- Môi trường trình chiếu phim analog đang xuống cấp do thiết bị cũ kỹ và thiếu linh kiện
- Nhóm LaborBerlin đang hướng tới phát triển một máy chiếu 16mm mô-đun, dựa trên mã nguồn mở
- Sau khi thử nghiệm nguồn sáng LED và hệ thống làm mát, họ đã giải quyết vấn đề độ sáng và nhiệt, kết hợp LED 800W với làm mát bằng nước
- Sau khi tháo rời và phân tích nhiều máy chiếu hiện có, họ đã chọn mẫu Eiki RT làm đối tượng cải tạo
- Nguyên mẫu thế hệ 1 đã được giới thiệu tại lễ hội ALUD, trình diễn độ sáng cao hơn và nhiều tính năng hơn, nhưng cũng ghi nhận hiện tượng nhấp nháy và các vấn đề cơ khí
Bối cảnh dự án
- Các nghệ sĩ trên toàn thế giới vẫn tiếp tục làm việc với phim celluloid, nhưng môi trường trình chiếu đang trở nên bất ổn do thiết bị cũ kỹ, khó sửa chữa
- Đặc biệt, các bộ phận cơ khí đã lão hóa của máy chiếu phim đôi khi còn gây hư hại cho phim, và chiếc máy chiếu 16mm thương mại cuối cùng được sản xuất vào thập niên 1990
- Nghệ sĩ, kho lưu trữ và người chiếu phim đều buộc phải sử dụng những thiết bị rất cũ, có thể truy ngược về tận những năm 1950–1960
- Việc các nhà sản xuất máy chiếu biến mất, linh kiện ngày càng hiếm và thiếu nhân lực bảo trì càng làm tình hình trầm trọng hơn, trong khi máy chiếu vintage không đáp ứng được nhu cầu của nghệ thuật điện ảnh hiện đại mở rộng
- Cuộc cách mạng số đang khiến trải nghiệm trình chiếu phim analog dần biến mất, và sự lão hóa thiết bị đang đẩy nhanh quá trình này
Tổng quan dự án
- Mục tiêu là phát triển một máy chiếu phim 16mm tối tân, dạng mô-đun chỉ bằng công nghệ mã nguồn mở và các phụ tùng thay thế phổ thông (có thể in 3D)
- Các thành phần cơ khí cốt lõi của máy chiếu hiện có (cơ cấu claw, bánh shutter, hệ thống kéo phim) đã được tối ưu hóa rất cao nên việc thiết kế lại là không hiệu quả
- Vì vậy, họ quyết định xây dựng máy chiếu mới dựa trên cơ cấu của các máy chiếu hiện có, vốn dễ kiếm hơn
- Thiết kế được chọn tương thích với các ống kính máy chiếu vẫn còn lưu thông trên toàn cầu (Eiki, Bauer, Bell & Howell, Hokushin, v.v.)
- Hướng đến một thiết bị phản ánh nhu cầu hiện đại của nghệ sĩ, kho lưu trữ và người chiếu phim
Đặc điểm kỹ thuật (danh sách mong muốn)
Thiết kế
- Cấu trúc mô-đun
- Dựa trên công nghệ mã nguồn mở
- Sử dụng linh kiện phổ thông có thể in 3D
- Có tính đến khả năng điều chỉnh độ cao/độ nghiêng và tính di động
- Tùy chọn chiếu định dạng dọc (xoay 90°, lăng kính, v.v.)
