1: Bases científicas del audiovisual

Tema 4: El cine: cámaras, proyectores, formatos y salas especiales
Los mecanismos de avance intermitente
Muchos fueron los avances tecnológicos necesarios para llegar a hacer del cine un invento viable: estudios
fisiológicos sobre la percepción, el análisis y la síntesis sobre el movimiento, la fotografía suficientemente
rápida, el soporte ilimitado, flexible y con emulsión, el mecanismo de arrastre a base de perforaciones y,
finalmente el mecanismo de avance intermitente de la película.
El cine es una sucesióm de imágenes fijas proyectadas. Cada imagen está expuesta un tiempo muy breve.
Como hemos visto, los estudios más recientes sobre la visión indican que este tiempo ha de estar entre 30 y
200 milésimas de segundo. A pesar de la pequeñez de estos datos, para conseguir una sensación de
movimiento convincente, es necesario que cada fotograma esté suficientemente iluminado en el momento de
la proyección y que mientras se expone o proyecte esté absolutamente fijo ante la ventana.
Los mecanismos de avance intermitente de la película garantizan precisamente esto. El éxito de los hermanos
Lumière, que el público y los críticos percibieron inmediatamente como un salto cualitativo en la nitidez y
sensación de realidad de la imagen en movimiento que ofrecían, fue conseguir un buen mecanismo de avance
intermitente, que en aquel caso era llamada rueda excéntrica Carpentier-Lumière.
Todos estos sistemas se basan en la transformación de un movimiento circular continuo, que es fácil de
generar, manualmente, mecánicamente o electricamente, en un movimiento a “golpes” que, además, habrá de
estar sincronizado con el mecanismo de obturación que se encargue de exponer y tapar la película en los
momentos adecuados.
En las proyecciones en salas comerciales el mecanimo más empleado hoy es el basado en la cruz de Malta. En
la mayor parte de las cámaras, sin embargo, se sirven sistemas de uñas y contrauñas. El fundamento de todos
estos se remonta a los inicios y a los primeros años de la historia del cine.
El mecanismo de la cruz de Malta
La cruz de Malta fue empleada por primera vez en este ámbito en el Corotoscopio de Molteni hacia 1882.
Este aparato, no obstante, funcinaba con dibujos móviles sobre placas. Más tarde fue utilizada por Marey y
Paul en sus primitivos proyectores.
En el caso típico de este mecanismo, la película es arrastrada por dos ruedas dentadas, los deutores, de 16
dientes cada una. La película se apoya en 1/4 de vuelta aproximadamente y por tanto 4 de los 16 dientes se
insertan en 4 perforaciones de un fotograma. Las ruedas están unidas por el eje con una cruz de Malta. esta
tiene 4 rendijas en ángulo recto separadas por semicículos cóncavos que encajarán en otro covexo encargado
de mover la cruz.
Este círculo incompleto del mismo diámetro está unido al motor que gira a velocidad angular constante. El
círculo tiene un pasador que, encajado en la rendija, hace mover la cruz de Malta un cuarto de vuelta,
mientras el pasador hace también un cuarto de vuelta. Durante los otros tres cuartos de vuelta los dos círculos
encajan y no se mueve la cruz y por tanto tampoco la película. En un proyector la velocidad del disco que
lleva el pasador que arratra la cruz ha de ser la misma que la de desfilada de la película, es decir 24 vueltas
por segundo. Por tanto, el disco da una vuelta entera en 1/24 segundos. La cuarta parte 1/96 segundos, en que
la cruz de Malta está girando, corresponde al momento de ob turación en que se está desplazando la película.
El cuarto de vuelta de la cruz de Malta se transmite directamente a las ruedas dentadas. Como estas tenían16
dientes, harán avanzar el film el equivalente de cuatro perforaciones, que corresponden a un fotograma de
35mm vertical normal.
Obvimente, los mecvanismos de la cruz de Malta y el del obturador han de estar sincronizados. Como giran a
la misma velocidad (24 imágenes por segundo), eso es fácil de conseguir.
El corredor por el que circula la película y en el que se encuentra la ventana de proyección, presiona
ligeramente la película y acaba de garantizar su fijación perfecta en el momento de proyección.
