#3.2.1 计时摄影之前的“动画摄影”探索，各种“组装”的动画，在电影诞生之前活跃了半个多世纪（1830s-1870s）

摄影技术和各种基于频闪效应的动画玩具是几乎同时孕育和成长的，因此用相机来捕捉真实运动的想法也早已出现。但当时的摄影技术，无论在光学元件、快门机构、曝光速度，还是在底片材料上都不具备执行快速拍摄的能力。

计时摄影是电影摄影的前身，也被称为“运动图画摄影”，它在干板明胶摄影技术之前并不现实。而动画摄影，它不仅包括计时摄影，还包括全景画、立体画、定格摆拍等用于获取动画序列图像的摄影技术。动画摄影比计时摄影先行了30多年，因为它可以容纳当时缓慢且繁复的摄影技术。

与此同时，在电影技术诞生之前，发明家们一直致力于把各种各样的光学动画玩具放进幻灯机里，把基于频闪效应原理的动画投影到屏幕上。

于是，除了更快、更好的摄影技术探索，各种“组装”的动画摄影，在电影摄影诞生之前活跃了半个多世纪。

1830年代

1830：

• 约1830年代，奥利地将军和发明家弗朗茨·乌查提乌斯（Franz Uchatius）
  • 可能是第一位尝试直接移动光源模拟频闪进行动画投影的实验者。
  • 他在多个并排的幻灯机中放置序列图片，投影到同一个点，然后尝试通过移动光源实现动画投影。
  • 这个想法从理论上来说是可行的，只是以当时的技术来说，难以同时保障光源移动时的速度和亮度。

1838：

• 英国科学家查尔斯·惠斯通（Charles Wheatstone，1802-1875）发明了“立体镜”（Stereoscope）。
  • 使用两面45度倾斜的反射镜，将分置的两张图片（同一物体不同角度）分别反射至双眼，利用双眼视差使人脑感知立体效果。
  • 由于实际可行的摄影技术还没有诞生，其立体镜图像是通过绘画实现的。
  • 已知最早的立体视觉装置雏形，开启了“立体图像”技术的大门，其后续发展与摄影、电影、计算机动画技术深度融合。

1840年代

1840：

• 自银版摄影技术面世之后，基于惠斯通立体镜原理的立体照片摄影便成为可能。
  • 最初的立体照片并不会“动”，但它们很快便会和费纳奇镜等光学玩具结合在一起。

• 法国工程师、镜片商查尔斯·席瓦利埃（Charles Chevalier）开发了一款新的双镜片镜头，焦距29厘米，光圈F/5.6，比之前的快6倍。

1841：

• 法国物理学家阿曼德·斐索（Armand Hippolyte Louis Fizeau，1819-1896）
  • 与莱昂·傅科（Léon Foucault）合作，用溴化银取代了碘化银，把银版摄影照片的曝光时间缩短至几秒。
  • 他还改进了短焦镜头，让更多光线进入相机。

• 英国科学家、发明家威廉·塔尔博特（William Henry Fox Talbot，1800-）发明了“卡罗摄影法”（Calotype），后来也被称为“塔尔博特式摄影法”（Talbotype）。
  • 使用纸质底片，卡罗法在清晰度上不如银版摄影，
  • 但它开启了从负片到正片的摄影工艺，其后续发展在整个胶卷摄影时代扮演重要角色。

1842：

• 约1842年，斯洛文尼亚摄影师约翰·普歇尔发明了一种在玻璃上制作照片的方法，不基于昂贵的卤化银仍可获得可信的照片，但他的技术从未商业化，且直到1850年代初才在国际上广为人知。

• 约翰·多普勒（Christian Doppler，1803-1853）在论文《论双星的颜色》（Über das farbige Licht der Doppelsterne）中首次提出多普勒效应，指出波源与观察者相对运动时频率会变化。
  • 阿曼德·斐索在1848年独立提出电磁波多普勒效应理论，后与约翰·多普勒共同完善，奠定波动现象分析基础。
  • “多普勒效应”后来成为CG动画动态模拟技术的底层建模基础之一。