Nguồn điện · nguồn sáng
- Nguồn sáng LED độ sáng cao/có thể điều chỉnh độ sáng
- Điều chỉnh nhiệt độ màu (phù hợp với nhiều loại bản in)
- Shutter kỹ thuật số (điều chỉnh nhấp nháy)
Định dạng phim
- 16mm, Super-16, Ultra-16, open gate (chuyển mặt nạ)
- Giữ nét ổn định cho cả phim print và reversal
- Tùy chọn thay sprocket cho phim khổ thu nhỏ
Quang học
- Ống kính zoom dải rộng 25~150mm
- Adapter tương thích với ống kính của nhiều hãng
- Lấy nét bằng worm gear, giá đỡ ống kính anamorphic, giá đỡ cho Elmo Viewer Type 100
Truyền động
- Crystal sync 12~30FPS, chuyển tốc độ thủ công
- Tốc độ bánh shutter độc lập với FPS, bộ đếm khung hình kỹ thuật số, ghi nhớ điểm vào/ra
- Tua ngược tốc độ cao hai chiều
Âm thanh
- Xuất âm thanh quang học/từ tính, đầu vào micro, jack tai nghe
- Tích hợp đồng bộ âm thanh số
Kết nối
- Đồng bộ âm thanh số, video, MIDI
- Đồng bộ nhiều máy chiếu với nhau, chuyển master/slave
- Điều khiển từ xa (IR, cáp, Bluetooth)
- Tùy chọn sẵn sàng cho telecine
Tiến độ PHASE I (tháng 3/2023)
- Dự án đã được triển khai trong 2,5 năm, với kế hoạch công bố nguyên mẫu tại "Back To The Future Festival" ở Rotterdam vào tháng 9/2025
- Ở giai đoạn đầu, nhóm 2 người đã tháo rời 4 loại máy chiếu 16mm để khảo sát hệ cơ khí phù hợp cho phát triển
- Họ xác định 3 mảng phát triển gồm nguồn sáng, vận chuyển phim và phần điện tử, đồng thời lên kế hoạch hợp tác với chuyên gia bên ngoài
- Các hướng phát triển tiếp theo được xác định:
- Phương án A: hệ thống nâng cấp tương thích với nhiều máy chiếu
- Phương án B: hệ thống nâng cấp chuyên biệt cho một mẫu máy
- Phương án C: phát triển bộ kit DIY để ai cũng có thể lắp ráp bằng in 3D, v.v.
- Sau khi chốt hướng đi, nhóm dự kiến tuyển chuyên gia điện cơ, hợp tác với cộng đồng trực tuyến và hoàn thiện nguyên mẫu cùng nhà thiết kế công nghiệp
Tháo rời và phân tích máy chiếu
- Siemens 2000: phổ biến ở châu Âu, kết cấu chắc chắn, tương thích ống kính Eiki/Bauer, lấy nét chính xác, nhưng có nhược điểm là claw khác thường và bánh răng bakelite
- Kodak Pageant: phổ biến ở Mỹ, kết cấu đơn giản, không có chức năng lấy nét, không dùng được ống kính Eiki/Bauer, cần thay dây đai để chuyển 18/24FPS
- Hokushin SC-10: dễ kiếm ở Hà Lan và Nhật Bản, tương thích ống kính tốt, nhưng có nhiều chi tiết nhựa và không gian vỏ máy chật
- nac Analysis Projector: tương thích ống kính B&H, phát tiến/lùi/still, có bộ đếm khung hình, nhưng ồn, nặng và hiếm trên toàn cầu
- Eiki RT2: được phân phối tốt trên toàn thế giới, có đủ không gian để mở rộng/cải tạo kết cấu, nhưng giá cao và một số linh kiện có vấn đề về độ tin cậy
Tiến triển dự án (tháng 2/2024)
- Họ cần một nguồn LED độ sáng cao có thể thay thế bóng halogen 24V 250W, nên đã thử nghiệm LED nhiều mức công suất khác nhau (200~800W)
- Trên máy chiếu Bell & Howell 16mm, họ tháo giá đỡ ống kính/gate và đặt LED gần gate để đo điện áp, độ sáng và nhiệt độ
