История анимации: как рождается искусство

Никита Кравцов, 2019

Корни анимации уходят намного глубже, чем может показаться на первый взгляд. Ее история начинается задолго до рождения Уолта Диснея, появления кинематографа или изобретения фотоаппарата. Но как бы далеко в глубь столетий мы ни заглянули, перед нами всегда открываются истории людей. Мы увидим, как многие поколения работали над раскрытием тайны оживления статичных изображений. Все эти люди – из разных эпох, разных миров – имеют кое-что общее: каждый прошел свой путь через тысячи трудностей ради единичных побед. И соединив их истории воедино, мы увидим, какой колоссальный фундамент необходим, чтобы мог появиться новый вид искусства.

Глава 2. De Anima

Стремление оживлять изображения заложено в нас где-то очень глубоко. Воображение рождало в головах древних людей образы, которые рвались в материальный мир. Различные визуальные уловки помогали воплощать образы в виде «оживающих» изображений. Но до анимации в современном понятии этого слова оставался еще долгий путь. Природа сделала свое дело, подарив виду Homo sapiens когнитивную революцию. Следующим этапом, сыгравшим фундаментальную роль в появлении анимации, стала длинная цепочка научных поисков. Наверняка люди задумывались о природе вещей задолго до появления письменности. Но мы в поисках истоков анимации будем использовать исключительно задокументированные факты. В этом плане пытливые умы греческих философов подарили нам невероятное наследие. Зарождение науки и технологий берет начало из размышлений греков о законах мироздания. Долгое время объяснение сложных явлений сводилось к ярости богов, выражающейся через природные явления. Всех это устраивало, пока не начали появляться догадки, что Вселенная работает по определенным законам, и человеческий мозг способен разгадать их с помощью теорий, наблюдений и исследований. Скорее всего, первым серьезным фактом, заставившим общество задуматься, стало предсказание солнечного затмения. Само слово «планета» в переводе с греческого означает «странник». Небесные тела — Солнце, Луна и планеты — двигались по небу и возвращались обратно, как будто странствовали на фоне звезд. Люди не понимали логики происходящего, но это воспринималось как норма, ведь то, что творится в небе, — дело рук богов, волю которых предугадать невозможно. Но одного обычного смертного такое объяснение не удовлетворяло.

Фалес, математик из Милета, посвятил очень много времени наблюдениям и расчетам. Многие знания он обрел благодаря тому, что был торговцем и часто путешествовал. Большое влияние на него произвел Египет, где Фалес изучал геометрию. Предполагают, что именно он познакомил греков с этим разделом математики. На основе собственных наблюдений Фалес сделал проницательный вывод: Луна светит отраженным светом Солнца. Интерес к астрономическим объектам захватил математика, и вскоре он установил закономерность в движении небесных тел. Фалес задался целью постичь тайны небесных странников. Знания в геометрии позволили ему просчитывать траекторию движения планет и звезд и делать прогнозы на любой промежуток времени. Его вычисления позволили предугадать точное время ближайшего солнечного затмения. В своих расчетах он не ошибся, и многие люди стали свидетелями «воли богов», зная о ней заранее. Так солнечное затмение 585 года до н. э. сделало Фалеса знаменитым, а мир в глазах людей преобразился. Революционные наблюдения математика показали, что во Вселенной царит порядок, а не хаос по прихоти богов. Фалес стал первым ученым и основателем естественных наук. Вдохновленные греки взглянули на мир вопрошающим взглядом: «Откуда мы взялись?», «Куда все движется?», «Почему мы видим мир таким?». Эти и миллионы других загадок человечество пытается разгадать с того самого времени, как нашему разуму открылся путь науки.

Античная Греция — родина многих великих мыслителей, чьи открытия меняли мир. Одна из главных причин — образование. Уже в V в. до н. э. в Афинах среди свободных граждан не оставалось неграмотных мужчин. К сожалению, из-за гендерных предрассудков, женщины имели ограниченный доступ к образованию. В остальном система обучения была весьма эффективной для своего времени. Существовал некий аналог современной средней школы под названием палестра. В палестрах преподавали письмо, чтение, математику, музыку, танцы и гимнастику. Понимание важности образования дало грекам возможность сделать невероятный рывок во многих научных областях. Одна из сформировавшихся тогда научных дисциплин спустя почти две тысячи лет станет ключевым этапом в появлении анимации. Ее название — оптика, наука о зрительных восприятиях. Греки придавали термину «оптика» более узкое значение, чем мы: для них это была исключительно наука о зрении.