1843：

• 英国电影实验者奈勒（T.W. Naylor）提出了“费纳奇镜+幻灯机”的设想，并发表了标题为“展览移动人像的幻影秀”（Phantasmagoria for the exhibition of moving figures）设计图纸。
  • 快门盘和图像盘被放置在物镜的两个元件之间，理论上可行，但难以考究他是否确实制作出该设备。
  • Leskosky, R. (1993). Phenakiscope: 19th Century Science Turned to Animation. Film History, 5(2), 176-189.
  • Naylor T. 投影运动图像的幻影[J]. 力学杂志, 1843, 1027: 319-320.
  • 在接下来的几十年里，费纳奇镜+幻灯机被众多发明家相信是动画投影的最大希望，各种各样的费纳奇镜式投影设备陆续面世。

• 奥地利化学家约瑟夫·普赫伯格（Joseph Puchberger）申请了已知第一台全景相机 “埃利普森银版摄影”（Ellipsen Daguerreotype）的专利。
  • 设备包括一个摇柄旋转镜头，使用19-24英寸（约48-61厘米）长的弧形银版底片，以后来被称为“狭缝扫描”的方式逐列曝光，拍摄角度约150°。
  • Puchberger J, Prokesch W. 埃利普森银版摄影: 奥地利专利42086[P]. 1843-6-16。

约1844：

• 弗里德里希·马腾斯（Friedrich Von Martens）也发明了一台全景相机“巨型镜相机”（Megaskop Kamera）。
  • 在柔性底片被发明之前，类似设备的摄影角度均难以突破。
  • Martens F. 摄影-关于全景银版的说明[C]// 法国科学院. 科学院每周会议报告第20卷. 巴黎: 巴舍利耶书籍印刷和销售商, 1845: 1799.

1845：

• 乌查提乌斯制造了一个费纳奇镜动画投影仪，但投影面积很小。

1847：

• 奥地利物理学家利奥波德·多布勒发明了名为“幻影镜”（Phantaskop）的费纳奇镜式幻灯。
  • 使用12个固定镜头对应12个序列图形，设备通过控制内部照明实现依次投影。
  • 文泽尔·普罗库什购买了该专利并制作了原型，在维也纳约瑟夫施塔特剧院首演。
  • “幻影镜”少在随后的两年里于欧洲巡演，它很可能只制作了一台。
  • Rossell D. 电影诞生年表1833-1896[M]. 布鲁明顿: 印第安纳大学出版社, 2022: 10.

1848：

• 普拉托建议在运动研究分析中使用照片代替图画，但当时的摄影技术仍未能清晰拍摄运动中的事物。
  • Burns P. (2021). The History of the Discovery of Cinematography. http://precinemahistory.net/1830.htm

• 摄影师查尔斯·丰泰纳（Charles H. Fontayne）和威廉·波特（William S. Porter）使用由多台相机环绕拼接的方式，在美国辛辛那提拍摄了由8张照片拼接的360°全景图，但当时的摄影技术使拼接痕迹十分明显。

• 约1848-50年，美国摄影师朗根海姆兄弟（William and Frederick Langenheim）发明了一种在玻璃上制作底片和正片的技术，可将照片图像转印到幻灯片的玻璃盘上，被称为“透明型”（hyalotype）。
  • Langenheim F. 玻璃照片的改进: US7784A[P]. 1850-11-19.
  • 他们成为首批摄影幻灯片的发明者和推广者，很快，摄影和绘画结合、或摄影和摄影拼接，创造奇幻场景或特殊效果的幻灯片不断涌现。

1850年代：

1850：

• 法国摄影师路易·布朗夸尔-埃瓦尔（Louis Désiré Blanquart-Evrard）​​发现将火棉胶湿版负片略微曝光不足后，置于深色背景前可呈现正像效果。这一发现奠定了“安布罗摄影法”（Ambrotype）的基础。

