟的"水澆園丁"製作了世界第一張電影海報

1900年巴黎世博會魯米埃爾兄弟在巨型銀幕上放映電影

早期電影界的一大壯舉，是桑森在1900年巴黎世博會上放映的環幕電影。一個巨型的模擬熱氣球吊籃，可以乘坐200名觀眾。10台輻輳排列的70毫米放映機同步開動，將桑森用10台攝影機從熱氣球上同步拍攝的畫面投向360度的百米電影幕牆。身穿制服的「空姐」不斷預報著「熱氣球」上升下降，帶領觀眾從「400米高空」俯瞰英國、西班牙、撒哈拉沙漠等異國風光，宏大的視野和逼真的效果讓人失聲驚嘆。可惜由於弧光燈造成放映室高溫致使一名工人昏厥。警方害怕引起火災，緊急勒令關閉「熱氣球之旅」。桑森的環幕電影只開張了3天便被扼殺在搖籃里。1901年，桑森公司徹底破產，但環幕電影卻為「一切始於世博會」留下了新的記錄。

1900年巴黎世博會桑森的環幕電影"熱氣球之旅"

魯米埃爾兄弟1900年巴黎世博會後就不再染指電影拍攝，而專心致志從事照相器材的開發和生產了，但人類的360行中從此出現了電影導演和製片人。號稱電影魔術師的梅里埃從1896年到1915年間拍攝了530多部影片，其中最負盛名的是1902年和1904年分別取材於儒勒?凡爾納科幻小說的《月球旅行》和《奇幻航程》，使用了多次曝光、時間延遲和動畫定格等拍攝技術，並開了科幻電影的先河。不過當年的電影大腕並不一定能成大款，《月球旅行》被愛迪生公司盜版，加之公司營銷管理不善，梅里埃1913年在負債纍纍中破產。愛迪生公司1894年建造第一個攝影棚「黑馬麗」，成為美國早期電影的搖籃。機械師鮑特改行當起電影製片人後，1903年自編自拍的《火車大劫案》轟動一時，雖然片長只有12分鐘，但卻成為敘事片和西部片的始祖。這些早期電影的幼稚之作永遠是後輩大師們必修的經典教材。　　

1902年梅里埃拍攝的第一部科幻片"月球旅行"

1904年梅里埃拍攝的科幻片"奇幻航程"

為鮑特「鐵路大盜」發行的郵票

1915年舊金山世博會舉行的時候，電影已經風靡全球。人見人愛的喜劇演員卓別林來到世博會展館和公眾見面，好萊塢男女喜劇明星「胖子阿巴克」和諾曼德聯手拍攝了《舊金山世博會巡禮》，紅極一時的大牌導演格里菲斯專門為舊金山世博會編導了童話和夢幻風格的短片《珍珠城故事》。而這一年正是格里菲斯的長片《一個國家的誕生》首次公演，成為轟動全美的大事件。《一個國家的誕生》採用倒敘和蒙太奇手法，將電影真正提升到了藝術層次，格里菲斯也因此被譽為美國電影之父。1915年的好萊塢已經麇集了派拉蒙等20多家公司，擁有僱員15萬人，成為美國主要的電影基地。要說好萊塢的崛起還頗有一點逼上梁山的味道。當年愛迪生擁有諸多電影技術專利權並成立了「美國電影專利公司」，動輒將「侵權者」告上法庭。於是新興的電影製片人便紛紛遠走高飛到西海岸，因為總部設在洛杉磯的美國第九巡迴法庭並不支持愛迪生的訴訟。更何況美麗的加州一年四季灑滿燦爛陽光，正是拍攝外景最理想的廣闊天地。誰也不曾料及好萊塢會發展成世界的「電影之都」。

卓別林拍攝電影

好萊塢喜劇明星「胖子阿巴克」和諾曼德聯手拍攝的「舊金山世博會巡禮」

格里菲斯為1915年舊金山世博會拍攝的「珍珠城故事」

格里菲斯拍攝的大片「一個國家的誕生」1915年公演

對於華納兄弟來說1927年極不尋常，山姆?華納去世和財務經營不善一度使公司陷入重重危機，但10月6日開始上映的《爵士歌王》不僅讓華納兄弟公司賺得盆滿缽滿，從此走進影業巨頭的行列，而且終結了默片時代，開創了有聲電影的新紀元。其實早在1900年巴黎世博會上，法國高蒙公司就開始用留聲機為電影配音，此後有些大影院因留聲機同步性差和音量不足，乾脆雇請樂隊現場演奏。1919年，三極體發明者德福雷斯特改進了芬蘭和德國同行的技術，創造了「有聲電影錄音法」。將不規則的聲波轉化為不規則的電流，再轉化為不規則的燈絲亮度，造成膠片上不規則的感光。這是完全不同於機械和磁性錄音的光學錄音。最後將電影負片和錄音負片合成到一起，放映時膠片邊緣音軌上不規則變化的光線就還原成了初始的聲音。比起留聲機與電影的「雙簧」，膠片錄音能完全保證聲畫同步，並且便於剪輯和不易磨損。儘管《爵士歌王》的「有聲」仍以音樂為主，但畢竟開始出現了人物對白。從此聲音成為電影重要的表現手段和魅力源泉。