Античные ученые задумывались о природе света, пытаясь объяснить, как наш глаз получает информацию из внешнего мира. Сейчас каждый школьник знает, что источник света, будь то Солнце или пламя огня, является источником электромагнитного излучения, которое отражается от поверхности предмета и попадает на сетчатку глаза. Затем происходит возбуждение фоторецепторов, и наш мозг переводит полученную информацию в зрительные образы. Сейчас это кажется простым и понятным, но в древности было множество теорий и дискуссий на этот счет. Евклид считал, что из глаз истекают «зрительные лучи», ощупывающие предметы и создающие зрительные ощущения. Подтверждением этого выступало наблюдение за кошками в ночное время суток — светящиеся глаза казались крайне убедительным доказательством существования «лучей из глаз», как бы странно это не звучало сегодня. В оправдание этих предположений можем сказать, что примерно таким образом «видят» летучие мыши, которые используют эхолокацию. Демокрит имел свое мнение по этому поводу и продвигал альтернативную идею, что тела становятся видимыми благодаря попаданию в глаз человека мелких частиц — атомов, вылетающих из тел. Тоже очень новаторское рассуждение, как минимум благодаря введению понятия «атомы» — неделимые частицы.

Разумеется, многие древние теории были далеки от истины, но они научили человека задавать хорошие вопросы. Эти рассуждения подверг справедливой критике величайший философ античной Греции. У Аристотеля было свое представление о природе света — он считал, что причина зрительных ощущений лежит вне человеческого глаза. Великий мыслитель заложил фундамент для современного стиля мышления в своих философских трактатах. В одном из них, датированном 350 годом до н. э., философ делится своими первыми исследованиями в области оптики. Название научного труда — De anima. Это поразительно, что оптика, наука, которая породит анимацию, берет начало из трактата с таким созвучным названием. Но если мы немного углубимся в этот вопрос, взаимосвязь станет для нас очевидной. Аристотель полагал, что свет — возбуждение среды, находящейся между объектом и глазом. Значение его теории состояло прежде всего в том, что в ней была подчеркнута роль промежуточной среды. Эту точку зрения можно назвать предпосылкой волновой теории света. Аристотель проводил научные наблюдения, чтобы лучше понять природу света. Он считал, что окраска видимых предметов зависит от свойств среды, сквозь которую проходят лучи света на пути от предметов к глазу. Например, солнце в ясную погоду кажется белым, а сквозь туман — красным. Основываясь на своих наблюдениях, он создал теорию цвета. Ее суть состоит в следующем: появление того или иного цвета является результатом смешивания белого цвета с «темнотой» в различных пропорциях. Это не совсем соответствует действительности, но важность таких поисков состояла в другом: оптика только начинала свой путь, и любые исследования в этом направлении создавали ее фундамент. В наблюдениях за Солнцем Аристотель уделил особое внимание оптическим иллюзиям. Он отметил очень важный момент, основополагающий для возникновения анимации как таковой: если взглянуть на Солнце, то его очертания потом некоторое время будут оставаться перед глазами, даже если их отвести или закрыть. Этот эффект сегодня называют персистенцией, или инерцией зрения. Его можно наблюдать и, к примеру, вращая горящую палку по неизменной траектории — человеческий глаз свяжет все точки, в которых оказывается огонь, в непрерывный контур. И, наверное, каждому знакома иллюзия, что спицы вращающегося колеса сливаются. На самом деле примеры этого эффекта повсюду — даже во время дождя падающие капли выглядят как параллельные полосы, а не как водяные шарики. Картинка, представшая перед нашими глазами, исчезает не сразу, глаза сохраняют образ в течение некоторого времени. Исследования этого эффекта сыграют важнейшую роль в появлении анимации. Вспомните, как выглядит пленка, — это статичные изображения, но, когда они двигаются с нужной скоростью, картинки оживают. Это все та же инерция зрения, которую описал Аристотель.

А теперь самое интересное. В переводе с латыни De Anima можно интерпретировать как «душа» или «жизненное начало». Аристотель на страницах своего философского трактата размышляет о природе света, связывая ее с человеческой душой. Философ также считал, что чувственное восприятие звука, вкуса и цвета — это способности души, а саму душу он определяет как источник движения. И если мы вспомним, что у вполне современного английского слова animation латинский корень anima, то есть «душа», то все становится на свои места: аниматор берет неподвижные картинки и заставляет их двигаться, создавая впечатление, что персонажи оживают — они словно приобретают душу, которая, согласно определению Аристотеля, есть источник движения. Должен признать, эту аналогию я нигде не встречал ранее. И пришел к таким выводам самостоятельно, изучая работы Аристотеля. Не думаю, что те, кто придумал для оживления картинок название animation, основывались на рассуждениях греческого философа. Но все же интересно, как история самого слова тесно переплетена с тем, что собой представляет современная анимация. De Anima включает философские рассуждения о душе и научные поиски в области оптики. Сейчас вряд ли кто-то объединил бы эти два предмета в одном трактате, но они едины в искусстве под названием анимация.

