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" Perfectionnements apportés à la photographie et à la ci- nématograpmie en couleurs "
L'invention est relative à la photographie et à la cinématographie en couleurs.
Elle a pour but, surtout, de permettre de repro- duire, plus fidèlement qu'avec les procédés jusqu'ici uti- lisés, les couleurs et les tonalités des objets.
Elle consiste, principalement, à avoir recours, pour réaliser la photographie en couleurs, à des moyens tels qu'on obtienne des images engendrant des groupes de sensa- tions colorées élémentaires elles-mêmes telles que les sen- satione résultantes soient identiques à celles que produi- sent les objets eux-mêmes.
Elle constitue, en somme, un perfectionnement de tous les procédés trichromes en leur substituant des moyens qui réalisent des "spectres factices" de la lumière des ob- jets,"spectres factices'. dont les effets, soit sur la cou- @
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che photographique sensible, soit sur la retine, soit iden- tiques à ceux du spectre normal.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'utili- sent de préférence en même temps et dont il sera plus ex- plicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des- dites dispositions ; elle vise plus particulièrement en- core, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les moyens propres à l'application desdites dispositions, les éléments spéciaux propres à l'établissement de ces moyens, et elle vise en outre les images ainsi obtenues, leurs enre- gistrements sur couche sensible, leurs reproductions et leurs projections.
Et elle pourra, de toute façon, être bien compri- se à l'aide du complément de description qui suit et qui n'est, bien entendu, donné qu'à simple titre d'indication.
Selon l'invention, se proposant de produire des i- mages exactes des objets avec leurs couleurs naturelles, des photographies ou des films projetables et reproductibles, on réalise des écrans polychromes et avantageusement dégradés ou non tels que:
1 ceux à utiliser pour la prise de vues donnent un "spectre factice" de la lumière incidente dont les di-- verses régions impressionnent la couche sensible avec des intensités relatives égales à celles des impressions que produiraient sur cette couche les régions correspondantes du spectre normal ;
2 ceux à utiliser pour la projection des vues et la production des images visuelles donnent un "spectre fac- tice" de la lumière incidente produisant, dans ses diverses régions, des sensations colorées élémentaires identiques à celles des régions correspondantes du spectre normal.
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L'analyse et la synthèse des couleurs des objets par les dispositifs trichromes -- et en particulier la pho- tographie et la cinématographie des couleurs par des procé- dés trichromes -- ne donnent et ne peuvent donner, contrai- rement à ce qu'on croyait jusqu'ici, que des résultats né- nessairement imparfaits. L'expérience le prouve. On peut aussi le prouver à priori.
Ces procédés reposent, en effet, sur la théorie trichromatique des sensations colorées. Cette théorie énon- ce que chacune des couleurs naturelles peut être reproduite par un mélange, en proportions convenables, de trois cou- leurs fondamentales. Mais elle n'énonce nullement que les proportions nécessaires de ces trois couleurs soient préci- sément celles qu'elles possèdent dans la lumière de l'objet à reproduire, ce qui devrait être le cas pour que les procé- dés trichromes donnent des résultats exacts.
Bien au con- traire, on peut démontrer que tel n'est nullement le cas,
En effet, admettre que les proportions des trois couleurs fondamentales, nécessaires pour reproduire la to- nalité exacte d'un objet, sont précisément celles que pos- sèdent ces couleurs dans la lumière de l'objet, ce serait admettre que les rayons d'autres longueurs d'onde émanant de cet objet ne contribuent en rien à la tonalité, ce qui se- rait absurde.
Une étude plus complète du phénomène au moyen du calcul, ou au moyen des constructions géométriques du triangle de Maxwell-Koenig, ne fait que confirmer cette conclusion.
En voici une démontration sommaire empruntée à un exemple simple:
Soit un objet dont le rayonnement visible soit constitué, d'une part, par des rayons violets, d'autre part, par des pinceaux sensiblement monochromatiques de rayons de chacune.¯des trois couleurs fondamentales, rayons correspon-
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dant respectivement au maximum de transparence de chacune des trois plages de l'écran trichrome, dont, pour simpli- fier, on supposera égales les transparences maxima. Soient A, B, C les intensités des trois pinceaux de lumière émis par l'objet et qui correspondent, comme il vient d'être dit, aux maxima de transparence des trois écrans, et soit V l'intensité des rayons violets émis, d'autre part, par l'objet.
Il est évident, dans ces conditions, qu'après la traversée de l'écran trichrome, les intensités relatives des trois pinceaux de lumière fondamentaux resteront pro- portionnelles à A, B, C mais que, par rapport à eux, l'in- tensité transmise des rayons violets sera devenue propor- tionnellement inférieure à V Par conséquent-- et à moins d'admettre, ce qui serait absurde, que les rayons violets n'entrent pour rien dans la tonalité-- la tonalité résul- tant du mélange de couleurs transmises sera nécessairement différente de celle de l'objet. Ce qui vient d'être dit en considérant des rayons violets s'appliquerait de même à tous autres rayons différents des trois couleurs fondamentales, et qui, en outre de celles-ci, pourraient être émis par l'objet..
