- Les conditions de projection sur pellicule analogique se dégradent à cause d’équipements vieillissants et du manque de pièces détachées
- L’équipe de LaborBerlin travaille au développement d’un projecteur 16 mm modulaire et open source
- Après des expérimentations sur la source lumineuse LED et le système de refroidissement, elle a résolu les problèmes de luminosité et de chaleur en combinant une LED de 800 W avec un refroidissement liquide
- Après avoir démonté et analysé plusieurs projecteurs existants, elle a retenu le modèle Eiki RT comme base de modification
- Le prototype de première génération a été présenté au festival ALUD, avec une luminosité accrue et diverses nouvelles fonctions, mais aussi des problèmes de scintillement et des défauts mécaniques observés
Contexte du projet
- Des artistes du monde entier continuent de travailler sur pellicule celluloïd, mais les équipements anciens et difficiles à réparer rendent les conditions de projection de plus en plus instables
- En particulier, les composants mécaniques usés des projecteurs peuvent endommager la pellicule, et le dernier projecteur 16 mm commercial a été produit dans les années 1990
- Artistes, archives et projectionnistes n’ont souvent pas d’autre choix que d’utiliser des équipements très anciens, parfois datant des années 1950 et 1960
- La disparition de fabricants de projecteurs, la rareté des pièces et le manque de personnel de maintenance aggravent la situation, tandis que les projecteurs vintage ne répondent pas aux besoins élargis de l’art cinématographique contemporain
- La révolution numérique fait progressivement disparaître l’expérience de projection analogique, et le vieillissement du matériel accélère ce phénomène
Aperçu du projet
- L’objectif est de développer un projecteur 16 mm de pointe et modulaire à partir de technologies open source et de pièces de rechange génériques uniquement (imprimables en 3D)
- Les éléments mécaniques centraux des projecteurs existants (mécanisme à griffe, roue d’obturation, transport de film) sont déjà très sophistiqués, ce qui rend une reconception inefficace
- L’équipe a donc décidé de construire un nouveau projecteur à partir de mécanismes existants facilement disponibles
- Le design adopté est compatible avec des objectifs de projecteurs encore largement diffusés dans le monde (Eiki, Bauer, Bell & Howell, Hokushin, etc.)
- L’équipement vise à répondre aux besoins modernes des artistes, des archives et des projectionnistes
Caractéristiques techniques (liste de souhaits)
Design
- Structure modulaire
- Basé sur des technologies open source
- Utilisation de pièces génériques imprimables en 3D
- Réglage de la hauteur/de l’inclinaison, avec prise en compte de la mobilité
- Option de projection en format vertical (rotation à 90°, prisme, etc.)
Alimentation et source lumineuse
- Source lumineuse LED à haute luminosité et gradation réglable
- Réglage de la température de couleur (pour différents types de tirages)
- Obturateur numérique (réglage du scintillement)
Formats de film
- 16 mm, Super-16, Ultra-16, open gate (commutation de masque)
- Mise au point stable sur film positif comme sur film inversible
- Option de remplacement des sprockets pour les formats réduits
Optique
- Objectif zoom large plage de 25 à 150 mm
- Adaptateurs compatibles avec des objectifs de plusieurs fabricants
- Mise au point par vis sans fin, support pour objectif anamorphique, support pour Elmo Viewer Type 100
Transport
- Synchronisation crystal 12 à 30 FPS, changement de vitesse manuel
- Vitesse indépendante de la roue d’obturation par rapport au FPS, compteur d’images numérique, mémoire des points d’entrée/sortie
- Rembobinage rapide bidirectionnel
Audio
- Sortie audio optique/magnétique, entrée micro, prise casque
- Synchronisation audio numérique intégrée
Connectivité
- Synchronisation numérique audio, vidéo et MIDI
- Synchronisation entre plusieurs projecteurs, bascule maître/esclave
- Contrôle à distance (IR, câble, Bluetooth)
- Option prête pour la télécinéma
Avancement de la PHASE I (mars 2023)
- Le projet est mené depuis 2,5 ans, avec une présentation du prototype prévue en septembre 2025 au festival "Back To The Future" de Rotterdam
- Dans une première étape, une équipe de deux personnes a démonté quatre projecteurs 16 mm afin d’étudier les systèmes mécaniques les plus adaptés au développement
- Trois axes de développement ont été définis : source lumineuse, transport du film et électronique, avec un plan de collaboration avec des experts externes
- Les orientations suivantes ont été envisagées :
- Option A : un système de mise à niveau compatible avec différents projecteurs
- Option B : un système de mise à niveau spécialisé pour un seul modèle
- Option C : un kit DIY permettant à chacun d’assembler l’ensemble via l’impression 3D, etc.