Древняя Греция заложила крепкий фундамент научного подхода к изучению вселенских законов — это ее бесценное наследие для всего человечества. Два важнейших компонента этого подхода, без которых дальнейшие научные достижения были бы попросту невозможны, — понимание важности постановки вопросов и поиск ответов, подтвержденных наблюдениями. Но эпоха Античности сменилась Средневековьем, в котором Европа уже не уделяла особого внимания научным поискам. Гуманисты раннего Возрождения предпочитали повторять премудрости, высказанные античными авторами, а не подвергать их проверке. Богословы смешали учения Аристотеля с христианством в непререкаемую доктрину, которая не оставляла простора для вопросов и уж тем более независимых наблюдений.

Ислам

Европа погрузилась во мрак средневековых суеверий, но лучи научного просвещения пробились в другой части света. Эстафету познания вселенских законов принял исламский мир. С восьмого по тринадцатый век интеллектуальным центром мира был Багдад — город, открытый для всех путешественников независимо от причастности к той или иной религии. Жаждущие знаний съезжались со всех уголков мира, чтобы обмениваться опытом и расширять научные границы. Именно в это время и в этом месте произошел новый серьезный прогресс в технике, биологии, медицине, и особенно в математике. Отголоски арабского научного скачка до сих пор присутствуют в нашей повседневной жизни, стоит только присмотреться. Мы используем цифры, которые называем арабскими, именно благодаря математическим находкам этого периода. Развивалась алгебра, использовалось число «ноль» и десятичная система исчисления. Исламские ученые видели в математике язык, на котором писала свои законы природа. Они зашли настолько далеко в своем мастерстве, что охватили вычислениями весь земной шар — просчитав длину окружности нашей планеты с погрешностью менее 1 %.

Мусульманские ученые разрабатывали собственные научные эксперименты, опираясь на работы греческих философов. Безусловно, оптику они не могли обойти стороной. В 1021 году арабский физик Ибн альХайсам написал фундаментальный труд по оптике в 7 томах, где собрал свои наблюдения и опыты, выдвинув собственную теорию о том, как устроено человеческое зрение. Ценность этих трудов для науки крайне высока, и не только благодаря новым открытиям. Для доказательства своих теорий арабский физик детально описывает эксперименты, которые сможет повторить и проверить любой желающий, следуя четким инструкциям. Для того времени это было нестандартным подходом, ведь между наукой и философией не делали особых различий. И о философских вопросах, и о вопросах физики можно было бесконечно рассуждать, но никто прежде не заботился о таком практическом подтверждении теорий. Труды Ибн альХайсама стали для будущих поколений настоящим руководством к тому, что позднее будут называть научным методом. А научный метод — возможно, один из самых важных изобретений человека. Это путь, позволяющий понять механизмы Вселенной и продуктивно взаимодействовать с ней. Можно сказать, что это язык, на котором написана инструкция к окружающему миру.

Ибн альХайсам внимательно проанализировал все результаты изучения природы света, изложенные предшественниками — греческими учеными. Многие из них противоречили друг другу, что давало хороший повод для новых исследований. Европа в таких случаях просто выбирала наиболее подходящую для себя трактовку, и наука погрузилась в темные века. Но это не удовлетворяло умы, ищущие настоящих ответов. В трудах Аристотеля арабский ученый наткнулся на описание таинственного явления. Греческий философ упоминает о нем в одном из своих трудов — Problemata, своеобразном каталоге неразрешенных задач. Аристотель наблюдал, как свет, проникающий в темную комнату через маленькое отверстие в ставне, проецирует на стену комнаты перевернутое изображение, в точности повторяющее картинку за окном. Ибн альХайсам хотел разгадать тайну света с помощью математики и геометрии. В описании Аристотеля он отмечает важную деталь — лучи света должны пройти сквозь очень маленькое отверстие. В отличие от Аристотеля, изучавшего природу мира только путем наблюдения за ним безо всякого вмешательства, Ибн альХайсам решил создать искусственные условия для лучшего изучения феномена. Для наблюдений была сконструирована абсолютно черная комната, свет в которую попадал исключительно через небольшое отверстие диаметром в несколько миллиметров. Такую конструкцию сегодня называют камерой обскура, что в переводе с латыни означает «темная комната». Зайдя внутрь комнаты, после того как глаз привыкнет к мраку, посетитель видел проекцию внешнего мира на стене, в точности повторяющую картину по ту сторону отверстия, — только вверх ногами. Геометрия помогла Ибн альХайсаму объяснить это — лучи света, исходящие от различных точек предмета, проходят сквозь отверстие и пересекаются, из-за этого отраженное на стене изображение перевернуто. Дальнейшие исследования показали, что чем меньше диаметр отверстия, тем выше четкость изображения. Ибн альХайсам объяснил принцип действия камеры-обскура, основываясь на принципе прямолинейности распространения света и используя это наблюдение как доказательство своей теории, опровергающей работы греческих предшественников. Арабский ученый заявил, что лучи не исходят из глаз, а наоборот — попадают в них, взаимодействуя с хрусталиком глаза.