- Khi dùng bộ làm mát bằng không khí, nhiệt độ tăng nhanh (60°C, chạm ngưỡng khuyến nghị của nhà sản xuất) nên bị hạn chế về quang thông
- Sau đó họ áp dụng bộ làm mát bằng nước (AIO water cooling), đạt độ sáng gấp đôi halogen với LED 800W mà không gặp vấn đề quá nhiệt ngay cả ở công suất cao
Thử nghiệm LED mật độ cao (8~12/2023)
- Hiệu năng của từng LED được đo theo nhiều tiêu chí như dòng điện, điện áp, nhiệt độ và độ rọi (Lux)
- Thử nghiệm làm mát bằng không khí: cả LED 200W/400W/800W đều gặp giới hạn do nhiệt độ tăng mạnh khi duy trì đầu ra cao trong thời gian dài
- Thử nghiệm làm mát bằng nước (AIO): LED 800W, 600W, 400W đều cho độ sáng cao hơn nhiều (tối đa 22.000 Lux, gấp đôi halogen) và kiểm soát nhiệt độ ổn định
Tiến triển dự án (tháng 5/2024)
- Cần áp dụng LED 800W và bộ làm mát vào một máy chiếu đang hoạt động thực tế
- Họ chọn mẫu Eiki RT làm nền tảng cải tạo nhờ không gian bên trong, độ bền, tính dễ cải tạo và mức độ phổ biến rộng
- Trước tiên, họ chỉ thay đèn và động cơ của máy chiếu để xác nhận cải thiện chức năng, còn việc mô-đun hóa hoặc thiết kế mới được để lại cho giai đoạn sau
- Họ mời Jan Kulka (Praha) gia nhập nhóm để phát triển nguyên mẫu, nhờ kinh nghiệm phong phú về thiết kế mô-đun và cải tạo
- Tại cuộc họp phát triển ở Berlin tháng 4/2024, nhóm ưu tiên thay động cơ và lắp đèn LED nhấp nháy kỹ thuật số
Nguyên mẫu thế hệ 1 (LED 800W, làm mát bằng nước, FPS biến thiên, shutter kỹ thuật số)
- Jan Kulka dẫn dắt phần kỹ thuật và tiến hành cải tạo Eiki RT-2
- Máy được thiết kế để có thể chiếu phim 16mm ở tốc độ khung hình biến thiên 0~30FPS
- Kết hợp làm mát nước AiO và LED 800W để ngăn quá nhiệt/hư hại phim
- Thay shutter cơ học bằng phương thức nhấp nháy kỹ thuật số
- Theo nguyên tắc mã nguồn mở, họ áp dụng hệ thống phần mềm/động cơ/virtual shutter dựa trên mã thiết kế từ dự án Wandering Device của Mire (Nantes, Pháp)
- Kết cấu có thể tái tạo mà không cần dụng cụ chuyên dụng (chủ yếu gia công nhôm theo yêu cầu, không dùng máy in 3D)
- Các cải tạo chính:
- Loại bỏ hàng loạt linh kiện gốc (shutter, nguồn, động cơ, quạt, toàn bộ bo mạch điện tử, v.v.)
- Nguồn sáng LED mới, động cơ, bộ nguồn, bo điều khiển, bo âm thanh (âm thanh quang học)
- Động cơ: hệ thống brushless Quicrun Fusion SE, điều khiển chính xác bằng nam châm neodymium/bộ mã hóa từ tính
- Điều khiển: dùng ESP-Wroom-32 để bật/tắt LED qua Mosfet (đóng vai trò shutter điện tử), điều chỉnh độ sáng/điều khiển động cơ bằng tín hiệu PWM
Vòng phản hồi – lễ hội ALUD tháng 10/2024 (Barcelona)
- ALUD #4 là nơi nguyên mẫu thế hệ 1 được công bố và so sánh thực tế (chiếu cùng một cuộn phim bằng máy chiếu halogen 250W hiện có)
- Độ sáng: nguyên mẫu cho hình chiếu sáng hơn hẳn so với máy chiếu truyền thống
- Màu sắc: LED 800W có CRI thấp ở mức 70, nhưng khi trình chiếu vẫn cho độ bão hòa và độ sống động đủ tốt
- Chức năng: toàn bộ cơ chế truyền động biến thiên đều hoạt động bình thường