- Une fois la direction choisie, l’équipe prévoit de recruter un spécialiste électromécanique, de collaborer avec la communauté en ligne et d’achever le prototype avec un designer industriel
Démontage et analyse des projecteurs
- Siemens 2000 : courant en Europe, structure robuste, compatible avec les objectifs Eiki/Bauer, mise au point précise, mais griffe atypique et engrenages en bakélite comme points faibles
- Kodak Pageant : courant aux États-Unis, structure simple, absence de fonction de mise au point, incompatible avec les objectifs Eiki/Bauer, changement de courroie nécessaire pour 18/24 FPS
- Hokushin SC-10 : facile à trouver aux Pays-Bas et au Japon, bonne compatibilité optique, mais nombreuses pièces en plastique et espace interne réduit dans le boîtier
- nac Analysis Projector : compatible avec les objectifs B&H, lecture avant/arrière/image fixe, compteur d’images, mais bruyant, lourd et rare à l’échelle mondiale
- Eiki RT2 : très largement diffusé dans le monde, structure offrant suffisamment d’espace pour l’extension et la modification, mais prix élevé et certains problèmes de fiabilité sur certaines pièces
Avancement du projet (février 2024)
- Comme il fallait une source LED à haute luminosité capable de remplacer une ampoule halogène 24V 250W, différentes LED de 200 à 800 W ont été testées
- Sur un projecteur Bell & Howell 16 mm, le support d’objectif et le gate ont été retirés, puis la LED a été placée près du gate afin de mesurer tension, luminosité et température
- Avec un refroidisseur à air, la température montait rapidement (60°C, atteignant la recommandation du fabricant), ce qui limitait l’intensité lumineuse
- L’équipe a ensuite appliqué un refroidissement liquide (water cooling AIO), obtenant avec une LED de 800 W une luminosité deux fois supérieure à l’halogène sans problème de surchauffe, même à haute puissance
Tests de LED haute densité (août à décembre 2023)
- Les performances des LED ont été mesurées selon différents critères : courant, tension, température et éclairement (lux)
- Tests à air : les LED de 200 W, 400 W et 800 W étaient toutes limitées par une forte hausse de température lors d’un maintien prolongé à haute puissance
- Tests à eau (AIO) : les LED de 800 W, 600 W et 400 W ont toutes permis une luminosité bien plus élevée (jusqu’à 22 000 lux, soit deux fois l’halogène) et une gestion thermique stable
Avancement du projet (mai 2024)
- La LED de 800 W et le refroidisseur devaient désormais être intégrés dans un projecteur réellement opérationnel
- Le modèle Eiki RT a été retenu comme base de modification en raison de l’espace interne, de la robustesse, de la facilité de transformation et de sa large diffusion
- L’équipe a d’abord remplacé uniquement la lampe et le moteur du projecteur pour valider l’amélioration fonctionnelle, en reportant la modularisation ou une nouvelle conception à une phase ultérieure
- Jan Kulka (Prague), riche d’une grande expérience en conception modulaire et en modification, a rejoint l’équipe pour développer le prototype
- Lors d’une réunion de développement à Berlin en avril 2024, l’accent a d’abord été mis sur le remplacement du moteur et l’installation d’une lampe LED à scintillement numérique
Prototype de première génération (LED 800 W, refroidissement liquide, FPS variable, obturateur numérique)
- Jan Kulka a dirigé l’ingénierie technique et mené la modification de l’Eiki RT-2
- Le projecteur a été conçu pour permettre la projection de films 16 mm avec une cadence variable de 0 à 30 FPS
- Il combine un refroidissement liquide AiO et une LED de 800 W afin d’éviter la surchauffe et les dommages à la pellicule
- L’obturateur mécanique a été remplacé par un système de scintillement numérique
- Dans le respect des principes open source, le logiciel, le moteur et le système d’obturateur virtuel ont été adoptés à partir du code de conception du projet Wandering Device de Mire (Nantes, France)
- La structure est reproductible sans outillage spécialisé (principalement en aluminium sur mesure, sans impression 3D)
- Modifications principales :
- Suppression d’une grande partie des composants d’origine (obturateur, alimentation, moteur, ventilateur, toutes les cartes électroniques, etc.)