В XII веке работы Ибн аль-Хайсама были переведены на латинский язык под названием «Сокровище оптики» (лат. Opticae thesaurus). Его размышления о природе света, подтвержденные экспериментальными опытами, оказали большое влияние на развитие науки о свете в Европе. Камераобскура нашла свое применение в средневековой Европе в качестве инструмента для астрономических наблюдений за Солнцем. Многие живописцы Возрождения использовали ее для точных контурных зарисовок, хотя не любили распространяться об этом секрете творчества. Есть мнение, что Леонардо да Винчи первым из художников описал принципы камеры обскура в своем «Трактате о живописи».

Леонардо да Винчи

Во время одного из своих выступлений на публике Леонардо да Винчи старался превознести труд живописцев, показав неразрывную связь между художником и наукой. Особое внимание он уделял области оптики. Леонардо подчеркивал превосходство зрения над всеми другими органами чувств — бесконечная красота творений природы раскрывается наилучшим образом через окно души, которым являются глаза человека. А от слуха — рассуждал Леонардо, — меньше пользы, потому что звуки исчезают сразу же после их воспроизведения. Под горячую руку попадает и поэзия:

«И если ты, поэт, изобразишь историю посредством живописи пером, то живописец посредством кисти сделает так, что она будет легче удовлетворять и будет менее скучна для понимания. Выбери поэта, который описал бы красоты женщины ее возлюбленному, и выбери живописца, который изобразил бы ее, — и ты увидишь, куда природа склонит влюбленного судью».

Его умение излагать собственную позицию достойно восхищения. А что, если пофантазировать и представить, как Леонардо да Винчи воспринял бы искусство анимации. Анимация могла бы примирить этот спор, ведь она способна объединить в себе все упомянутое: изображение, звук и поэзию. Мы никогда не узнаем, каким могло бы быть мнение гения на этот счет. Возможно, он бы по достоинству оценил визуальное наслаждение от ожившего изображения в комплексе со звуком, музыкой и повествованием историй. Но вот о чем можно говорить с уверенностью — так это о бесценном вкладе Леонардо в развитие оптики. Науки, имеющей самое прямое отношение к рождению анимации.

Всю свою жизнь величайший из представителей человеческого вида посвятил размытию границ между искусством и наукой. Он умело совмещал книжные знания с экспериментами. Оптикой Леонардо заинтересовался в 1490-х годах, пытаясь отточить свое художественное мастерство. Но, как это случалось с ним и в других областях науки, простое любопытство переросло в серьезную одержимость поисками новых знаний и открытий. Он желал знать подробно, как именно свет, отраженный от предметов, попадает в глаз и обрабатывается мозгом. Поиски знаний привели его к тем самым трудам Ибн альХайсама «Сокровище оптики». Эксперименты, описанные несколько веков назад, попытался повторить и Леонардо да Винчи. В одном из них нужно было подносить иголку все ближе и ближе к одному глазу. Сам да Винчи описывает это следующим образом:

«Если ты поместишь швейную иголку перед зрачком как можно ближе к глазу, то убедишься, что любые предметы, находящиеся позади этой иголки, на сколь угодно большом расстоянии, по-прежнему будут тебе видны. Это оттого, что иголка уже, чем зрачок — отверстие в центре глаза, впускающие свет внутрь, и чем сетчатка — внутренняя оболочка глаза, которая передает световые импульсы мозгу».