1851：

• 英国摄影师、雕塑家弗雷德里克·阿切尔（Frederick Scott Archer，1813-1857）​​公开了他的火棉胶湿板摄影法，在玻璃板上制作透明负片。
  • 火棉胶法的曝光时间比银版法要短，成本更低，感光板使用玻璃片，影像清晰度高。
  • 阿切尔没有申请专利，在1851年将成果发表于《化学家》（The Chemist）杂志，并于1852年出版专著《火棉胶摄影法》。
    • 1854年，美国摄影师詹姆斯·卡廷（James Ambrose Cutting）基于湿版法原理以“安布罗摄影法”（Ambrotype）为名在美国申请专利，但阿切尔本人未从中获利。
    • 因放弃专利保护，阿切尔晚年贫困，1857年去世时未留下遗产。其贡献长期被忽视，直至20世纪摄影史学界重新评估其地位。
  • 该技术随后被多位摄影先驱相继改进，实现了照片的打印和缩放。
  • 湿版法在1860年代末基本取代了银版摄影和卡罗法，成为主流摄影技术直至1880年代，推动肖像摄影普及，为现代胶片技术奠定基础，但仍无法清晰捕捉运动中物体。

• 大卫·布鲁斯特（David Brewster）带着他改进的一款透镜式便携立体镜来到法国寻找生产商。
  • 法国发明家和摄影先驱朱尔斯·杜博斯克（Jules Duboscq）改进了布鲁斯特的立体镜并制作了大量立体照片，相关产业开始蓬勃发展。
  • 它们暂时还不能用于动画，不过很快便会派上用场。

1852：

• 威廉·塔尔博特（William Henry Fox Talbot）发明照相凹版制版法（Photoglyphy）。
  • 通过将重铬酸盐敏化胶体与感光材料结合，显著提升了图像层次感。
  • 他建议将平纹丝网用于照相印刷，获取高质量中间色调。
  • 在随后几十年里，好几种半色调工艺都是这基础上开发的。

• 约1852年，杜博斯克（Jules Duboscq）申请了一种立体频闪镜专利（stereoscope-fantascope 或 Bioscope），一张幸存的镜盘包含了一组机器运行的序列照片，鉴于当时的摄影曝光技术，这可能是最早的“定格动画”。

1853：

• 乌查提乌斯又回到移动光源的想法上，制作了他的动画投影仪“光之灯轮”（The Lantern Wheel of Light）。
  • 结构类似于多布勒的设计，图像盘静止不动，每帧图片对应一个单独镜头，小型聚光灯和聚光透镜组成的光源在图片盘后面旋转，预计图像高达两米，亮度明显增强。
  • 相传表演者多布勒（Ludwig Döbler）购买了一台“光之灯轮”，在其欧洲巡回演出中使用。

• 罗门(Rollmann W)提出了已知最早的使用红蓝色玻璃观看立体图像的文章，后来被称为“浮雕立体法”（Anaglyph），以区别于此前的立体镜。
  • Rollmann W. 两种新的立体方法[C]// 物理学和化学的历史, 卷90. 莱比锡: 约翰·安布罗斯·巴特出版社, 1853:186-187.

1854：

• 美国摄影师、发明家詹姆斯·卡廷（James Ambrose Cutting，1814-）申请了“安布罗摄影法”（Ambrotype，源自希腊语“不朽”）专利。
  • 改进了布朗夸尔-埃瓦尔的技术，通过加拿大树胶粘合两块玻璃板形成保护层。
  • 尽管Ambrotype的名字在美国普及，英国仍沿用“火棉胶正像”（Collodion Positive）之名。
  • 可以直接在玻璃上制作正片照片，成本比银版摄影低很多，但它无法像卡罗法那样通过负片批量印制。

• 约瑟夫·斯潘塞（Spencer J）和阿瑟·梅尔休什（Arthur J. Melhuish）获得了第一个用于感光相纸的卷筒式夹持装置专利，尽管对于当时的相纸材料来说，类似设备暂时还起不到实际作用，但这些滚轮们将成为19世纪末电影动画诞生的必要基础。
  • Spencer J, Melhuish A.摄影器材: 英国专利1139[P]. 1854-5-22.

