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.

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.

Современная анимация – это развлечение. Мультипликация, компьютерные игры, спецэффекты в кинематографе и другие подобные продукты работают на повышение уровня эндорфинов – гормонов счастья – в крови. И каковы бы ни были биологические и научные предпосылки возникновения анимации, рано или поздно в истории должен был наступить момент, когда движущиеся картинки начнут привлекать широкие массы как источник веселья. Анимация не всегда имела привычную для нас форму – десятки различных способов создавать анимацию появились, когда еще не существовало ни кинематографа, ни фотоаппаратов. История анимации напоминает цикл развития бабочки – наблюдая грациозное порхание ярких крыльев, интересно вспомнить, что когда-то это была неуклюжая гусеница. Веками различные устройства с удивительными формами и принципами работы забавляли людей оживающими картинами. Благодаря особенностям нашего зрения, мир открывает перед нами множество способов создать оптическую иллюзию, воспринимаемую нашим мозгом как реальное движение. Возможно, одни из самых первых наблюдений этого эффекта стали доступны благодаря тауматропу. Если попытаться перевести это слово с греческого, получится что-то вроде «чудовращалка». Прибор представлял собой вырезанный картонный круг с двумя разными изображениями на противоположных сторонах. По бокам – пара отверстий, в которые продеты веревки; натягивая их, можно заставить кружок быстро вращаться вокруг своей оси. И начинается магия – когда диск вращается с большой скоростью, в нашем восприятии два рисунка сливаются, создавая третий. Например, если с одной стороны изобразить вазу, а с другой цветы – быстрое вращение диска создаст оптическую иллюзию, и зритель увидит цветы в вазе.

Сам по себе этот дивный предмет имеет забавную историю. Согласно одной из версий, тауматроп появился из-за обычного спора между друзьями. Один астроном бросил вызов приятелю – со всей уверенностью он заявил, что способен показать сразу обе стороны одной монеты. Несчастный оппонент пытался найти отгадку, рассматривая золотой шиллинг в отражении зеркала. Интуиция подсказывала, что решение кроется где-то там, но оказалось, что в этот раз шестое чувство подвело. Астроном поставил монету ребром на стол и предложил оппоненту опустить голову таким образом, чтобы глаза оказались на одном уровне с монеткой. Стоило быстрым движением заставить ее вращаться вокруг своей оси, как обе ее стороны становились видны одновременно. Эффектный фокус быстро стал популярным, и особенно впечатлил еще одну выдающуюся личность – геолога Генри Фиттона, который тоже решил немного поэкспериментировать. Он задумался о том, что получится, если проделать подобный трюк с рисованными изображениями. За основу экспериментатор взял диск, нарисовав на одной стороне попугая, а на другой – клетку. Старый трюк пришлось немного усовершенствовать, ведь картон не получится так раскрутить на столе, как монетку. Фиттон проделал отверстия по бокам и продел в них нитки швейного шелка таким образом, чтобы можно было, натягивая нити, быстро раскручивать диск. «Магическое» вращение создавало иллюзию, будто птица оказывается за железными прутьями клетки. Создав еще несколько эскизов, друзья позабавились – и забыли об этом, пока не услышали о чудесном изобретении одного доктора философии. Джон Айртон Пэрис узнал про модернизацию забавного фокуса в 1824 году, но сразу усмотрел в этом не развлечение, а научную составляющую. Пэрис использовал тауматроп, чтобы продемонстрировать Королевскому колледжу врачей в Лондоне свои исследования в области инерции зрения – способности глаза соединять быстро сменяющиеся изображения в одно. Это вызвало любопытство среди коллег и воодушевило Джона продолжить работу в этом направлении. Еще глубже он раскрыл тему, описав феномен тауматропа с научной точки зрения в своей книге «Philosophy in Sport made Science». Заинтересованность окружения Пэриса была достаточно высока, и это навело его на мысль о коммерческих перспективах «чудовращалки». Чтобы привлечь интерес широких масс, тауматроп ни в коем случае не мог быть представлен как научный инструмент для демонстрации свойств зрения. И он был представлен как игрушка. Пэрис разработал целый набор, который продавался в двух вариантах комплектации: 12 или 18 штук. И для каждого варианта был разработан оригинальный дизайн с юмористическим или политическим подтекстом. Диковинка стоила недешево: семь шиллингов за маленькую коробочку или десять шиллингов и шесть пенсов за большую. А 10 шиллингов – это была недельная зарплата среднестатистического рабочего. Многих покупателей возмущала высокая цена, к тому же любой умелец с художественными навыками мог без особого труда скопировать конструкцию, и очень скоро рынок заполонили дешевые подделки. Доктор Пэрис заявлял, что ему удалось заработать на коммерческих продажах всего 150 фунтов, которые он потратил на образование. На сегодняшний день сохранился лишь один экземпляр оригинального тауматропа доктора Пэриса, из набора под номером 8. На одной стороне изображен мальчик, а на другой злая собака, выскакивающая из будки, и надпись к изображению, гласящая:

