活动电影放映机
发展

一个偶然的机会，摄影先驱埃德沃德·迈布里奇的产品和构思似乎启发了爱迪生开始研究电影系统。1888年2月25日，迈布里奇在新泽西西奥兰治举办讲座，其中可能包括一种称为“动物实验镜”（）的放映机的示范，这种放映机将连续图像绘制在一块玻璃圆盘的边缘，随着玻璃的旋转，将影像投射出去，这样就使这些影像显得像在运动。爱迪生的公司就在附近，很有可能爱迪生本人和他公司的摄影师威廉·迪克森双双参加了这个讲座。两天後，迈布里奇与爱迪生在爱迪生位于西奥兰治的实验室会面，迈布里奇后来描述了他如何提议将他的设备和爱迪生的留声机结合起来，这样组合起来的系统可以同时播放声音和图像。这项合作没有进行，然而在1888年10月，爱迪生递交了一份申请，和美国专利及商标局一起宣布他准备创造一个机器，这个机器的目的是为了眼睛，就像留声机的目的是为了耳朵一样。并明确表示这个设备是一个完整的视听系统的一部分：“我们可以观看并且聆听一个完整的歌剧，完美得就像现场演奏一样。”1889年3月，第二份申请也通过了，提议播放电影的设备为“”（活动电影放映机），该词来源于希腊词根“”（活动）和“”（观看）。
爱迪生任命他最有才华的员工之一——迪克森负责将活动电影放映机研制出来。尽管爱迪生本人将享有全部发明权，历史上的舆论认为发明者很难归功於一人：
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|  | 尽管爱迪生看起来是构思了创意并启动了实验，然而迪克森显然是完成大部分试验的人，因此现代学者认为把构想变成实际产品的主要荣誉应归于迪克森。爱迪生实验室是一个合作机构。实验室的助手被安排很多项目，这些项目在爱迪生的监管之下，他本人还不同程度亲自参与一些项目。 |  |
迪克森和他的首席助手查尔斯·布朗（）起初进展缓慢。爱迪生最初的设想包括录制宽仅1/32英寸的照片，直接放在一个圆筒上；圆筒由不透明的材料制成作为正极，或者由玻璃制成作为负极，涂上一层硝棉胶作为摄影基底。另一个声学的圆筒在图像播放时提供同步的声音。在试验时，当图像宽度扩展到1/8英寸的时候，圆筒上使用的溴化银感光乳剂呈现的粗略效果变得不可接受。1889年6月，实验室开始采用约翰·卡尔巴特（）提供的感光赛璐珞片，这种材料可以裹在圆筒上，提供一个效果大大优于以前的摄影基底。为活动电影放映机制作的首部影片，也是美国的第一部电影，可能就在那时诞生了（目前关于具体的日期到底是1889年6月还是1890年11月，仍没有定论），片名为《恶作剧第一部》（），展现了一个实验室的员工身体灵活，表情搞笑的样子。而同步声音的试验则暂时押后，因为迪克森同时还在进行唱片展览会的设计工作。
很快，这个项目转向产品化方向，主要是因为爱迪生于1889年8月初出发前往巴黎参加世界博览会。在他旅行的两个月中，爱迪生拜访了法国科学家和摄影学家艾蒂安-朱尔·马雷，马雷设计了摄影枪，这是一种可移动的能连续摄影的设备，一秒能拍12张连续的照片。返回美国途中的11月2日，爱迪生申请了另一项专利，描述了一种新的活动电影放映机 ，不光是一个移动的照相胶片，并且胶片的边上打孔，可以与齿轮匹配，这样机械设备的运行就更平滑和可靠。第一个打孔图像设备是光学影戏机（），法国发明家夏尔-埃米尔·雷诺于1888年申请了专利。雷诺的系统没有用到照相胶片，而是把图像画到胶片上。在展览会上，爱迪生同时见到了光学影戏机和德国发明家奧塔马尔·安许茨（）设计的电动快速视镜（）这个投影设备通常被认为是活动电影放映机重要的设计来源。它的关键革新在于应用了视觉暂留原理， 通过一个间歇的光源使每一幅图像暂时“停留”，以达到使观看者保存许多不同图片的详细信息的目的，这样就可以有效地产生持续活动的假像。1890年代后期，间歇的光源成为活动电影放映机设计的一部分。
爱迪生实验室何时开始研究幻灯影片至今仍有争议。根据迪克森的描述，1889年的夏天，他开始将卡尔巴特提供的坚硬的赛璐珞片切割成适合机器使用的长条；8月份，他参加了乔治·伊士曼新的柔韧性薄膜的展示，并且得到了伊士曼的许可，将之运用到机器的试验中。历史学家玛尔塔·布朗（）认为，伊士曼的产品
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|  | 有足够的硬度并且薄，柔韧性强，适合镜头后的电影胶片以一个相当快的速度做间歇性的移动，在张力大的情况下不会断裂……解决了电影发明的重要问题。 |  |
