XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Применение модели мутоскопа для демонстрации оптических иллюзий
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение:
Создание различных движущихся моделей интересовало меня с начальной школы. Мне были интересны различные физические опыты, которые можно сделать дома своими руками, работающие модели, машинки и головоломки. Предметом моего исследования стал кинематограф, история и технология создания мультфильмов, изучение стробоскопического эффекта. Большой интерес у меня вызвало создание действующей модели мутоскопа.
Данная работа является моим самостоятельным научным исследованием. Изучение материалов интернета и литературы по данной теме, систематизация знаний позволила мне разработать и создать техническую модель «Мутоскоп».
Личный вклад в проведенное исследование состоит в определении объекта и предмета исследования, его цели и задач, выбора и применения исследовательских методов, удачную разработку и техничное исполнение модели. Мною доказана возможность создания с помощью «Мутоскопа» анимации, данная модель разработана и апробирована в школе в урочной и внеурочной деятельности.
Актуальность:
Мутоскоп - это одна из разновидностей стробоскопов, прибор для демонстрации движущихся рисунков, приспособление для демонстрации оптических иллюзий.
Цель работы:
целью данной работы является создание действующей модели мутоскопа, изучение принципов его действия. Наиболее актуальной задачей является проведение экспериментов по изучению работы мутоскопа, изучение стробоскопического эффекта. В качестве объекта изучения рассматривается возможность создания при помощи мутоскопа простейшей анимации. Оригинальная конструкция мутоскопа обеспечивает его низкую себестоимость и доступность.
Задачи:
1) ознакомиться с поэтапным созданием мутоскопа;
2) изучить принцип его действия;
3) собрать мутоскоп и провести эксперименты по изучению его работы.
Данная модель была использована:
1) для демонстрации анимации младшим школьникам,
2) использовалась на уроках физики при изучении темы «Оптика».
Объект исследования: мутоскоп.
Предмет исследования: возможность создания мультипликации
Гипотеза: возможность создания при помощи мутоскопа анимации.
Теоретическая часть
Кинематограф
В 1995 г. человечество отметило столетие кино. Сегодня, очевидно, что сто с лишним лет назад впервые состоялось знакомое нам зрелище, которое называется «Кино».
Слово кинематограф придумал в 1892 году француз Були. Ему первому удалось соединить греческие корни кинемато- и граф- («движение» и «пишу/рисую»). Термин первоначально использовался для аппарата Эдисона, потом - для более совершенного аппарата братьев Люмьер. Аппарат Эдисона назывался также кинетоскоп, от греч. кине(т-) и скоп- («движение» и «наблюдаю»).
Зоотроп и синхрофон
Эдисон в сущности усовершенствовал приспособление, называемое зоотроп от греч. зоо- и троп- («жизнь» и «вращение»), или зооскоп («жизнь» и «наблюдаю»). Это была детская игрушка, известная тогда в России как «Колесо жизни», в ней картинки с разными стадиями движения крепились по кругу и при вращении показывались в отверстии экрана.
Многие люди работали над тем, чтобы изобрести или усовершенствовать аппарат для мгновенной смены картинок. При этом родилась идея закрепить множество фотографий на колесе.
Задолго до звукового кино встречаются названия Хрономегафон, Кинефон и Синхрофон. Корень фон значит - звук. В этих кинотеатрах фильмы демонстрировались под граммофон. Многие шедевры звезд оперы и эстрады выпускались тогда не по типу «два в одном», а, так сказать, по типу «одно в двух» - кино и пластинка с одного концерта. Многим нравилось, хотя попадание в синхрон было далеко не каждый раз идеальным.
Термины того времени - синематограф, электро-биографы, биоскоп". А так же электрический театр, электро-театр, фото-театр, оптический театр. Слово биограф (от греческого «жизнь» плюс «пишу») обозначало еще и кино [2].
В 1906 с биографом успешно конкурирует биоскоп («жизнь» плюс «смотрю»).
Владельцы театров стараются блеснуть и ослепить зрителя названием своего бизнеса, и далеко не всегда понятно, что это - только имя кинотеатра или альтернативное обозначение кино как зрелища. На вывесках появлялось что-то в таком роде: Аниматограф (анимация – «оживление»), Витограф (вита – «жизнь»), Мутоскоп (мутация – «изменение»), Тауматограф (таумат – «чудо»), не считая бесчисленных Иллюзий, Миражей и Иллюзионов [1]. В Харькове был кинотеатр Патеграф. Позже братья Пате прославятся «портативным» граммофоном - патефон, а сначала их фирма была больше известна кинокартинами.
Кинемо
Кинемо - это первые ласточки эпидемии аббревиатур. Био - это понятное современникам усечение от биоскоп, но в названиях кинотеатров ему суждена очень недолгая жизнь. А второму сокращению кинемо повезло: люди ходят в кинемо, ругают кинемо, читают на афишах слово кинемо. Кинемо всюду, а вот слово кино почти совершенно отсутствует.
Вскоре, в неполные двадцать лет, кинемо отправится на первую мировую войну, сборы с кинемо сеансов будут жертвоваться в пользу раненых. В октябре 1914-го на экраны выйдет драматическая кинемо - иллюстрация "За честь, славу и счастье славянства" и боевик "Ужасы Калиша". А потом, после революции, были забыты биоскопы и тауматографы, забудется и сокращение кинемо, избавится от конкурентов и слово кино
Мутоскоп
Мутоскоп был создан в 1885 г. Германом Кастлером [6].