1927年10月華納兄弟公司上映首部有聲電影「爵士歌王」

愛迪生早期電影錄音製作

1900年巴黎世博會用留聲機為電影配音樂

法國高蒙公司早期用留聲機為電影配音樂

1929年設立的奧斯卡獎漸漸變成了億萬影迷的盛大節日。1933年雷電華公司的大片《金剛》風靡美國，15米高的巨猿「大鬧紐約」，魔怪恐怖片從此種子綿綿一發難收。1933年芝加哥世博會成為美國電影業展示整體陣容的大秀台。佔地2萬平方米的好萊塢館撩開了電影神秘的面紗。大牌明星和導演每天都在20米的戲台上實地拍攝電影，任憑公眾隔著玻璃參觀和拍照。3個演播廳里可以看到電影攝製和錄音剪輯的整個流程。四十多個國家的製片商和業餘愛好者作為世博會的客人前來拍攝新聞，由好萊塢館提供錄音設備和技術服務。最具誘惑力的活動是讓有志於影視業的女孩子到好萊塢館試鏡，若能被電影大腕的「法眼」看中將走上「星光大道」。不過和狂熱喧囂的好萊塢館相比，德國蔡司公司在世博會上放映了另一種電影，用顯微鏡頭拍下一滴水中的微生物世界，無數奇形怪狀的小生命活鮮而蓬勃，互相競爭食物和彼此吞噬。讓觀眾在驚訝和新奇之餘又陷入沉思與遐想。

1929年5月16日首屆奧斯卡獎頒獎儀式

1933年放映的美國電影「金剛」

1933年芝加哥世博會好萊塢館參觀紀念

1933年芝加哥世博會上好萊塢現場拍攝電影

柯達公司1935年推出的彩色膠捲改變了電影「色盲」的歷史。對紅、綠、藍三基色敏感的三層乳膠依次塗在賽璐珞片基上，便能拍出五彩斑斕的影像。第一部真正的彩色電影是雷電華公司1935年攝製的《浮華世界》。1937年迪斯尼公司的《白雪公主和七個小矮人》創造了彩色動畫片的經典。1939年紐約世博會舉辦時，眾多電影明星到會場和公眾見面。影院大屏幕上播出米高梅公司的《亂世佳人》，以231分鐘長度和近兩億美元盈利創下「世界之最」。柯達公司雜誌5-6月號連續刊登文章，詳細講解如何在世博會上使用攜帶型16毫米彩色電影攝影機和切換日光、燈光膠片，有位家居紐約的業餘愛好者連續拍攝幾個月，留下了極為豐富的《麥迪卡斯世博會電影集》，他的後人將這些珍貴的歷史資料全部捐獻給了社會。

時代雜誌封面刊登1936年「浮華世界」女主角霍普金斯獲奧斯卡獎

1937年迪斯尼公司動畫片「白雪公主和七個小矮人」

1939年米高梅公司攝製的電影「亂世佳人（飄）」

1939年紐約世博會柯達公司雜誌介紹16毫米攜帶型彩色電影攝影機使用

對影帝影后們如醉如狂的偶像崇拜也許是永遠難以解釋的人類之謎。1926年8月23日好萊塢默片明星瓦倫蒂諾去世時，10萬紐約公眾湧向街頭，當局出動100多名騎警制止騷亂，「粉絲」殉情自殺的消息時有所聞，整整一代美國婦女悲痛欲絕，令她們的丈夫不勝尷尬和難堪。銀幕上多少風情萬種的「英雄英雌」成為文化蒼穹中長恆的群星，甚至主導著時代的趣味和風尚。而電影對於一種價值觀的推動力同樣無與倫比，《一個國家的誕生》因強烈的種族主義傾向被美國許多州定為禁片，卓別林由於「意識形態問題」長期被美國禁止入境，1948年好萊塢10位作家、編導因「政治傾向」鋃鐺入獄，數百人上了黑名單失去工作。在世界文化板塊中，電影已經成為民族軟實力的王牌和旗艦。

1926年紐約公眾為好萊塢明星魯道夫送葬

好萊塢電影界抗議監禁10名電影作家和編導

世界電影業在二戰後浴火重生，享譽全球的戛納電影節1946年創立，推動了歐洲電影復興。1958年布魯塞爾世博會上，美國館展出了迪斯尼公司新開發的360度環幕電影，讓1900年巴黎世博會出師未捷的環幕電影在58年後復活了。不過迪斯尼公司比當年的桑森公司更加高明，不再用輻輳模式從劇院中心向四周發射，而將9台同步放映機安裝在環幕之外，通過中間接縫的窗口向對面投影，9塊各40度的屏幕便實現了天衣無縫的「團圓」。豁然貫通的影院內不再因放映機阻礙而大煞風景。1967年蒙特利爾世博會和1984年溫哥華世博會上，迪斯尼環幕電影院每天人頭攢動，最成功的當屬風光片和旅遊片，遼闊恢弘的視野和身臨其境的逼真，令觀眾迷失在四面影像的包圍之中。