1855：

• 约翰·切尔马克（Johann N. Czermak）在其《立体视镜》（Das Stereophoroskop）中介绍了通过一系列模型来制作合适立体照片序列的方法，即立体定格动画的制作方法。
  • 可能没有公开展示？目前未发现幸存序列图像。
  • Czermak, J. N. (1879). Das Stereophoroskop (1855). Gesammelte Schriften, Erster Band: Wissenschaftliche Abhandlungen, Leipzig: Wilhelm Engelmann, 299-302.

• 艾伯特·索思沃斯（Southworth A）和约西亚·霍斯（Hawes J）获得了一种名为“运动立体图”的专利，基于立体镜原理，左右眼的序列图分别储存于两侧，由手柄和齿轮驱动。
  • Southworth A, Hawes J. 运动立体图: 美国专利13106[P]. 1855-6-19.

• 约1855年，法国发明家和摄影先驱朱尔斯·杜博斯克（Jules Duboscq）推出了一种特别的费纳奇镜投影仪，装有透镜的转盘同时负责聚光和快门功能，可与普通幻灯机一起使用。
  • 该系列设备在整个19世纪后期一直被销售，有多个不同版本，从现存资料中可见其图像盘序列图数量在10-16之间，快门盘透镜数量为4个或8个，双盘以不同速度旋转。
  • 尽管存在闪烁和抖动问题，但屏幕中投影的确实已经是彩色逐帧手绘动画。

1857：

• 英国合成照片先驱奥斯卡·雷兰德（Oscar Gustave Rejlander）使用32张玻璃底片，制作成世界上第一张“合成照片”《人生的两条道路》（The Two Ways of Life）。
  • 次年，另一位英国摄影师罗宾逊（Henry P. Robinson）使用5张底片合成，制作了其经典作品《逐渐消失》（Fading Away，1858）。
  • 很快，关于摄影是否可以作为一种艺术创作手段也引起了激烈争论，尽管这个话题至今仍有余音，
    • 但照片合成技术依然不断发展，成为现代电影特效动画制作中的一种重要技术。

1858：

• 法国物理学家约瑟夫·德阿尔梅达（Joseph-C. d’Almeida）发表了已知最早关于使用滤色眼镜观看，经由颜色编码混合图像的幻灯投影，从而产生立体观感的文章。
  • 他和法国摄影先驱路易斯·豪伦（Louis A. D. du Hauron）带来了已知第一个采用浮雕立体法的幻灯投影，该类技术后来在立体电影中被广泛采用。
  • d’Almeida J. 新型立体装置[C]//科学院会议周报, 卷47, 巴黎: 马利-巴切莱特, 1858: 61-63.
  • 浮雕立体的术语有演变：19世纪文献中也有“双色立体”（Dichromatic Stereo）或“色差立体”（Chromatic Stereo）之说，20世纪以来通常被称为“红蓝立体”（Anaglyph 3D）。

• 美国摄影师、发明家卡廷（James A. Cutting）开发了一种摄影工艺，使火棉胶底片可以在纸张上制作正片，很大程度上降低了成本。

1860年代

1860：

• 前文提及在1860年获得一系列频闪动画装置专利的德斯维涅（Peter H. Desvignes），
  • 提出了一种利用电火花，使每张图片在适当的时间和地点可见的动画投影方法，
  • 建议使用源源不断的长带以表现连续运动，尽管在湿板摄影时代根本不可行。
  • 他还提出使用模型来重新捕捉运动，制作定格动画，并利用蒸汽机的周期性，组装了一系列假定的运动照片。
    • Desvignes P. 用于展示摄影、立体和其他图片、模型、图形和设计的设备的改进: 英国专利537 [P]. 1860-2-27.
    • Hopwood H.V. （1899）. Living Pictures. London: Optician & Photographic Trades Review, 38-44, 51, 63, 228.