- Nouvelle source lumineuse LED, moteur, alimentation, carte de contrôle, carte audio (son optique)
- Moteur : système brushless Quicrun Fusion SE, avec contrôle précis via aimants en néodyme et encodeur magnétique
- Contrôle : ESP-Wroom-32 pilotant l’activation/désactivation de la LED via Mosfet (faisant office d’obturateur électronique), avec signal PWM pour la gradation et le contrôle moteur
Boucle de retour d’expérience – festival ALUD d’octobre 2024 (Barcelone)
- Le prototype de première génération a été présenté au festival ALUD #4, avec une comparaison en conditions réelles face à un projecteur halogène 250 W classique projetant la même pellicule
- Luminosité : le prototype offrait une projection nettement plus lumineuse que le projecteur classique
- Couleur : la LED 800 W a un CRI faible de 70, mais en projection, la saturation et la vivacité restaient suffisantes
- Fonctionnalité : tous les modes de transport variable ont fonctionné correctement
- Système optique : une lentille condenseur provisoire est utilisée pour l’instant, avec un besoin futur de standardisation pour une reproduction accessible à tous
- Problèmes mécaniques : mobilité réduite pour les films assemblés au ruban et les bobines vintage, réglage fin insuffisant de la griffe ; un guide de résolution devrait être inclus lors de la publication finale
- Problème de scintillement : à forte luminosité, le scintillement en projection était net, et plus visible qu’avec un projecteur halogène
- Pistes sur la cause :
- Possible problème du circuit électronique Mosfet, nécessitant une vérification du signal à l’oscilloscope
- Problème de synchronisation entre le moteur de la griffe et le scintillement LED (léger déplacement de la position de l’aimant pendant le transport)
- La luminosité au-delà d’un certain seuil peut rendre le scintillement plus perceptible
Conclusion
- Le développement d’un projecteur 16 mm modulaire et open source contribue à moderniser l’environnement vieillissant de la projection sur pellicule, tout en favorisant une culture de développement collectif axée sur l’universalité et la facilité de modification
- L’intégration d’une forte luminosité, d’une vitesse variable et de fonctions numériques (obturateur, synchronisation, etc.) vise une nouvelle expérience de projection répondant à la fois aux besoins des artistes et des archives
- Malgré des défis persistants comme le scintillement et les problèmes mécaniques, les améliorations se poursuivent, et les informations ainsi que les technologies permettant à chacun de fabriquer ou modifier ce type de projecteur sont partagées avec la communauté
1 commentaires
Commentaires Hacker News
Ancien projectionniste 35 mm, il partage avoir aussi manipulé des projecteurs et caméras 16 mm lorsqu’il était étudiant. Il se dit impressionné de voir que des gens s’intéressent encore à ce média et essaient de résoudre divers problèmes. Il trouve particulièrement marquantes les suggestions d’utiliser des LED dimmables ainsi que des composants open source / imprimés en 3D. Il estime que les mécanismes fondamentaux des projecteurs existants (mécanisme à griffe, roue d’obturation, entraînement du film, etc.) sont déjà suffisamment bien conçus et qu’il n’y a pas vraiment besoin de les recréer. En revanche, il pense que l’imposante liste de nouvelles spécifications rendrait le projet bien plus complexe. Les formats 16 mm / 35 mm disparaissent progressivement, et le nombre de copies diminue lui aussi chaque année à cause du vieillissement du film, des pertes ou des dégâts. Certaines fonctions techniques — par exemple le réglage manuel de la cadence de 1 à 30 FPS — relèvent d’un marché de niche destiné à un tout petit nombre de passionnés, et il doute qu’il existe beaucoup d’artistes souhaitant réellement projeter une copie 16 mm à 0,75 FPS. Il juge plus réaliste de réduire fortement le périmètre et de se concentrer sur un projecteur minimal, basé sur l’open source et fidèle au film optique 16 mm, afin de prendre en charge l’essentiel du stock existant. Il cite aussi l’exemple passé de projecteurs simples et bon marché pour film plastique, déjà existants pour le format Super 8 (présentation du film Super 8). Pour les fonctions plus difficiles à ajouter, il recommande de viser une utilité plus large. Par exemple, des outils permettant d’évaluer sans risque la qualité d’une copie avant projection, ou un appareil capable de nettoyer une bobine laissée 30 ans dans une cave.