Это простое наблюдение хорошо показывает силу научного метода. В Европе было свое представление о технологии получения изображения человеческим глазом. Согласно учениям XV века, лучи света сходятся в одну точку внутри глаза. Леонардо поставил под сомнение научные представления современников. Он рассуждал, что точка — математическое понятие, она безразмерна и не имеет физических свойств в реальном мире:

«Если бы все образы, проникающие в глаз, сходились в математическую точку, которая, как доказано, неделима, — тогда все вещи во Вселенной казались бы нам едиными и неделимыми, но это не так».

Соответственно, чтобы добиться реалистичности в живописи, необходимо учитывать некоторые математические аспекты. Эти рассуждения нашли отражение в его технике рисования. Леонардо опередил своих современников, отказавшись от использования линий-контуров для обозначения форм большинства предметов, заменив их на игру света и тени. В природе нет математически точных границ и краев, а между светом и мраком существует бесконечное число оттенков. Сами точки и линии являются искусственными математическими понятиями, не имеющими реальных примеров в природе. Основываясь на своих наблюдениях, он изобрел новый метод изображения живописных форм, называемый сфумато. При его использовании все очертания делаются туманными и дымчатыми. Детали лица Джоконды — прекрасный образец техники сфумато, особенно тени возле глаз. На это стоит обратить внимание, столкнувшись с работой живописца в следующий раз.

Опыты, ставящие под сомнение научные догмы, заставляют лучшие умы искать новые ответы. Это не значит, что авторы неверных теорий должны быть наказаны за свою слепоту, речь идет о нормальных жизненных циклах развития науки. Новые времена требуют переосмысления старых убеждений. Если хорошенько присмотреться, то в этом можно увидеть бесконечность красоты науки. Леонардо, основываясь на своих наблюдениях, весьма точно предположил — формирование зрительных образов происходит на всей поверхности сетчатки. Это соответствует нынешним представлениям. Конечно, озарение не пришло исследователю просто во время вечерних размышлений. Для изучения анатомии Леонардо множество раз закатывал рукава, чтобы заняться совершенно нетипичным для представителей искусства занятием — вскрытием тел людей и животных. В рассечении глаза он достиг особого мастерства, хотя сперва столкнулся с проблемой. Глазное яблоко при анатомировании теряло внутреннюю жидкость и меняло форму. Чтобы избежать подобных побочных эффектов, Леонардо придумал «рецепт», — опустить глазное яблоко в яичный белок и прокипятить. Такой способ позволял заглянуть внутрь глаза без искажения его формы. Также Леонардо было хорошо известно, что принцип попадания световых лучей в органы зрения аналогичен тому, что мы наблюдали в камереобскура ранее. Следуя аналогии, маленькое отверстие, в которое проникает свет, — это зрачок, а внутренняя стенка с проекцией — это зрительные образы, которые мы получаем. Только один момент ставил гения в тупик — из-за того, что лучи, входящие в отверстие, перекрещивались, картинка внутри камеры принимала перевернутое положение. Если по такому же принципу свет попадает к нам в глаз, то почему мы не видим мир вверх ногами? Эта загадка так ему и не открылась, хотя теория Леонардо на этот счет была довольно изобретательна. Во время рассечения глаза он искал дополнительное отверстие, так сказать «камера-обскура» внутри «камеры-обскура», которая должна была перевернуть картинку в правильное положение. Но ничего подобного найти не удалось. На самом же деле ответ состоит в том, что мы действительно видим мир перевернутым, а наш мозг сам делает поправку во время обработки изображения. Считается, что новорожденные младенцы примерно с 3-й недели начинают в фокусе видеть предметы, и тогда же мозг привыкает автоматически переворачивать изображение.

В науке и экспериментах Леонардо достиг высокого мастерства, и во многом это повлияло на его художественные навыки. Вдохновленный исследованиями теней Аристотеля, он проделал опыты с помощью светильника и предметов разного размера. Проведя множество исследований, он вывел различные виды и подвиды теней: тени, окрашенные светом от соседних предметов, тени, отбрасываемые от нескольких источников света одновременно, тени от мягкого света на закате, тени от света, проходящего сквозь бумагу, и множество других разновидностей. Все свои наблюдения Леонардо записывал в дневники, но главный результат мы можем увидеть в его картинах, известных своим новаторством, благодаря научному подходу художника. К созданию собственных шедевров Леонардо тщательно готовился: делал огромное количество чертежей, демонстрирующих падение света на предметы различной формы, и невероятное множество заметок о видах теней. Глубокое изучение оптики, наблюдения за свойствами света и тени сыграли огромную роль в создании самого знаменитого произведения живописи за всю историю человечества — «Мона Лиза». И чтобы наглядно подтвердить значимость научного влияния оптики на качество работ мастера, достаточно взглянуть на раннюю работу «Портрет Джиневры де Бенчи». Эта картина написана до начала его фундаментальных исследований, и сравнение двух работ явно демонстрирует глубокое понимание света и тени в историческом шедевре «Мона Лиза».