• 罗斯（Thomas Rose）提及3D运动图像可通过100台相机，拍摄环绕序列照片，然后用费纳奇镜这类设备呈现。
  • Burns P. (view 2021). The History of the Discovery of Cinematography.precinemahistory.net/1860.htm

• 威廉·肖获（Shaw W）得一项英国专利，基于惠斯通的反射立体镜原理，使用两个快门和两个费纳奇镜图像盘，但尚未发现关于该设备的实践记录。
  • Shaw W. 对奇迹轮或费纳奇镜的改进: 英国专利1260[P]. 1860-5-22.

• 约1860年，英国物理和化学家约瑟夫·斯旺（Joseph Swan）制造了一种原始电灯，但寿命很短。
  • 经真空技术的改进，约20年后，斯旺和爱迪生都制造出了实用的电灯泡，很快便成为了幻灯的主要光源。

1861年

• 亨利·蒙特(Mont H)获得了一种用于拍摄运动序列照片的摄影设备专利，尽管该设计对于当时的湿板摄影材料来说是不现实的。
  • Mont H. 一种摄影仪器，目的是再现一个运动的连续阶段和变化: 英国专利1457[P]. 1861-6-8.

• 詹姆斯·麦克斯韦（James C. Maxwell）在英国皇家学会的演讲中首次展示了彩色照片，虽然效果不太好，但原理和方向是正确的，色彩的摄影和投影将成为电影动画技术发展史上一个重要部分。

• 捷克生理学家扬·普尔基涅（Jan Evangelista Purkyně）展示了他的费纳奇镜幻灯机“肯尼斯镜”（Kinesiscope），是其“佛罗里提”（Phorolyt）的改进版。
  • 捷克布拉格国立技术博物馆收藏的一块幸存图像盘上展示了普尔基涅自己360度旋转的9张序列照片。具体拍摄时间无考，按照已知信息，推测是在1860年代。
  • “Kinesiscope”源自希腊语“运动视觉”。
  • 1860年代中，法国摄影家、漫画家纳达尔（Nadar）也拍摄了他自己和好友（Gustave Arosa）的旋转肖像，但未有发现其用于动画展示的证据。

1864：

• 路易斯·豪伦（Louis A. D. du Hauron）申请了一种电影摄影和投影的专利，他可能没有做出任何实物，而是在忽略技术条件的情况下，描述了一个关于动态图像的愿景。
  • 但豪伦的描述确实和后来的电影技术有很多相似之处：以极低的间隔高速连续拍摄、慢动作摄影、延时摄影、缩放图像、将序列图安装在纸或某些织物的带子上，用车辆移动摄影机进行跟踪拍摄等。
  • Hauron L. 意在用照片再现任何场景及其在确定时间内经历的所有变化的设备. 法国专利61976[P]. 1864-3-1.

1866：

• 英国的莱昂内尔·比尔（Lionel S. Beale）向皇家理工学院演示了他的 “乔雷托镜”（Choreutoscope），
  • 现存第一款引入“间歇式运动”的机械快门动画幻灯片，
  • 转动曲柄同时释放快门和拖动图像滑片移动，以实现序列图的间歇出现，可以直接观看，也可以放在幻灯机上投影。
• 也有资料称巴黎的阿尔弗雷德·莫尔特尼（Alfred Molteni）在1865年已设计了一款使用马耳他十字机芯的同名设备，而比尔只是完善了它（Quigley，1960）。
  • Quigley M. 魔法阴影: 运动图像起源的故事[M]. 纽约: 奎格利出版公司, 1960: 172.
  • Burns P. (view 2021). The History of the Discovery of Cinematography.precinemahistory.net/1860.htm
• 由于比尔和莫尔特尼都没有为此申请专利，此事如今恐难考究。
• 此外，纽约制造商麦卡利斯特（T.H. McAllister）也制作过一种乔雷托镜的变体，图像盘为费纳奇镜式圆盘。
• 间歇式运动是电影摄影和投影的重要技术，但其重要性直到19世纪末才真正被关注。