迪斯尼公司環幕電影示意圖

迪斯尼環幕電影院

電視的崛起和衝擊曾讓電影院門庭冷落一片蕭條。為了「救亡圖存」和轉瘁為榮，好萊塢的巨頭們祭起了早年被忽略的「寬銀幕」。按照傳統的「學院標準」，屏幕的長寬比為1.33比1。但並不合乎人類雙眼橫向排列和水平視角大於垂直視角的生理特點。1953年，美國20世紀福克斯公司製作了第一部寬銀幕電影《聖袍》，用法國物理學家克雷蒂安1927年發明的橫向變形鏡頭拍攝，將2.66比1的景物壓縮到1.33比1的35毫米膠片上，再用同樣曲率的變形鏡頭放映，稍有弧度的寬銀幕上便還原出正常的影像。派拉蒙等公司各闢蹊徑，有用偷懶的「遮幅法」改變縱橫比，有用70毫米膠片增加解像度，1954年保真度更高並能調整壓縮比的潘那維辛寬銀幕稜鏡問世後便一直居於主導地位。在寬銀幕的大旗下，彩色電影，立體聲效果，3D電影齊頭並進，「不信春風喚不回」，電視機相形之下變成了「小人書」。

1953年美國20世紀福克斯公司放映第一部寬銀幕電影「聖袍」

1970年大阪世博會上，日本富士館放映了世界第一部IMAX電影《虎之子》。IMAX意即影像最大化，1967年蒙特利爾世博會上，加拿大4名電影工程師深感多投影機環幕技術的諸多缺陷，成功研製了單機攝影、單機投放的全新IMAX系統。這是電影技術的集大成和總動員。IMAX標準屏幕22米寬，16米高，能包容下觀眾的全部視野。15千瓦氙弧光燈投射出水晶般的清澈畫面，6聲道的立體音響驚心動魄。為使70毫米膠片每秒曝光24格，放映速度需提高3倍，滾動循環技術通過壓縮空氣加速運行，並將水平前進的膠片吸附在矯正平面鏡上防止虛焦。1974年斯波坎世博會美國館的IMAX影院屏幕寬27.3米，高19.7米。500萬人在這面垂天之幕下領略了蕩氣迴腸的全身心震撼。球幕IMAX電影則用魚眼鏡頭拍攝和放映，將觀眾籠罩在「全天域」的巨大穹廬之中。

1985年日本筑波世博會和1986年溫哥華世博會展示了最早的立體IMAX電影。讓二維變成三維，這是對眼睛進一步的「成功欺騙」。我們靠左右眼的視差在大腦中形成立體感，兩台和眼睛等距的攝像機同步拍攝，放映時讓左眼只看到左鏡頭的圖像，右眼只看到右鏡頭的圖像，平面的銀幕上便會顯出深度來。早在1939年紐約世博會上，克萊斯勒展館就把左右鏡頭的影像分別用紅和青兩種補色投射到銀幕上，讓帶著紅-青眼鏡的觀眾左、右眼只看到對應的圖像而達到立體效果。IMAX-3D電影使用的「障眼法」更先進。光線作為一種橫波，振動方向和前進方向形成振動面，自然光的震動面呈360度均勻分布，通過偏振鏡選擇吸收後便只剩下同一振動面的偏振光。放映機左右鏡頭通過互相垂直的偏振鏡投射到銀幕上，觀眾也戴著相應的偏振眼鏡觀看，便能讓左眼「非左無視」，右眼「唯右是瞻」。至於「快門眼鏡」技術則將左右攝影機的圖像逐一交替印在同一盤膠片上，按每秒48格放映。觀眾的液晶眼鏡能根據電壓變化呈現透明和不透明狀態，在放映系統的無線指令下「左右左右」快速輪番啟閉，便使人隨時「睜一隻眼閉一隻眼」，從而看到立體圖像。

紅藍眼鏡看立體電影示意圖

偏振光眼鏡看立體電影示意圖

今天的IMAX電影早就不甘心於在科技館裡曲高和寡並偏安一隅了，2002年，環球公司首次用數字技術將《阿波羅13號》轉為IMAX版，庫存的好萊塢大片群起效尤。2003年華納兄弟公司新出品的《黑客帝國3》在普通影院和IMAX影院同時放映，2004年推出的動畫片《極地列車》既有3D-IMAX版也有普通版。新的杜比3D技術使用旋轉濾光鏡，將左右眼各自應該看到的圖像用三原色高低端不同波長光線放映，每秒變換144次。觀眾戴上濾光鏡將能獲得更鮮明逼真的立體感受，杜比技術的最大優勢是能夠用於普通影院的普通屏幕，從而又拆除了高科技電影大眾化的一道門檻。

2004年華納兄弟同時推出3DIMAX和普通版「極地列車」

杜比3D技術原理示意

回顧百年文化演進的歷史，沒有一種精神產品像電影那樣吸納了文學、繪畫、音樂、戲劇、攝影的無限精華，催生了電學、光學、聲學、化學、機械的諸多發明。電影的確是人類藝術和科技聯姻的偉大創造。