Леонардо да Винчи, как и все гении, добился признания далеко не в первую очередь благодаря таланту. За его достижениями в области искусства, по которым он известен большинству людей, стоит большая научная работа. Леонардо самозабвенно отдавался познанию мира науки, в частности оптики, — не меньше, чем искусству. Он строил свои исследования мира на основании знаний великих умов, проверял все на опытах и выводил новые правила с помощью экспериментов. Да Винчи считают одним из самых ярких примеров универсального человека благодаря значительным практическим результатам во многих областях знаний. Он прославился как живописец, им восхищались как скульптором, его ценили как постановщика театральных представлений и чтили как разностороннего ученого, разбирающегося в оптике, полетах, гидравлике и анатомии. В своих дневниках он оставил невероятно богатое наследие заметок и набросков с различными исследованиями и чертежами. На сегодняшний день уцелело около 7 000 страниц с его анатомическими зарисовками и чертежами, исследования по геологии, архитектуре, гидравлике, геометрии, боевым фортификациям, философии, оптике, технике рисунка. Многие идеи явно опережали свое время и получили реальное воплощение, в той или иной форме, только спустя столетия после смерти гения. Одна из них связана с постановкой театральных выступлений, также занимавших значительное место в жизни Леонардо. Игре теней и света было отведено важную роль в его сценических инновациях. Он уделял особое внимание удивительным возможностям линзы и камеры-обскура. Этот чертеж, как и многие другие, не получил материального воплощения при жизни изобретателя, но спустя несколько столетий широкие массы покорит прибор, очень напоминающий его изобретение и известный под названием «волшебный фонарь».

Волшебный фонарь

Новаторское изобретение из стекла — линза — способствовало популяризации оптики среди широких масс. В 1550 году с использованием линзы было усовершенствовано качество изображения внутри камеры-обскура. Линзы становятся основой изобретения телескопа в 1608 году и микроскопа в 1620 году. Телескоп Галилео Галилея увеличивал предмет в двадцать раз. Это позволило ученому разглядеть кратеры на Луне, хотя раньше считалось, что поверхность спутника Земли идеально гладкая.

Сам же астроном описывал наблюдения так: «Мы пришли к заключению, что поверхность Луны не гладкая, неровная и не в совершенстве сферическая, как полагал целый легион философов, — а, напротив, неровная, шероховатая, с углублениями и возвышенностями».

Телескоп позволял раскрывать тайны не только ближайшего небесного объекта, но и малоизвестных элементов Солнечной системы. Наблюдая за Юпитером, Галилео, к своему удивлению и восторгу, обнаружил, что тот является обладателем собственных Лун. Всматриваясь одним глазом в окуляр телескопа, он обнаружил не один, как у нашей планеты, а целых четыре спутника. Галилео называл их «Методическими звездами» и присвоил каждому порядковый номер. Сегодня эти спутники Юпитера известны нам под именами Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

Оптика и теория света, если можно так сказать, становятся суперзвездами в ученых кругах. Изучение глубины человеческого зрения и широты небесного пространства манила многие пытливые умы XVII века. Простые люди также с интересом присматриваются к удивительным изобретениям — они приобрели особую популярность в качестве развлечений для высшего и развивающегося среднего класса. К примеру, микроскоп считался игрушкой на протяжении сотни лет, прежде чем стал инструментом в руках ученых. И это создавало вполне благоприятные условия для возникновения новых оптических изобретений и открытий: с одной стороны, большой интерес научного сообщества, а с другой — любопытство непосвященных граждан. Должно было родиться что-то интересное.

Нидерландский механик, физик, математик и астроном Христиан Гюйгенс увидел новые возможности в старой доброй камере обскура. Ему удалось, так сказать, вывернуть наизнанку возможности волшебной комнаты. Изобретение Гюйгенса было значительно меньше по размеру и представляло собой вполне транспортабельную коробку с отверстием для линзы. Источник света находился внутри — в первых прототипах это была обычная свеча, заключенная в коробку. Таким образом, свет, проходя сквозь линзу, фокусировался на стене за пределами коробки. И теперь самое интересное: между линзой и источником света вставлялась стеклянная пластина с заранее нарисованными изображениями. Благодаря такой конструкции картинка с небольшого слайда проецировалась на стену, увеличенная в несколько раз. Это было подобно магии, и имя изобретению Гюйгенса дали соответствующее — Волшебный фонарь. А особо впечатлительные называли его Фонарем Смерти из-за популярности жутких изображений, проекции которых смотрелись очень реалистично. Но еще страшнее становилось, когда изображения оживали, начинали двигаться, — этого зритель никак не ожидал, он ведь привык, что картинки могут быть только статичными. А теперь представьте огромный скелет, неожиданно возникший на стене из свечения небольшой коробки. И вдруг он берет и отрывает себе голову, точнее сказать — череп. Это не больные фантазии — такая композиция действительно существовала. Безумный скелет является самым старым задокументированным слайдом Волшебного фонаря и датируется 1659 годом.