Сконструировать тауматроп не слишком сложно. Поэтому можно предположить, что вдохновитель Пэриса не был первым создателем этой анимационной игрушки в истории человечества. Вполне вероятно, что подобные приспособления могли появляться в более ранние времена и в других уголках планеты. В 2012 году многие издания писали под громкими заголовками о находке в пещере Шове, уже знакомой нам по первой главе, – хранительнице первых наскальных анимаций. Найден был диск, вырезанный из кости, с изображениями двух фаз движения животного – по одной с каждой стороны. Да, очень напоминает логику создания тауматропа. Но, боюсь, сведений недостаточно, чтобы приписать найденному артефакту предназначение «чудовращалки» – нельзя только из-за внешней схожести с тауматропом утверждать, что древние люди вертели этот диск, чтобы увидеть анимацию. (Впрочем, ради красивого заголовка и не такие спекуляции идут в ход.) Как бы там ни было, и без учета этой загадочной находки древние художники оставили нам много интересного. А в наших исследованиях мы всё-таки будем максимально придерживаться достоверных фактов. Тем более, что у тауматропа еще остался один козырь в рукаве, который может превзойти наши самые смелые ожидания.

Многие знают тауматроп как простейшее устройство, демонстрирующее эффект инерции зрения. Но мало кто слышал, что есть еще один, необычный вариант его конструкции. И что он способен показывать не просто анимированную картинку, а, благодаря некоторой особенности, создавать иллюзию трехмерности изображения. Этот эффект был описан в научной работе пионера фотографии Антуана Клоде, датируемой 1867 годом. В своих трудах Клоде рассматривает свойства бинокулярного зрения. Несмотря на то, что изображение предметов на сетчатках глаз двухмерное, человек видит мир трехмерным. Мозг получает две немного отличающиеся картинки, которые поступают от каждого глаза по отдельности, и соединяет их в одно объемное изображение. Лучше всего этот эффект срабатывает при рассматривании близких объектов, расстояние до которых сравнимо с расстоянием между глазами. Собственно говоря, бинокулярное зрение – ответ на вопрос, почему у человека два глаза. Но возникает еще один вопрос – можно ли заставить человеческий глаз воспринимать нарисованное двухмерное изображение как объемное. Один из самых ранних ответов можно найти в научной работе Антуана Клоде «Новый факт, связанный с бинокулярным зрением». Клоде предлагает провести необычный эксперимент с тауматропом. Но если взять обычный тонкий картон, опыт не удастся – толщина диска должна составлять несколько миллиметров. Это условие очень важно соблюсти в эксперименте. Вместо изображения ученый использует слово – Victoria. Похоже, что выбор на это имя пал не случайно, ведь именно королева Виктория назначила его официальным королевским фотографом и к тому же вручила награду за достижения в области фотографии. Согласно инструкции Клоде, на одну сторону диска необходимо нанести буквы слова в такой последовательности: 1, 3, 5, 7, а на другую – 2, 4, 6, 8.