- Hệ quang học: hiện vẫn dùng thấu kính condenser tạm thời, về sau cần chuẩn hóa để ai cũng có thể tái tạo
- Vấn đề cơ khí: phim nối bằng băng keo và cuộn phim vintage di chuyển kém, tinh chỉnh claw chưa đủ tốt, dự kiến sẽ kèm hướng dẫn khắc phục trong bản công bố cuối cùng
- Vấn đề nhấp nháy: ở độ sáng cao, hiện tượng nhấp nháy trong hình chiếu rất rõ, và nghiêm trọng hơn hẳn khi so với máy chiếu halogen
- Thảo luận nguyên nhân:
- Có thể do mạch điện tử Mosfet, cần kiểm tra tín hiệu bằng oscilloscope
- Vấn đề đồng bộ giữa động cơ claw và nhấp nháy LED (vị trí nam châm dịch chuyển nhẹ trong quá trình vận chuyển)
- Có thể do độ sáng vượt ngưỡng nên hiện tượng nhấp nháy trở nên dễ nhận thấy hơn
Kết luận
- Việc phát triển máy chiếu 16mm mã nguồn mở, mô-đun sẽ hiện đại hóa môi trường trình chiếu phim cũ kỹ và góp phần lan rộng văn hóa phát triển cộng tác với tính phổ dụng và dễ cải tạo
- Việc kết hợp độ sáng cao, thay đổi tốc độ và các chức năng số (shutter, sync, v.v.) hướng đến một trải nghiệm trình chiếu mới đáp ứng cả nhu cầu nghệ thuật lẫn lưu trữ
- Trong khi liên tục cải thiện các vấn đề như nhấp nháy và lỗi cơ khí, nhóm đang chia sẻ thông tin và kỹ thuật với cộng đồng để ai cũng có thể chế tạo hoặc cải tạo
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Là cựu nhân viên chiếu phim 35mm, người này chia sẻ rằng thời còn là sinh viên cũng từng vận hành máy chiếu và máy quay 16mm. Họ ấn tượng khi mọi người vẫn còn quan tâm đến loại hình này và cố gắng giải quyết nhiều vấn đề khác nhau. Các đề xuất như dùng LED có thể điều chỉnh độ sáng và linh kiện mã nguồn mở/in 3D đặc biệt gây chú ý. Họ đồng tình rằng các cơ chế cốt lõi của máy chiếu truyền thống (cơ cấu claw, bánh xe màn trập, cơ chế kéo phim...) đã được thiết kế đủ tốt từ lâu nên không nhất thiết phải làm lại. Tuy nhiên, họ cho rằng danh sách dài các thông số kỹ thuật mới phía sau sẽ khiến dự án phức tạp hơn rất nhiều. Định dạng 16mm/35mm đang dần biến mất, và số lượng bản in cũng giảm dần mỗi năm do phim bị lão hóa, thất lạc hoặc hư hỏng. Một số tính năng kỹ thuật, chẳng hạn điều chỉnh thủ công tốc độ khung hình từ 1 đến 30 FPS, là thị trường ngách chỉ một nhóm cực nhỏ người đam mê mới cần, nên họ nghi ngờ có bao nhiêu nghệ sĩ thực sự muốn phát bản in 16mm ở 0,75 FPS. Họ cho rằng sẽ thực tế hơn nếu cắt giảm mạnh tính năng và tập trung làm một máy chiếu tối giản dựa trên mã nguồn mở, trung thành với phim quang học 16mm và hỗ trợ phần lớn lượng phim tồn kho hiện có. Có thể tham khảo các ví dụ trước đây về máy chiếu phim nhựa đơn giản, chi phí thấp từng tồn tại cho phim Super 8 (giới thiệu về phim Super 8). Nếu muốn thêm các tính năng khó, họ đề xuất nên tập trung vào tính hữu dụng với nhiều người hơn. Ví dụ như công cụ để đánh giá an toàn chất lượng bản in trước buổi chiếu, hoặc thiết bị có thể làm sạch những cuộn phim bị bỏ trong tầng hầm suốt 30 năm.