Эффект оживления картинки достигался с помощью некоторых дополнительных ухищрений в конструкции Волшебного фонаря. Чтобы заставить изображение двигаться, использовали два стеклянных слайда, спроектированных вместе — один со стационарной частью изображения, а другой — с частью, которую можно было двигать вручную или с помощью простого механизма. Перемещение слайдов в основном ограничивалось двумя фазами. Эти ограничения давали возможность оживить исключительно композиции с повторяющимися движениями — например, дети, катающиеся на качелях, или вращение ветряных мельниц. Такие манипуляции можно повторять снова и снова, меняя только скорость. Разнообразить проецируемые изображения можно было и перемещением самого Волшебного фонаря. Например, на стене изображали статичную дорогу, а в фонарь помещали слайд с повозкой и, передвигая его, создавали иллюзию движения повозки по дороге. Позднее появились более сложные конструкции, а количество фаз увеличилось до трех и больше. Принцип работы Волшебного фонаря очень напоминает современный проектор. А все его технические ухищрения создавались ради того, чтобы заставить статичные изображения двигаться. Можно ли это назвать первыми технологиями анимации возрастом около 400 лет? Может быть, да, а может, и нет, — лучше пусть каждый ответит на этот вопрос для себя.

Изначально Волшебный фонарь развлекал знать. Самые ранние упоминания и иллюстрации с изображением Фонаря свидетельствуют, что его предназначением было пугать аудиторию. Люди того времени, так же, как и мы сейчас, любили пощекотать себе нервишки различными страшилками. Напугать неподготовленного зрителя с особой жестокостью можно было спрятав Фонарь ужаса в темной части комнаты. Эффект неожиданности от того, что стена вдруг превращалась в сборище чудовищ, просто сбивал с ног несчастную жертву. А учитывая, что в опыте людей еще не было ничего подобного, страшно представить, какие объяснения такому феномену приходили в голову несчастным. Эту технологию довольно быстро взяла на вооружение церковь, чтобы добавить убедительности своим описаниям жутких последствий грешной жизни. В одном из первых словарей французского языка Волшебный фонарь описывается следующим образом: «Маленькая машина, которая показывает в темноте на белой стене различных призраков и страшных чудовищ; тот, кто не знает секрета, думает, что это делается с помощью магического искусства».

К счастью, со временем нашлись и другие применения для Волшебного фонаря. Постепенно популярность устройства росла — позволить себе такую роскошь теперь могли и представители среднего класса. Начались различные эксперименты с другими возможностями для оптических иллюзий. Волшебный фонарь стали использовать в образовательной сфере — с его помощью можно было показать редкие виды растений и животных, корабли разных форм, пейзажи из дальних стран, изображения неба со звездами и кометами. При выступлении на публике такие предметы было сложно нарисовать на доске — гораздо проще использовать заранее заготовленные небольшие пластины, помещаемые в Волшебный фонарь. Они проектировались на доску перед большой аудиторией и приковывали к себе внимание зрителей. Это сильно изменило публичные выступления и лекции — смекалистые ораторы быстро почувствовали силу визуального помощника. Волшебные фонари совершенствовались на протяжении многих лет и верно служили тем, кто говорил от имени науки.

Изобретение, служившее верой и правдой научному миру, заняло свое почетное место в истории, как и изобретатель Волшебного фонаря — Христиан Гюйгенс. Среди современников он был одним из самых плодовитых ученых. На его счету значительный вклад в оптику, молекулярную физику, астрономию, геометрию, часовое дело. Открыл кольца Сатурна и Титан (спутник Сатурна). Изобрел первую практически применимую модель часов с маятником. Положил начало волновой оптике. Один из основоположников теоретической механики и теории вероятностей. Только некоторые из достижений Гюйгенса имеют отношение к анимации, но даже из такого краткого перечня можно оценить масштаб этого исследователя, сделавшего вклад в развитие оптики и оживающих изображений. Его имя не так часто оказывается на слуху у широкой публики, как имена предыдущих наших героев, но дальше мы будем говорить об ученом, чьи достижения известны каждому. И, к слову, книги, написанные Христианом Гюйгенсом, стали настольными для этого гения.