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Otros mecanismos de avance intermitentes
El núcleo del mecanismo Carpentir-Lumière era una rueda excéntrica. Como vemos en la figura eso significa que el eje
respecto al cual gira no está en el centro. La consecuencia de eso es que el cuadro en el cual está insertada se mueva
intermitentemente arriba y abajo.
Por otro lado, la periferia de la rueda tiene una rendija o surco-guía que no es paralela al plano del disco. En esta ranura
se inserta un pasador unido al cuadro que obliga a este a mobverse también hacia adelante y hacia atrás siguiendo la
misma secuencia intermitente. Los ángulos en que está grabado el dibujo de la ranura determinan los parámetros necesaria
para el sincronismo de todo el sistema con obturador.
La finalidad de todo esto es transmitir este doble movimiento intermitente arriba y abajo, adelante y atrás a las dos uñas
situadas al extremo del cuadro. Estas uñas se insertarán en dos agujeros a cada lado del fotograma, arrastrando lsa película
durante un momento.
En la fig. 3 vemos un mecnismo final más sofisticado y actual de uñas y contra-uñas. La uña es la que se
encarga del arrastre efectivo de la película. la contra-uña tiene como finalidad fijar el movimiento y
mantenerlo bastante inmóvil en el momento de la exposición. De hecho, para obtener un fijación mejor, en
muchas cámaras hay dos contra-uñas un tanto diferentes: una tiene una anchura igual a la de las perforaciones
para fijar la película horizontalmente; la otra tiene igual altura para fijarla verticalmente. El canal de
expocición, además, acostumbra a contribuir a la inmovilización mediante una presión directa sobre el filme.
Para comprender el proceso lo hemos dividido enm cuatro partes. En la fase 1 se está impresionando la
película: la contra-uña la fija, la uña la está subiendo; en el momento 2 la uña engancha la película, la contrauña la libera; en la fase 3 el descenso de la uña arrastra la película y en el momento 4, una vez arrastrada, la
uña libera la película mientras que la contra-urpa entra para fijarla.
Las fases 2 y la 4 son prácticamente instantáneas, mientras que en una cámara grabando 24 imágenes por
seguno las fases 1 y 3 durarán cada unas 1/48 de segundo , de manera que 1/48+1/48 = 1/24.
Evidentemente el obturador estará sincronizado en todo este proceso. En el caso habitual que sea un
semicírculo, durante la fase1 dejará pasar la luz mientras en la fase 3 la impedirá.
La cámara cinematográfica
Las partes principales de la cámara cinematográfica aparecen en la figura 4. Además del mecanismo de
avance intermitente, que suele ser de un tipo de uñas y contrauñas, el otro componente específico es el
obturador.
En la figura aparece el caso más sencillo de obturador de cámara, un semicírculo (o casi semicírculo) matálico
negro que gira a 24 Hz, es decir a 24 vueltas por segundo o 1440 vueltas por minuto.
La mitad del tiempo ( si es exactamente circular) cerrará el paso de la luz y la otra mitad la permitirá. Como
da una vuelta en 1/24 por segundo y tenemos que 1/24= 1/48+1/48, la película estará expuesta 1/48 de
segundo. Durante el otro 1/48 de segundo el semicírculo tapa el paso de la luz y se aprovecha para hacer
correr la película y preparar el fotograma para la siguiente exposición, mediante el mecanismo de avance
intermitente.
Con un obturador tan sencillo, la luz entra en la película y por tanto el tiempo de exposición, está
predeterminado por la frecuencia de imágenes. Sólo cambiará si se hace una exposición a cámara lenta (más
fotogramas por segundo, menos exposición) o rápida. E juego del operador sobre la cantidad de luz sólo se
podrá hacer sobre el diafragma.
Hay otros tipos de obturador de cámara más sofisticados, por ejemplo el de la doble pala semicircular, que
permiten , girando una pala respecto de la otra, reducir el éngulo del obturador y por tanto el tiempo de
obturación y por tanto el tiempo de exposicón y la luz que recibe el fotograma. En general, reduciendoel
ángulo a la mitad, pasará la mitad de la luz y será necesario abrir un punto más el diafragma. Por ejemplo si
con el obturador a 180º se ponía el diafragma f/22 con un ángulo de 90º le corresponde un diafragma f/16.
Con esto el operador puede consegurir un mejor control de la fotografía.