Pour que la tonalité résultant du mélange des rayons transmis fût identique à celle de l'objet, ilfau- drait que la somme des transparences des trois plages de l'écran trichrome fût le même pour les rayons de toutes les longueurs d'onde. Cette condition est absolument irréalisa- ble. Elle serait réalisée si chacune des trois plages co- lorées de l'écran trichrome avait des transparences égales pour toutes les longueurs d'onde qu'elle transmet, et nulle pour les longueurs d'onde transmises par les deux autres plages, ce qui est exclu de toute possibilité pratique.
De tout cela résulte que les procédés trichromes ne peuvent rendre que d'une manière nécessairement impar- faite la tonalité des objets, lorsque c'est la lumière même
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de ces objets qui est utilisée par ces procédés.
Non seulement, comme on vient de le montrer, les procédés trichromes ne peuvent pas dans ces conditions fournir la tonalité exacte des objets, mais ils sont un au- tre et très grave inconvénient: parmi les régions du spec- tre qui sont plus ou moins absorbées et éliminées par la constitution même des écrans trichromes, il en est une qui est particulièrement intéressante, c'est la région spectra- le jaune située aux abords de la raie D, et qui étant si- tuée à la limite de l'écran rouge et de l'écran vert du procédé trichrome,c'est-à-dire dans la région où,;les ab- sorptions de ces écrans sont maxima, se trouve en fait, après la traversée des écrans, réduite à une très faible intensité.
Or cette région du spectre est précisément celle à laquelle 1'ceil est le plus sensible et celle qui a l'in- tensité visuelle maxima dans la lumière du jour. Par suite de cette circonstance inhérente à la nature même des procé- dés trichromes et qui constitue pour ceux-ci une grave pierre d'achoppement, ces procédés ne peuvent laisser pas- ser, dans la prise de vue et la projection qu'une faible fraction de la lumière incidente, ce qui peut avoir et a effectivement de graves inconvénients au point de vue des possibilités et des applications industrielles.
En outre l'expérience montre que lorsqu'on compa- re par juxtaposition les spectres d'objets diversement co- lorés éclairés par la lumière du jour, c'est précisément dans la région du spectre avoisinant la raie D que se pro- duisent au maximum les disssemblances de ce spectre, les- quelles ont précisément pour effet à nos yeux la diversité des couleurs des objets considérés. D'où il suit que, aux raisons déjà exposées ci-dessus, s'en ajoute une nouvelle qui oblige à considérer les procédés trichromes comme néces- sairement imparfaits pour la reproduction exacte des cou- leurs et de leurs variations.
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Encore, dans ce qui précède, a-t-on tenu pour exacte la théorie trichromatique des sensations colorées.
Mais cette théorie même est depuis longtemps contestée et battue en brèche par les physiologistes modernes.
Pour pouvoir reconstituer exactement les couleurs et les tonalités des objets, le mieux est de s'affranchir complètement de toutes vues théoriques sur les sensations colorées, et de s'en tenir aux faits seuls.
C'est ce que réalise la procédé faisant l'objet de la présente invention et dont on va maintenant décrire successivement le principe et les modes de réalisation et d'application:
A la base de ce qui va suivre, on pose le principe suivant qui exprime une vérité d'évidence:
Etant donné deux séries de sensations élémentaires simultanées dont chacune correspond à une sensation identi- que de l'autre série, il y aura identité entre les deux sen- sations composites résultant de la combinaison des sensa- tions élémentaires de chacune des deux séries.
La lumière émanant des objets naturels est compo- sée, en proportions diverses, des rayons des diverses lon- gueurs d'onde qui constituent le spectre visible. Quelles que soient les parts que prennent respectivement ces divers rayons à la formation de la sensation colorée que l'oeil reçoit d'un objet, il est évident que l'image de cet objet donnera une sensation colorée identique à la sensation ori- ginale, si elle est formée par la combinaison d'une série de rayons lumineux qui, qualitativement et quantitativement, donneraient identiquement toute la série des sensations co- lorées que procure le spectre normal de l'objet.
Ce résultat peut être obtenu de diverses façons, et notamment de la manière suivantes
Soit une source de lumière blanche, par exemple un arc électrique. Au moyen d'un système de miroirs qui en-
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voie la lumière de cet arc sur deux appareils de projection, on juxtapose, sur un écran de projection, deux images dis- tinctes, X et Y. L'image X est le spectre normal de l'arc, obtenu au moyen d'un appareil spectroscopique convenable, disposé, sur le trajet des rayons du premier appareil de pro- jection. L'image Y est formée de la façon suivante: un écran transparent dégradé-ou non à teintes polychromes est placé dans ou devant l'objectif du second appareil de projection.