Исаак Ньютон

Представление Аристотеля о природе света доминировало в Европе на протяжении многих веков. Потому-то в учебных заведениях не уделялось должного внимания другим исследованиям. Переломный момент наступил с выходом на научную арену величайшего ума 48 всех времен — Исаака Ньютона. С учением Аристотеля он познакомился в Тринити колледже. И стоит отметить, что юный студент был недоволен расписанием занятий, состоявших в основном из изучения работ древнегреческих философов. Молодой ум жаждал свежих идей, но образование того времени было крайне консервативным. Такой важный аспект обучения и исследований, как опыты, не пользовались популярностью у интеллектуальной элиты. Ньютон же имел другое мнение на этот счет и все знания, получаемые в колледже, он пытался проверить на практике. Исаак предпочитал делать выводы из опытов, а не выводить умозаключения из теоретических принципов. Юный студент начал самостоятельную научную деятельность и составил список из 45 неразрешенных вопросов о природе. Сегодня Исаак Ньютон наиболее известен широкой публике благодаря своим открытиям в области гравитации, но его первым серьезным увлечением была оптика. Еще в раннем возрасте его интересовало, как белый свет превращается в богатое разнообразие цветов. Из-за своей одержимости знаниями во время проведения опытов он не раз создавал ситуации, опасные для жизни и здоровья. Подобно Аристотелю, он смотрел на Солнце, пытаясь понять природу света, за что чуть не поплатился зрением. Ньютону не нравилась догма, гласящая, что свет спускается с небес в чистом первозданном виде — он белого цвета, — а уже здесь окрашивается, «загрязняясь» земными веществами. Используя стеклянную призму, Ньютон поставил опыт и открыл нечто, что он сам назвал удивительным феноменом света. Ученый закрылся в абсолютно темной комнате с маленьким отверстием для одного единственного луча света снаружи. Свет проходил сквозь установленную призму и отбрасывал на стену спектр цветов. О том, что луч света, проходя сквозь призму, создавал эффект радуги, знали и раньше. Затем Ньютон взял картонку и проделал крошечную дырочку, сквозь которую пропустил уже только один цвет — красный — из полученного призмой спектра. После этого пропустил красный луч сквозь вторую призму и увидел интересную особенность, опровергающую тогдашние представления оптики. Красный свет не разложился на оттенки — он так и оставался красным. Этот эксперимент доказал, что белый свет — это комбинация цветов. Открытие показало юному ученому, что ему под силу самостоятельно раздвигать установленные обществом научные границы.

Кстати, чтобы визуально соединить все цвета в белый, можно воспользоваться простенькой конструкцией, описанной даже в школьных учебниках по физике — она называется диск Ньютона. Визуально прибор напоминает цветную пиццу, каждый кусочек которой окрашен в однотонный цвет. При быстром вращении все цвета сольются в один — белый. Форма и принцип работы диска очень напоминают первый анимационный аппарат, создатель которого вдохновлялся работами Исаака Ньютона. Но об этом поговорим в следующей главе, а пока что подведем небольшой итог. Мы промчались сквозь века, останавливаясь буквально на мгновение в различных эпохах. Было важно это сделать, чтобы увидеть, как формировался научный фундамент оптики. Возможно, вся научная основа, ставшая фундаментом для появления анимации, начиналась с философского трактата Аристотеля De Anima. Главной темой его размышлений была душа. Она тесно переплеталась с рассуждениями о свойствах света, отсюда и начала свой путь оптика. Ее развитие продолжалось тысячи лет. Жажда постичь тайны света и человеческого зрения толкала величайшие умы всех времен к новым открытиям. Аристотель, Ибн альХайсам, Леонардо да Винчи, Галилео Галилей, Христиан Гюйгенс, Исаак Ньютон и многие другие не боялись сложных вопросов, вызовов общественным догмам и изнурительных поисков. Но никто из них даже не догадывался, что их научные труды приведут к рождению искусства оживления изображений. Они просто пытались раскрыть тайны нашего с вами мира. И в этом вся красота науки — никогда не знаешь, к чему приведут твои исследования. Анимация всего лишь одно из следствий череды открытий, и никто не знает, что еще может принести в этот мир свет просвещения. Невероятно приятно осознавать, что так много великих личностей сделали свой вклад в появление анимации путем развития науки. А теперь давайте наконец разберемся, как оптика сделала возможным оживление статичных изображений.