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Los obturadores de doble pala tienen las ventajas provenientes de un mejor repartimiento de la masa. Además,
al tener dos palas, pueden girar a la mitad de volocidad para conseguir el mismo número de exposiciones.
Todo esto hace que sean menos ruidosos.
Para que el operador pueda ver con exactitud lo que está filmando, la cámara fotográfica dispone de un visor
reflex, el esquema del cual se ve en la figura 6. Lo más específico de este visor respecto a los reflex
empleados en fotografía es que la lámina que refleja la lente hacia el tubo está unida al obturador formando un
ángulo de 45º , o el mismo estás inclinado un ángulo de 45º respecto del eje de la cámara y de la luz. Con eso
el obturador hace una doble función: evita el paso de luz a la película y la envía al visor. Por tanto, el
operador visionará la escena durante los momentos de no exposición, pero lo que ve es exactamente lo
mismo. Aveces esta señal de lleva a una cámara de televisión para regitarar en vídeo un previo de la escena
filamda.
La cámara tiene otros elementos específicos como el motor, el cartucho opaco en las dos bobinas, que
pueden ser dos piezas separadas (bipack), de una sola (coplanario) o de dos de costado (oaxial), la óptica y
otros. También puede tener diversos accesorios interesantes como un parasol, un trípode portatil o una
columna telescópica de estudio, etc.
En el formato tradicional de 35 mm, hay cámaras de estudio, muy caras, voluminosas y complejas pero de
gran precisión y cámaras portátiles. Estas son cada vez más ligeras, entre 10 y 12 kilos, y silenciosas. Llevan
cartuchos de 60 o 120 metros enfrente los habituales de las cámaras de estudio. Alguno de los modelos más
habituales son los Arri de la casa alemana Arriflex y los Panaflex y Mark de las firmas norteamericanas
Panavisión y Mitchel, respectivamente.
El proyector cinematográfico
En la fig. 7 vemos un proyector cinematográfico. Se aprecia claramente uno de los otros elementos
imprescindible tanto para el proyector como para la cámara: un juego de bucles para eliminar tensiones en la
película.
A la entrada y salida de esta se mueve de manera contínua, pero una vez dentro, el mecanismo de avance
intermitente hace que se mueva rápidamente durante un tiempo y se pare durante otro. Es evidente que eso
provocará una continua sucesión de tensiones y distensiones que, si no fueran anuladas por el juego de bucles
romperían la película. Las proyecciones antiguas o en malas condiciones se caracterizaban por las continuas
interrupciones debidas a la imperfección de este delicado conjunto de mecanismos.
Hay una diferencia significativa entre el proyector y la cámara, debido al deseo de evitar en fenómeno del
centelleo en la proyección.
El centelleo (en inglés flicker) es un fenómeno visual de tipo estroboscópico. La proyección cinematográfica,
independientemente del contenido de la película que se proyecte, constituye un potente foco luminoso, que se
ve a oscuras y que se corta con un obturador negro muchas veces por segundo. El resultado de eso es el
mismo que se obtiene por ejemplo en las discotecas con las luces estroboscópicas: el ojo capta unos
centelleos y se deslumbnra.
Experimentalmente se observa que si la frecuencia de la luz estroboscópica aumenta, es decir si cortamos el
rayo de luz más y más veces por segundo, llega un momento en que este efecto es imperceptible y la luz se ve
de forma contínua. Esta frecuencia crítica, no obstante, depende de la intensidad luminosa ; cuanto más
intensa es la luz más alta ha de ser la frecuencia para desaprezca el efecto. De hecho, esta frecuencia crítica
puede ir de 10 hz. para intensidades pequeñas a 1000 Hz. para grandes intensidades luminosas.
Es evidente que para conseguir una buena sensación de realidad en la proyección se necesita hacer
desaparecer un efecto que está llamado contantemente la atención sobre la truculencia del cine. Este es el
fenómeno que explica los centelleos típicos del cine de la primera época, que eran extraordinariamente
ostensibles. Es significativa la anecdota de que los americanos, que cuando van al cine dicen “to do to the
movies”, hacia 1925 decían todavía “to go to the flickers” a `pesar de que entonces ya no se producía este
fenómeno.