Cet écran polychrome est teinté suivant des bandes parallè- les dégradées ou non, des diverses couleurs qui constituent le spectre normal de la lumière blanche. On obtient ainsi sur l'écran de projection une image agrandie de l'objectif, teintée des diverses régions du spectre, et qui constitue un "spectre factice". Cette image est juxtaposée au spectre normal de l'arc projeté par le premier appareil de projec- tion.
Par tâtonnements et expériences successifs, on peut, conformément à l'invention, modifier les teintes de l'écran polychrome jusqu'à ce que: 1 les couleurs et tonalités suc- cessives dégradées ou non du "spectre factice" soient iden- tiques, quant à la sensation produite, à celles du spectre normal ; 2 l'intensité lumineuse totale de chaque zone é- troite du "spectre factice" soit égale à celle de la bande rectangulaire correspondante du spectre normal.
Une fois cette réalisation obtenue, on pourra-- sous la seule condition que les couleurs et les intensités de chacune d'elles demeurent telles qu'il vient d'être dit -- disposer de toute autre manière les diverses plages co- lorées de l'écran polychrome, les interchanger et leur don- ner toutes les formes jugées désirables. On pourra aussi, par une extension légitime du principe ci-dessus, combiner et réaliser les couleurs de l'écran polychrome de toute au- tre manière, ces couleurs pouvant être, au besoin, très dif- férentes des couleurs élémentaires du spectre normal, et, sous la seule condition que la sensation colorée résultante
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du "spectre factice" ainsi réalisé soit identique à la sen- sation colorée résultante du spectre normal. Ici encore, la disposition des plages colorées pourra être modifiée à vo- lonté.
Ce qui distingue et caractérise essentiellement l'écran coloré à "spectre factice" ainsi constitué en vue de la projection des photographies en couleurs, c'est que les couleurs élémentaires qu'il transmet à l'oeil sont identi- ques, quant à la sensation colorée, et à intensités éga- les, aux couleurs simples correspondantes du spectre de la lumière utilisée, et ceci sans que, dans la réalisation de ce "spectre factice", on se préoccupe aucunement des lon- gueurs d'onde des rayons qui, après la traversée des diver- ses plages de l'écran coloré, concourent à produire ces sen- sations.
Autrement dit les plages colorées de l'écran qui forment ce "spectre factice" sont sélectives au point de vue des seules sensations colorées transmises, tandis que les écrans colorés utilisés dans les procédés antérieurs de photographie des couleurs, et en particulier dans les procédés trichromes, sont sélecteurs au point de vue des longueurs d'onde transmises. Il s'ensuit, pour prendre un exemple, que les plages colorées de l'écran à "spectre facti- ce" qui produisent les sensations du bleu et du violet peu- vent laisser passer de grandes quantités de lumière rouge du spectre, tandis que l'écran bleu et violet'.utilisé dans les procédés trichromes doit, pour répondre à sa destination, absorber aussi complètement que possible les rayons rouges du spectre.
Le "spectre factice" est donc réalisé de manière à produire des sensations élémentaires colorées identiques aux sensations élémentaires produites par les couleurs simples du spectre. Autrement dit la sensation produite par chacune des zones de 1'"écran à spectre factice" est identique à celle que produit le pinceau correspondant monochromatique
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ou sensiblement monochromatique du spectre, c'est-à-dire à celle que produisent des rayons du spectre compris entre deux longueurs d'onde déterminées et voisines.
C'est ce qui caractérise essentiellement le pro- cédé décrit ici pour la projection des photographies en couleurs.
On opérera d'une manière analogue pour réaliser l'écran polychrome destiné à la prise des vues sur couche sensible, avec cette seule différence que, toutes choses égales d'ailleurs, on réalisera cet écran de telle sorte que les diverses régions du "spectre factice" produit par cet écran impressionnent cette couche sensible avec des in- tensités relatives identiques à celles des régions corres- pondantes du spectre normal agissant sur la même couche.
Lorsque ces résultats ont été obtenus, on est com- plètement armé pour reproduire parfaitement toutes les tona- lités des objets, pour les enregistrer sur couches sensibles pour en faire des reproductions, pour les cinématographier par tous dispositifs optiques appropriés, notamment par ce- lui qui utilise des éléments gaufrés sur la couche sensible suivant les suggestions de Gabriel Lippmann, et par tous au- tres moyens conduisant au même résultat tels que ceux qui séparent les diverses images monochromatiques des objets.