一些学者，如戈登·亨德里克斯（）则认为实验室开始研制胶片电影机器的时间要晚得多，迪克森和爱迪生故意将发明的时间提前是为了保护专利和技术地位。不管怎样，电影史学家戴维·鲁宾逊（）认为是1890年底才开始进行试验，比1889年9月晚了很多，实验室在拿到伊士曼的产品後将试验的优先级调到最高。1890年大部分时间活动电影放映机的研究进展很慢，主要是因为迪克森在5月到11月之间将精力集中在磨矿机上，这是一个爱迪生不成功的研究方向，而这段时间内没有任何时间花费在研制活动电影放映机上。1891年初，迪克森与他的新助手威廉·海斯（）以及另一个实验室的员工查尔斯·凯泽（）一起成功地设计了一个基于胶带的电影观看系统。在新的设计中，机器被封装在一个木质的橱柜中，19毫米宽的胶片绕一组轮轴运转。胶片边上有一排穿孔，由电力驱动的齿轮带动胶片，靠近一个放大的镜头连续传动。一个电灯在胶片的后方，将圆形的图像投射到镜头上，从那里传到一个位于橱柜上方的窥孔。根据鲁宾逊的描述，一个快速旋转的小门使光线闪动的时间非常短暂，每幅图像看起来是凝固的，由于视觉的暂留性，似乎图像在移动。实验室同时研制出电动的摄影机──活动电影摄影机，用来拍摄新的影片。为了达到电影的连续运动的效果，胶片条必须可以停下来足够长的时间，这样每一幅图像可以完全曝光，并且可以快速（1/460 秒）前进到拍摄下一幅图像。这是第一个可以高速停止和前进的电影系统，是下一个世纪电影技术的基础。
1891年5月20日，大约150名国际妇女协会的成员观看了《迪克森的问候》这部影片，这是活动电影放映机第一次公开展出。纽约的《太阳报》报道了她们在“小盒子”裡看到的内容：
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|  | 在盒子的上方是一个大约直径为一英寸的小孔。通过这个小孔，他们看到一个男人的照片。这是一张很不寻常的照片，他以最自然和优雅的动作弯腰微笑，挥动他的手并且脱下帽子。每一个动作都很完美…… |  |
这个男人就是迪克森，这部电影一共大约3秒长。8月24日，三个详细的专利申请被提交：第一个是活动电影摄影机，第二个也是与摄影机有关，第三个是展示运动物体照片的设备。在第一个活动电影摄影机的申请中，爱迪生陈述，“我已经可以用一个照相机和胶卷以每秒46幅照片的速度拍摄……但是我不希望限制我的发明在如此高的速度……因为有些物品以每秒30幅的速度甚至更低速度都已经足够。”实际上，根据国会图书馆的存档，历史学家查尔斯·马瑟（）认为，《迪克森问候》和其它至少两部1891年用活动电影摄影机拍摄的短片的速度都是小于每秒30幅，甚至更低。活动电影放映机的申请中还包括了一个立体电影投影的计划，后来被废弃。
次年春天，投币系统的研究起步，增加了一个五美分的投币孔，也是系统机械装置的一部分。到了秋天，活动电影放映机的设计基本完成。胶片最初采用伊士曼的产品，从1893年4月起，改用纽约布莱尔相机公司的产品，胶片宽度为35毫米（1 3/8 英寸），矩形的图像垂直顺序排列，每幅图像两侧各有四个孔。在接下来几年中，胶片的宽度被全球采用，并作为电影的标准，直到今天。1892年10月出版的《Phonogram》表明活动电影摄影机可以连续拍摄图片，用新的胶片制作电影。至于活动电影放映机，提供关键性的连续效果的快门的位置还有明显争议。根据发明家赫尔曼·卡斯尔（）的一份报告（亨德里克斯认为该报告是权威的，他个人试验了5-6个至今仍保存的第一代的设备），“就在胶片上方，有一个具有五个轮辐的快门，就在胶片前打开一个很小矩形框。一盏微微闪光的灯……位于胶片的下方……光线穿过胶片，快门打开，镜头放大……投放在箱子上方观看者的眼中。”鲁宾逊则有相反的意见，他认为快门只有一片，中间裂开，并且位置在灯和胶片中间。卡斯尔-亨德里克斯的描述与1891年公司活动电影放映机专利申请书上的原理图相符，尤其是原理图2。专利书并没有描绘出快门，但是表现出有可能放在灯和胶片中间，这样就不需要重大的设计修改，并且在胶片和镜头中保留了一个空间适合放快门。鲁宾逊的观点，则与亨德里克斯所著的书中的一幅活动电影放映机的内部构造照片相符。
1893年2月21日，活动电影摄影机胶片持续运动的控制系统的专利被通过。几年后，竞争对手的系统取代了这个机械制动的机器，尤其是那些基于“马耳他十字”的机器渐渐成为摄像机和放映机的标准。 3月14日，活动电影摄影机可以持续观看的专利最终获得通过，专利号493,426。活动电影摄影机公布于众的日子到了。