Para evitar este efecto los proyectores y por tanto las cámaras fueron aumentando su frecuencia de 12 a 16 e
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incluso hasta 18 imágenes por segundo. Cuando se introdugeron las lámparas de arco voltaico, más
luminosas, esta frecuencia fue insuficiente. Debido a que aumentar todavía más velocidad era díficil por
problemas mecánicos, además de caro e incómodo pues se hubiera necesitado más película, se tomó la
decisión de proyector dos veces cada fotograma. Con esto, en la época del cine mudo se gravaba la película a
18 imágenes por segundo y se proyectaba a 36.
Cuando se introdujo el cine sonoro, para poder reproducir el sonido fue necesario aumentar la velocidad hasta
24 imágenes por segundo. Por eso hoy en día el obturador corta el flujo luminoso dos veces por cada
fotograma dando una frecuencia de proyección de 48 imágenes por segundo en filmes que han estado
expuestos a 24.
Esta es la causa de que el obturador del proyector sea diferente del de la cámara. En general tiene dos palas y
dos agujeros. Su funcionamientoi se ve en la fig. 8.
Como en el caso de la cámara, el obturador de proyección gira a 24Hz. es decir 24 vueltas por segundo. O
por tanto las cuatro zonas iguales en que está dividido tardan cada una 1/96 de segundo , ya que 1/96+ 1/96
+1/96 +1/96 = 1/24 segundos. La película avanza hasta que el obturador ha dado una vuelta completa, de
manera que cada fotograma se expone dos veces. En total 1/96+ 1/96= 1/48, que coincide con el tiempo de
exposición de la cámara. Y se oculta también dos veces: en la primera no pasa nada, mientras que en la
segunda ocultación se produce el avance de la película. de esta manera se producen 48 ocultaciones por
segundo ya que no hay flicker.
La frecuencia, de acuerdo con la figura, es la siguiente:
1.- Exposición del fotograma N.
2.- Ocultación del fotograma N.
3.- Segunda exposición del fotograma N.
4.- Segunda ocultación del fotograma N. La película se mueve: el
avance intermitente coloca el fotograma N+1 delante de la
ventana de exposición.
mecanismo de
El obturador está sincronizado con el mecanismo de la cruz de Malta. Éste actúa sólo en la fase 4 del
movimiento del obturador. Se entiende entonces porqué aquel mecanismo sólo actuaba una cuarta parte de
vuelta, en la que arrastraba un fotograma, y se mantenía inoperante las tres cuartas partes.
Otra parte importante del proyector es todo el sistema óptico (luces y lentes) que permite la visualización en
la pantalla. Los principios ópticos de los aparatos de proyeccción son los mismos para la linterna mágica y
todos sus derivados cono las diapositivas y el cine.
Para proyectar dibujos o fotografías transparentes sobre una pantalla, se hace servir un sistema óptico que
tiene un esquema semejante al de la figura.
Las partes más importantes desde el punto de vista óptico son el objetivo y el condensador. Recordemos que
estos elementos ya aparecían en la linterna mágica de Athanasius Kircher.
El objetivo es un sistema óptico convergente que da sobre la pantalla un imagen real e invertida del objeto
AB (diapositiva, fotograma,etc.) que se proyecta. En el caso más sencillo se trata de una única lente
convergente.
El condensador tiene la finalidad de garantizar que el objeto esté suficientemente iluminado concentrando
los rayos de luz procedentes de la bombilla. De esta manera se puede disminuir la potencia necesaria de la
lámpara de proyección. Normalmente está constituido por dos lentes plano-convexas que hacen disminuir un
poco la aberración esférica. El fotograma o transparencia a proyectar se coloca cerca del condensador. El
enfoque se consigue cambiando la distancia entre el objeto y el objetivo. La focal requerida dependerá de la
medida de la pantalla y de su distancia respecto al proyector.
En la mayor parte de proyectores de hoy para condensar la luz sobre la zona de la película se hacen servir
espejos esféricos, parabólicos o elípticos como el de la figura, que está pulimentado siguiendo la forma de
esta superficie y basa sus propiedades en las de los puntos focales de esta curva: todos los rayos que salen de
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F1, después de rebotar en el espejo se juntan en F2. Por tanto, colocando la luz a F1 y el fotograma cerca de F2,
se conseguirá una gran concentración de luz en este punto.