Мутоскоп - это одна из разновидностей стробоскопов, где стробоскоп, от греческого стробос- «кружение» и скоп- «смотрю/наблюдаю» - прибор для демонстрации движущихся рисунков или оптических иллюзий. Действие его основано на стробоскопическом эффекте - при быстром мелькании отдельных листов с изображениями последовательных фаз движения объекта создается впечатление непрерывного движения. Именно поэтому меня заинтересовала модель Мутоскопа, которую мне захотелось сделать своими руками.
Стробоскоп (от греч. στρόβος - «кружение» и σκοπέω - «смотрю») - прибор для демонстрации движущихся рисунков, приспособление для демонстрации оптических иллюзий. Действие основано на стробоскопическом эффекте - при быстром мелькании отдельных листов с изображениями последовательных фаз движения объекта создается впечатление непрерывного движения.
Мутоскоп (англ. Mutoscope) — ранняя технология кинематографа, получившая успех в виде торговых автоматов для просмотра коротких кинороликов. Как и «Кинетоскоп», мутоскоп не предполагал проекции изображения на экран, позволяя просматривать картинки через окуляр единственному зрителю. Однако из-за особенностей конструкции изображение в окуляре было крупнее и качественнее, чем у кинетоскопа, дешевле и проще в обращении.
Стробоскопический эффект — зрительная иллюзия, возникающая, главным образом, в кинематографе и телевидении в случаях, когда частота киносъёмки и проекции близка к частоте отображаемого процесса. Например, при вращении колеса повозки на экране может казаться, что оно неподвижно или даже вращается в обратную сторону.
Практическая часть
Технология изготовления модели:
Покупаем в хозяйственном магазине все необходимые комплектующие: фанера, саморезы, две металлические крепёжные пластины, баллончик аэрозольной краски понравившегося нам цвета, пять колод игральных карт и шлифовальный лепестковый диск.
Из листа фанеры ручной ножовкой выпиливаем прямоугольное основание. От рейки отрезаем две подставки под металлические стойки прибора, служащие для регулировки высоты барабана. Соединяем детали саморезами [см. прил. 1].
Из металлических крепёжных пластин и металлической проволоки изготавливаем стойки и рамку с крючком, загибая их на нужном расстоянии, и саморезами прикрепляем их на подставки основания. Стойки необходимы для крепежа поворотного механизма и барабана, а крючок для перелистывания слайдов [см. прил. 2].
Переделываем ручной привод от старой советской швейной машинки, меняя местами шестерёнки для того, чтобы снизить скорость вращения барабана на оси [см. прил. 3].
Красим из баллончика основание, поворотный механизм, стойки, рамку и все метизные изделия [см. прил. 4-5].
С помощью компьютерной программы «Free video to JPG convertor» [8] делаем раскадровку отрывка из мультфильма «Тачки» и распечатываем кадры в фотосалоне[4]. Вырезаем их, наклеиваем на игральные карты, ламинируем и вставляем в шлифовальный лепестковый диск, подготовленный для посадки на ось [см. прил. 6-17].
Производим сборку модели.
Для увеличения изображения используем линзу с фокусным расстоянием 25 см, закрепляем её на штативе под необходимым углом на расстоянии, меньше фокусного [3]. Таким образом, мы получим изображение картинок действительное, прямое и увеличенное. Фокусное расстояние линзы находим опытным путём [см. прил. 18].
Рассматривать анимацию желательно на расстоянии наилучшего зрения, примерно 30 – 35 см [5]. Полный оборот колесо совершает приблизительно за 15 секунд. Частота смены картинок от 10 до 15 в секунду.
Итоги работы:
Мне удалось создать модель - техническую игрушку для демонстрации анимации.
Перспективы усовершенствования модели:
1. Создание мультфильма, нарисованного самим автором работы.
2. Изготовление диска с кармашками, в которые можно вкладывать картинки и менять их.
3. Усовершенствовать устройство крючка, который перелистывает картинки, чтобы была возможность перелистывать в обратную сторону.
Список источников и литературы:
Бабиченко Д.Н., "Искусство мультипликации", - М.: "Искусство", 1994 г.
Иванов-Вано И., "Рисованный фильм", - М.: "Госкиниздат", 1962 г.
Резников Л. И. «Физическая оптика в ср. школе» - М.; Наука, 1971 г.
Уайтэкер Г., Халас Д., «Тайминг в анимации» - М.; Маг.искусств, 2001 г.
Яворский Б. М., Детлаф А. А., «Справоч. по физике» - М.; Наука, 1971 г.
https://ru.regionkosice.com/wiki/Mutoscope
https://www.3dpulse.ru/news/razvlecheniya/ustroistvo-dlya-prosmotra-korotkih-rolikov-mozhno-napechatat-na-3d-printere/
https://free-video-to-jpg-converter.ru.uptodown.com/windows
Приложение
Этапы работы
1. 2.
3. 4. 5.
6. 7.
8. 9.
10. 11.
12. 13.
14. 15.
16. 17.
18. 20.