Người này từng làm nhân viên chiếu phim ở rạp địa phương khi còn ở độ tuổi 20, và nhớ lại cảm giác thỏa mãn lẫn hoài niệm khi làm việc với những cỗ máy cũ. Việc mọi rạp đều chuyển sang máy chiếu số diễn ra ngay sau khi họ nghỉ việc. Họ luôn thấy những nỗ lực hồi sinh phương tiện này theo cách như vậy là rất tuyệt.
Họ thấy thú vị khi chất liệu phim lại có khả năng giữ màu tốt hơn các máy chiếu cũ. Trước đây họ chưa từng nghĩ đến nguyên nhân khiến màu trong các buổi chiếu phim 16mm cũ bị phai, và chỉ đơn giản cho rằng đó là do tình trạng bản ghi.
Là kỹ sư embedded và lớn lên trong văn hóa rạp chiếu phim nghệ thuật tại Berlin, họ cho rằng đây là một nỗ lực tuyệt vời đến mức nếu biết đến dự án này từ 2 năm trước thì chắc chắn đã muốn tham gia.
Vì đang sở hữu khá nhiều phim 8mm và 16mm, họ kỳ vọng đây sẽ là bước thử đầu tiên để chuyển sang máy quét phim mã nguồn mở. Họ thấy đây là một dự án rất hào hứng.
Giới thiệu máy quét phim mã nguồn mở Kinograph
Máy quét phim 8mm quá phổ biến đến mức có thể mua ở cả Walmart. Trên YouTube cũng có rất nhiều hướng dẫn DIY để tự làm máy quét phim. Máy quét không cần chạy nhanh và cũng không cần cơ cấu pulldown nên cấu trúc đơn giản hơn.
Cần thận trọng khi dùng tản nhiệt CPU AIO cho máy chiếu hoặc mục đích khác. Do cấu trúc kín nên có thể xảy ra bay hơi và lọt khí, khiến lượng dung dịch làm mát giảm dần theo thời gian. Việc châm thêm cũng khó. Ngoài ra, hướng của radiator cũng rất quan trọng. Để tránh bọt khí bị hút vào bơm, họ khuyến nghị đặt cổng vào/ra của radiator ở phía dưới, còn phần không gian nơi bọt khí tích tụ thì ở phía trên. Dù còn có ý kiến khác nhau, việc dùng hơn 800W trên radiator 2 quạt là không đủ trong môi trường vốn đã nóng. Nếu là CPU 800W thì họ khuyên dùng quạt mạnh hơn nhiều hoặc radiator lớn gấp đôi.
Họ thấy lạ khi cần tới LED 800W để đạt độ sáng gấp đôi bóng halogen 250W. Bình thường LED hiệu quả hơn halogen rất nhiều nên điều này nghe có vẻ bất thường.
Tôi cũng thấy lạ. Một máy chiếu mà 1kW điện cuối cùng lại biến hết thành nhiệt thì khó có thể là câu trả lời. Vấn đề là lựa chọn mảng COB LED. Về lý thuyết nó cho rất nhiều ánh sáng, nhưng lại không phải nguồn sáng điểm nên phát sinh vấn đề. Trong máy chiếu rạp, ít nhất khoảng 10 năm trước người ta đã dùng nguồn laser (không có speckle, có lẽ là pumped phosphor?) hoặc bóng xenon đắt tiền. Tôi cũng từng thấy đèn pha ô tô tạo nguồn sáng điểm bằng cách tách phosphor khỏi UV LED. Không rõ điều đó sẽ được tái tạo trong mã nguồn mở như thế nào. Trong ngành đèn LED studio, đôi khi người ta còn dùng thanh trộn ánh sáng bằng thủy tinh. Ý tưởng là đưa ánh sáng từ nhiều LED vào một thanh thủy tinh để tạo ra ánh sáng đồng đều. Tuy nhiên cách này nhằm cải thiện chỉ số hoàn màu (CRI) hơn là độ sáng.