Los espejos parabólicos tienen un solo foco con la propiedad de que los rayos que salen, después de rebotar
en el espejo, van todos paralelos. Por eso se hacen servir en muchos proyectores. Por la misma razón se hacen
servir también en los focos de los automóviles para enviar la luz tan concentradamente como sea posible. La
propiedad de estos espejos también es cierta al revés: los rayos que llegan paralelos se concentran en el foco.
Éso explica por qué la forma de los platos de las antenas parabólicas sirve para concentrar en el punto donde
está el receptor la mayor cantidad posible de señal.
Los espejos esféricos, al dispersar más la luz, han de llevar una lente de Fresnel delante (una especie de
persiana de vidrio) para concentrarla en una zona determinada.
La fuente de luz tiene una importancia decisiva en la calidad final de la proyección. Como los fotogramas se
han de ampliar unas 50.000 veces, y además, después de atravesar el filme, la ventana de proyección, el
obturador y la sala y reflejarse en la pantalla, el rendimiento luminoso es de sólo un 7%, es facil entender que
el foco ha de tener una gran potencia. Durante muchos años las únicas luces suficientemente potentes eran los
arcos de carbón de alta intensidad que tenían algunos inconvenientes como que hacían un polvo que
perjudicaba la banda sonora y se habían de ir alimentando de carbón. Hoy en día se hacen servir las luces de
xenón que son estables y de fácil mantenimiento.
Se trata de una ampolla de cuarzo, resistente a la presión y a la temperatura. Dentro hay xenón a presión (10 kg./cm2 en
frío y 30 o 40 en caliente). Hay dos electrodos entre los que se hace saltar una descarga de alta tención y frecuencia
(30.000 voltios y 30 kHz. ) para producir luz. Se alimenta en una tensión contínua de entre15 o 16 voltios y de una
intensidad de 5 a 420 amperios, según la potencia de la bombilla, que puede ir de 75 w a 15000 w. A partir de 10000 w es
necesario refrigerarla a base de agua.
Otra parte característica del proyector son sus grandes bobinas, es decir los sistemas de almacenamiento de
la película, que para largometrajes o sistemas de gran formato no es tampoco un tema trivial de resolver.
Un fotograma de cine normal de 35mm y desfilamiento vertical tiene unos 19 mm de altura. Ëso quiere decir
que para una película de 150 minutos necesitará 4114 metros de película. Ëso ocupa un rollo de un metro de
diámetro. Antiguamente, en los cines normales había dos proyectores sincronizados, que se cambiaban
alternativamente cada 20 minutos. A partir de los años 70 se hacen servir sistemas de pisos de bobinas
horizontales, cada una de las cuales puede llegar a tener hasta un máximo de 7.000 metros, es decir 4 horas y
media de proyección ininterrumpida. Como el rebobinado es automático, tienen sistemas de seguridad para el
caso de averías y se puede programar una jornada entera de proyección, el trabajo del proyeccionista se ha
simplificado mucho.
Hay diversos tipos de almacenamiento: algunos requieren la intervención humana para la carga del proyector invirtiendo
las bobinas y otros son automáticos. Los tipos básicos son los siguientes:
Dos platos con rebobinado y recarga. Es el caso original. Se necesita rebobinar la película y recargar
proyector.
el
Dos platos sin rebobinar y con recargo. La película se comienza a agarrar del interior hacia el
exterior
de la bobina que la recoge. De esta manera cuando se va recogiendo se va ya colocando de la
manera que después se
leerá. Después de la sesión sólo será necesario recargar el proyector,
cambiando los platos de sitio.
Para salas automáticas, sin presencia de operadores, hay diversos tipos basados en el plato sin fin
en el
cual se hace la película, que sale del centro, se va enrollando en la periferia del mismo plato,
mateniendo siempre
el máximo perímetro.
Formatos cinematográficos
El formato cinematográfico viene determinado por dos conceptos diferentes y complementarios: uno hace
referencia a la medida de la película empleada y se llama formato de la película; el otro se refiere a la zona
de está realmente empleada por la imagen y es el formato de exposición. Y en rigor habría que hablar del
formato de proyección que se hace ligeramente más pequeño que el anterior para eliminar las pequeñas
rebabas y suciedad que se podrían ver en los bordes de la pantalla.
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