Il raconte avoir travaillé comme projectionniste dans un cinéma de quartier dans sa vingtaine, et la satisfaction mêlée de nostalgie qu’il ressentait en manipulant ces vieilles machines. Tous les cinémas sont passés au projecteur numérique juste après qu’il a quitté ce travail. Il trouve donc toujours formidable de voir des tentatives de faire revivre ce média.
Il trouve intéressant que le support film ait mieux conservé ses couleurs que les anciens projecteurs. Il dit n’avoir jamais vraiment réfléchi à la cause de la décoloration observée sur d’anciennes projections 16 mm, pensant simplement que cela venait de l’état de l’enregistrement.
Ingénieur embarqué ayant grandi dans la culture des cinémas d’art et d’essai berlinois, il trouve la tentative formidable et dit que s’il avait connu ce projet il y a deux ans, il aurait absolument voulu y participer.
Comme il possède beaucoup de films 8 mm et 16 mm, il espère qu’il s’agira d’une première étape vers une conversion en scanner de film open source. Il trouve le projet enthousiasmant.
Présentation du scanner de film open source Kinograph
Les scanners pour film 8 mm sont déjà très courants, au point qu’on peut en acheter chez Walmart. On trouve aussi sur YouTube de nombreuses méthodes DIY pour fabriquer son propre scanner de film. Un scanner n’a pas besoin de fonctionner rapidement ni d’avoir un mécanisme de pulldown, ce qui rend sa structure plus simple.
Il faut faire attention lorsqu’on utilise un refroidisseur liquide AIO de CPU pour un projecteur ou pour d’autres usages. Comme la structure est fermée, il peut y avoir évaporation et entrée d’air, ce qui réduit avec le temps la quantité de liquide de refroidissement. Le remplissage est difficile. L’orientation du radiateur compte aussi. Pour éviter que les bulles formées ne soient aspirées dans la pompe, il recommande de placer les entrées et sorties du radiateur vers le bas, avec la zone où les bulles s’accumulent au-dessus. Les avis divergent, mais utiliser plus de 800 W sur un radiateur à deux ventilateurs n’est pas suffisant dans un environnement déjà chaud. Pour un CPU à 800 W, il recommanderait des ventilateurs bien plus puissants ou un radiateur deux fois plus grand.
Il trouve étrange qu’il faille 800 W de LED pour produire deux fois la luminosité d’une ampoule halogène de 250 W. En général, les LED sont bien plus efficaces que les halogènes, donc cela lui semble anormal.