Nguyên nhân là các ràng buộc quang học chỉ máy chiếu mới có. LED hiệu quả hơn halogen trong việc biến điện thành ánh sáng, nhưng lại phát sáng theo mọi hướng nên cần hệ thống hội tụ phức tạp. Trong quá trình đó mất đi một lượng ánh sáng đáng kể. Trong khi đó, halogen có thể dùng gương phản xạ parabol để đưa phần lớn ánh sáng vào đường chiếu.
LED 800W không phải nguồn sáng điểm hoàn hảo. Không thể hội tụ tốt nên bị thất thoát nhiều ánh sáng. Trong ảnh so sánh có thể thấy máy chiếu LED bị rò sáng bên hông rất lớn. Các máy chiếu cũ đã được tối ưu suốt hàng chục năm để gom ánh sáng từ đui đèn thành hình ảnh hiệu quả. Trong khi đó, thiết lập LED vẫn gần như là một khởi đầu hoàn toàn mới xét như một nguồn sáng được tối ưu cho tạo ảnh.
Bản thân hệ thống đèn LED của máy chiếu cho cảm giác như thể do một dân ép xung làm ra.
Họ tò mò tại sao phải hỗ trợ nhiều tốc độ khung hình khác nhau.
Phim câm từng tồn tại trong thời kỳ tốc độ khung hình không nhất quán. Bản thân camera được quay tay, và người quay điều chỉnh tốc độ bằng tay. Ngay cả trong cùng một cảnh, việc cố ý tăng giảm tốc độ cũng rất phổ biến. Những người vận hành máy chiếu thời kỳ đầu cũng tự quyết định nhịp chiếu tại chỗ. Khi chuyển sang máy chiếu chạy điện, việc hỗ trợ tốc độ phi tiêu chuẩn trở nên khó hơn nên quá trình chuẩn hóa mới diễn ra. Các phim câm cũ vì vậy thường bị phát nhanh hơn trên máy chiếu hiện đại. Do đó, tính năng thay đổi tốc độ luôn là tính năng thiết yếu của máy chiếu phục vụ phục chế/bảo tồn. Những người làm bảo tồn phim thường thích tự sửa đổi hoặc chọn máy chiếu hỗ trợ điều này. Do tỷ lệ khung hình lạ, họ cũng thường tự làm mặt nạ màn chiếu. May mắn là chỉ cần một cái dũa đơn giản là cũng có thể tự chế được.
Một số bộ phim được ghi ở tốc độ khung hình thấp vì nhiều lý do khác nhau. Tính năng tốc độ biến đổi và standstill (dừng khung) có lẽ chỉ dùng khi phân tích tư liệu thật chi tiết. Không chắc nó có thật sự cần thiết không, nhưng đoán rằng mục tiêu là bao phủ nhiều trường hợp sử dụng hơn.
Phim câm có nhiều tốc độ khung hình khác nhau. Còn phần còn lại là để dùng cho telecine.
Trong blog có nhắc đến việc cần một máy chiếu 16mm cho mục đích lưu trữ. Có người hỏi tại sao lại dùng máy chiếu 16mm trong lưu trữ thực tế, chẳng phải quét phim sẽ tốt hơn sao.
Không chỉ là quét rồi lưu riêng phần hình ảnh trên phim, vì trải nghiệm xem phim thật có độ nhấp nháy và rung nhẹ, còn hạt phim (grain) cũng hoàn toàn khác pixel. Dù định dạng số hiện đại cũng rất tốt, mục tiêu quan trọng là bảo tồn <i>trải nghiệm thưởng thức chính phim nhựa</i>.
Kinh nghiệm của tôi cũng không nhiều, nhưng nếu phim có chứa soundtrack thì việc trích xuất nó có thể là một động cơ. Ngoài ra, vận hành đúng máy chiếu tương thích là cách đơn giản và chính xác nhất về mặt timing. So với việc tìm hoặc tự viết phần mềm quét phim, máy chiếu thật có lợi thế hơn trong việc quản lý thời gian. Tôi đoán là cần cả hai.