En effet, pour ne prendre qu'un exemple, si on projette sur l'écran l'image d'un point coloré quelconque au moyen d'un objectif muni de l'écran polychrome constitué d'une des manières qui viennent d'être spécifiées, cette image est formée par la superposition d'une série de fais- ceaux colorés qui donnent une sensation colorée résultante nécessairement identique à celle que donne le point coloré lui-même.
Par conséquent, celui-ci est nécessairement re- constitué sur l'écran avec sa tonalité exacte,
Dans l'exemple choisi, des objectifs munis d'é- crans polychromes réalisés conformément à l'invention per-
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mettent donc: de photographier en couleurs avec leurs tonalités vraies tous les objets; et de les oinématographier avec toutes leurs tona- lités exactes, par exemple en utilisant le film gaufré sui- vant la suggestion de Gabriel Lippmann, et qui permet de séparer, en des points très rapprochés de la couche sensi- ble les images minuscules de l'écran polychrome correspon- dant aux divers points des objets cinématographiés.
Pour projeter les positifs des vues ainsi cinématographiées, il suffit d'adjoindre à l'objectif de projection l'écran poly- chrome constitué, ainsi qu'il a été dit ci-dessus, en vue de la reconstitution exacte des sensations colorées visuelles.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spé- cialement été envisagées; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Il résulte de ce qui précède -- et l'expérience le confirme -- que les écrans destinés à réaliser des "spectres factices" ainsi qu'il vient d'être dit, transmet- tent notablement plus de lumière que les écrans sélecteurs des procédés trichromes. Ils constituent donc tant au point de vue de la luminosité qu'au point de vue de la fidélité des couleurs un progrès sur ceux-ci. Une amélioration par- tielle mais déjà. considérable est obtenue, si même on se contente, utilisant les photographies prises par les procé- dés trichromes, de les projeter au moyen de l'écran visuel à "spectre factice" décrit ci-dessus.
En opérant ainsi non seulement le gain de lumière est déjà. considérable mais aussi l'exactitude des tonalités est améliorée par suite du fait suivant: pour reprendre la démonstration donnée plus hatu on considère un point coloré dont des rayons
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bleus, verts et rouges définis sont transmis par les trois écrans sélecteurs trichromes avec des intensités égales par exemple à la moitié de leurs intensités incidentes que nous appellerons I, en admettant, pour simplifier, que tous les pinceaux monochromatiques de la lumière du point coloré ont la même intensité I;
après la traversée des écrans, les rayons rouges, verts et bleus considérés ont donc des in- tensités égales à 1/2 mais certains rayons violets (dont le coefficient de transmission est nécessairement plus fai- ble que le coefficient de transmission maxima de l'écran correspondant) auront, après traversée de l'écran,une inten- sité réduite à 1/n (avec n plus grand que 2) Dans les pro- cédés trichromes, on projette l'image photographique ainsi obtenue à travers trois écrans semblables aux premiers. Le rapport de l'intensité du pinceau violet considéré à celle des rayons bleus, rouges ou verts considérés, devrait dans l'exemple choisi, et si le procédé trichrome était correct, être égal à 1. Or, nous voyons qu'après la prise de vue (supposée faite avec une panchromatisation parfaite) ce rap- port est devenu égal à 2/n.
Après la projection à travers écrans trichromes, il deviendra (2/n) = 4/n2En projetant l'image photogra- phique trichrome avec l'écran visuel à "spectre factice" décrit ci-dessus, ce rapport reste égal à 2/n, ce qui a donc pour avantage certain d'améliorer la fidélité des projec- tions de vues prises par la trichromie.
On peut d'ailleurs par expérience modifier le "spectre factice" utilisé dans cette projection de manière à rectifier en quelque sorte l'imperfection de la prise de vue trichrome elle-même et rendre égal à 1 sur l'écran de projection le rapport considéré.
D'une manière plus générale, par une modification appropriée du "spectre factice" on pourra corriger les di- verses imperfections des prises de vue et des reproductions
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trichromes, quelles que soient les causes de ces imperfec- tions et notamment en faire disparaître les "dominantes" fausses, entre autres celles qui proviennent de l'influence perturbatrice de la diffusion des petites longueurs d'onde.
Pareillement par des modifications convenables du "spectre factice" on pourra varier à volonté et suivant les besoins scéniques, les effets à la projection d'une même prise de vue, et faire par exemple d'une vue prise au soleil une vue qui paraîtra prise au clair de lune, etc.
RÉSUMÉ.
L'invention a pour objet des perfectionnements ap- portés à la photographie et à la cinématographie en cou- leurs, lesquels perfectionnements consistent, principale- ment, à avoir recours, pour réaliser la photographie en couleurs, à des moyens tels qu'on obtienne des images en- gendrant des groupes de sensations colorées élémentaires elles-mêmes telles que les sensations résultantes soient identiques à celles que produisent les objets eux-mêmes.
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