Lui aussi trouve cela étrange. Il ne pense pas qu’un projecteur transformant 1 kW de puissance en chaleur puisse être une solution. Le problème vient du choix d’une matrice de LED COB. En théorie, cela produit beaucoup de lumière, mais ce n’est pas une source ponctuelle, d’où la difficulté. Dans les projecteurs de cinéma, au moins jusqu’à il y a une dizaine d’années, on utilisait soit des sources laser (sans speckle, probablement à phosphore pompé ?), soit de coûteuses lampes au xénon. Il dit avoir aussi vu dans les phares automobiles une méthode consistant à séparer le phosphore au moyen de LED UV pour créer une source ponctuelle. Il se demande comment cela pourrait être reproduit en open source. Dans l’industrie des éclairages LED de studio, on utilise parfois des barres mélangeuses en verre. L’idée consiste à injecter la lumière de plusieurs LED dans une barre de verre afin d’obtenir une lumière uniforme. Cela dit, cette méthode sert davantage à améliorer le rendu des couleurs (CRI) que la luminosité.
La cause vient des contraintes optiques propres aux projecteurs. Les LED sont plus efficaces que les halogènes pour convertir l’électricité en lumière, mais elles émettent dans toutes les directions, ce qui impose un système de concentration optique complexe. Une part importante de la lumière est alors perdue. À l’inverse, les halogènes peuvent envoyer l’essentiel de leur lumière vers la projection grâce à un réflecteur parabolique.
Une LED de 800 W n’est pas une source ponctuelle parfaite. Comme on ne peut pas concentrer toute sa lumière, les pertes sont importantes. Sur les photos comparatives, on voit une énorme fuite lumineuse latérale (light bleed) sur le projecteur LED. Les anciens projecteurs bénéficient de plusieurs décennies d’optimisation pour concentrer la lumière issue de la douille dans l’image. À l’inverse, l’installation LED en est encore à un tout nouveau départ comme source lumineuse pensée pour l’image.
Le système de lampe LED donne en soi l’impression d’avoir été conçu par un overclocker.
Il se demande pourquoi il faut prendre en charge autant de cadences d’images différentes.
Le cinéma muet appartenait à une époque où la cadence n’était pas uniforme. Les caméras étaient elles-mêmes à manivelle, et l’opérateur en ajustait la vitesse à la main. Il était aussi courant d’accélérer ou de ralentir volontairement certaines scènes. Les premiers projectionnistes décidaient eux aussi du timing au moment de la projection. C’est le passage aux projecteurs électriques qui a rendu plus difficile la prise en charge de vitesses non standard, ce qui a conduit à la standardisation. Les anciens films muets ont donc tendance à être lus trop rapidement sur les projecteurs modernes. C’est pourquoi la vitesse variable est depuis toujours une fonction indispensable sur les projecteurs de restauration et de conservation. Les conservateurs de films préfèrent souvent modifier eux-mêmes leurs appareils ou utiliser des modèles qui le permettent. À cause des formats d’image atypiques, ils fabriquent aussi fréquemment eux-mêmes les caches d’écran. Heureusement, cela peut se faire avec de simples limes droites.
Certains films ont été enregistrés à basse cadence pour diverses raisons. Les fonctions de vitesse variable et d’arrêt sur image serviraient probablement surtout à l’analyse fine des archives. Il n’est pas sûr que ce soit indispensable, mais il suppose que l’objectif est de couvrir davantage de cas d’usage.
Les films muets avaient des cadences variées. Le reste, c’est pour la télécinéma.
Le blog mentionne la nécessité d’un projecteur 16 mm destiné aux archives. Il demande pourquoi utiliser un projecteur 16 mm pour l’archivage réel, et s’il ne vaudrait pas mieux simplement scanner les films.
Il répond qu’il ne s’agit pas seulement de scanner et de conserver l’image du film : l’expérience réelle de visionnage sur pellicule, avec son scintillement, ses tremblements et son grain, est totalement différente des pixels. Il apprécie aussi les formats numériques modernes, mais estime qu’il est important de préserver l’expérience même du film en tant que tel.
Il ajoute, avec prudence, que si la pellicule contient une bande sonore, cela peut aussi motiver l’utilisation d’un projecteur pour l’extraire. Faire tourner le bon projecteur est également la méthode la plus simple et la plus précise du point de vue du timing. Pour la gestion temporelle, un vrai projecteur est plus avantageux que de chercher un logiciel de scan ou d’en développer un soi-même. Il suppose donc qu’il faut les deux.