1867：

• 约1867年，库克·H（Cook, H） 与 G·博内利（G. Bonelli），立体照片观察器，玻璃圆盘，感知效果未知。
  • https://theoptilogue.wordpress.com/2021/04/14/the-first-and-last-frame-part-two-taxonomy-chart-stroboscopic-images-a-d/

1869：

• 奥·布朗（O.B. Brown）在美国申请了一个动画投影仪专利，是一款结合了马耳他十字旋转结构和双扇快门的费纳奇镜式投影机，可执行稳定的间歇式运动，但它似乎没有真正投产。
  • Brown O. 光学仪器: 美国专利93594[P]. 1869-8-10.
  • Hopwood H.V. （1899）. Living Pictures. London: Optician & Photographic Trades Review, 46.

• 英国制造商托马斯·罗斯（Thomas Ross）获得了一款被称为“生命之轮”（Wheel of Life）的费纳奇镜式机械幻灯片专利，早期版本的快门盘上有多个开槽，后改进为只有一个开槽，以更快的速度旋转，减少了早期版本在投影时的失真和闪烁问题。
  • 幸存至今的实例显示其图像盘既有黑白剪影动画，也有彩色动画。
  • Ross T. 幻灯片的改进: 英国专利681. 1869-3-6.
  • Hopwood H.V. （1899）. Living Pictures. London: Optician & Photographic Trades Review, 18.
  • Science Museum Group. Ross ‘Wheel of Life’ magic lantern slide. 1990-5036/7187 Science Museum Group Collection Online. Accessed 30 June 2025. https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co8208788/ross-wheel-of-life-magic-lantern-slide.

• 路易斯·豪伦（Louis A. D. du Hauron）发表了他此前开发的三色摄影技术，
  • 使用橙、紫、绿三张底片，通过滤光片拍摄，然后制作成红、蓝、黄三张正片，再组合成一张彩色照片，
  • 并提出使用彩色网片印刷彩色照片的建议。
  • Hauron L. 照片中的颜色, 问题的解决[M]. 巴黎: A. 马里恩, 1869.

1870年代

1870：

• 发明家亨利·海尔（Henry R. Heyl）声称他在费城音乐学院展出了他的费纳奇镜式投影机“法斯玛轮”（Phasmatrop），
  • 图像转盘以间歇式旋转，有18张以定格动画方式拍摄的序列照片，按照当时的摄影技术，海尔的工作是一个极具挑战性的过程。
  • 但也有研究对此时间提出质疑。
  • Rossell D. 电影诞生年表1833-1896[M].  布鲁明顿: 印第安纳大学出版社, 2022: 50.
  • Coulson T. (1956). PHILADELPHIA AND THE DEVELOPMENT OF THE MOTION PICTURE. Journal of The Franklin Institute. Vol.262, 1-16.

1871：

• 英国摄影师理查德·马多克斯（Richard Maddox）发明了“干版明胶摄影”技术，成为当时最便捷的摄影方法。
• 干版摄影不仅让摄影师摆脱随身携带暗室制作湿板的烦恼，可存放底片也是电影和动画摄影的必要条件。

• 摄影先驱约翰·卡布特（John Carbutt）在费城开设了“拱顶石干版工厂”（Keystone Dry Plate Works）。
  • 再过十几年，他就要带来赛璐璐干板底片了。

1872：

• 英国摄影师埃德沃德·迈布里奇应邀为美国加州州长斯坦福的一匹赛马拍摄其奔跑中的照片，从而开始了关于运动摄影的研究。
  • 次年，美国《加州阿尔塔日报》和《纽约时报》相继报道了迈布里奇拍摄的“奔跑中的马”的照片，这个消息很快便传遍美欧。
  • 但这些照片很模糊，迈布里奇还需研究更好的方案。

后见 →