Стереофотография

Два способа стереофотосъемки

В литературе, как правило, описывается способ создания стереопар — изображений для левого и правого глаза, — при котором фотоаппарат смещается параллельно на растояние, называемое базой стереосъемки (стереобазой). При этом допускают стереосъемку «носками внутрь» с небольшим отклонением от параллельности.


Но давайте подумаем, так ли уж хорош этот способ стереосъемки.

Способ съемки определяет и способ разглядывания стереопар. При просмотре стереопар, снятых с параллельным смещением, оси глаз человека также должны быть параллельны друг другу. Но это получается само собой, если рассматривать слайды в стереоскопе. Слайды располагаются очень близко от глаз и разнесены на растояние, равное расстоянию между зрачками. В таких условиях просмотра оси глаз параллельны друг другу. То же относится и к просмотру стереокинофильмов в большом кинозале. Экран расположен далеко, глаза устремлены в бесконечность и оси глаз — параллельны.

Но в обычных условиях мы разглядываем предметы совсем другим способом. Оси глаз человека пересекаются под определенным углом в точке, на которую направлено наше зрение.

Представим, что мы смотрим сквозь анаглифные очки на экран монитора или на книгу со стереокартинками. Наши глаза по привычке фокусируют зрение в плоскости картинки, там пересекаются и оси глаз. Но если картинка снята с параллельным смещением фотоаппарата, то чтобы увидеть стереоэффект, нужно расфокусировать глаза и держать их оси параллельно. Это вызывает напряжение, дискомфорт и усталость. А некоторые люди вообще неспособны на это и не могут увидеть какой бы то ни было стереоэффект. Поэтому параллельные снимки и вызывают нарекания. Простая логика подсказывает нам, что при съемке фотоаппарат должен поворачиваться вокруг снимаемого предмета на определенный угол. Назовем этот угол угловой стереобазой, а ось вращения аппарата осью нулевого параллакса — потому, что здесь между изображениями для левого и правого глаза нет смещения.

Второй способ стереосъемки: фотоаппарат смещается на определенное растояние
(назовем его линейной стереобазой) и поворачивается на определенный угол (назовем его угловой стереобазой)

Сделаем краткое заключение из вышесказанного: первый способ съемки (с параллельным смещением камеры) подходит для создания стереослайдов и кинофильмов. Второй способ (с поворотом фотокамеры) — для просмотра анаглифных изображений и растровых стереооткрыток.

Можно ввести такое понятие, как удаленность объемных предметов по отношению к плоскости открытки. У первого вида стереосъемки есть интересная особенность — ближайшие предметы, попавшие в поле съемки, лежат точно на переднем плане. Допустим, это ветка дерева. Откадрируйте изображение, убрав ветку из кадра. На переднем плане окажется следующий по удаленности объект. При кадрировании изменилась перспектива и предметы приблизились к нам. Для второго вида стереосъемки все по-другому. Как бы вы ни кадрировали изображение, предметы не будут ни приближаться к вам, ни удаляться от вас. Видимо, это связано с тем, что для первого вида съемки оси фотоаппарата и, соответственно, глаз — параллельны. Параллельность осей как будто дезориентирует мозг человека, не дает ему точно определить удаленность передних объектов. При втором же способе стереосъемки фотоаппарат поворачивается, возникает ось нулевого параллакса, которая дает нам некое представление об удаленности предметов. Это интересное отличие двух видов стереоизображений позволяет безошибочно определить, как же была снята стереопара — с параллельным смещением или с поворотом.

Возможно, вы когда-нибудь видели объемные изображения, на которых часть предметов как бы выступает вперед, висит в воздухе между вами и плоскостью открытки, и кажется, что его можно потрогать рукой. Создать иллюзию того, что предметы находятся над плоскостью изображения, можно только при съемке с поворотом. Как это сделать, будет сказано ниже.

В начало страницы

История стереофотографии

Клементина Гаварден. Дандрамский карьер, между 1857 и 1860. Стереоскопическая пара, входит в коллекцию, подаренную Клементиной Тоттенхэм

Стереофотография получила широкое распространение в Великобритании в середине XIX века. Одним из пионеров стереофотографии считается британская аристократка и фотограф-любитель Клементина Гаварден. Она делала по две фотографии ландшафтов вокруг поместья Дандрам с небольшим смещением для создания трёхмерного эффекта. Историк фотоискусства Кимберли Родс считала, что эти ранние работы Гаварден не могут быть оценены как произведения высокого искусства и, вероятно, из-за этого не экспонировались при её жизни. К настоящему времени сохранилось большое число её стереоскопических пар, снятых в поместье Дандрам в Ирландии в 1857—1864 годах, которое после смерти отца унаследовал её супруг. Значительное их число в настоящее время входит в коллекцию Музея Виктории и Альберта в Лондоне.

Этап №1: как получить стереоснимок

Чтобы создать анимированное объёмное изображение или «дрожащее изображение», используется несколько иная техника съёмки, нежели для стандартных 3D-снимков. Вместо съёмки с параллельными линиями зрения, для дрожащих изображений используют сходящиеся линии зрения. Их можно получить следующим образом:

1.1. Определите композицию, которая распространяется на передний, средний и задний планы. Избегайте смещения предметов.

1.2. Выберите расстояние и предметы, которые будут выглядеть неподвижно при каждом из положений камеры

1.3. Сделайте первый снимок, тщательно выдерживая выбранное расстояние.

1.4. Переместите камеру на 10-30 см* влево, слегка изменив линию зрения вправо (или наоборот), так чтобы выбранный предмет занимал в кадре то же положение, что и на предыдущем снимке. Это наиболее сложный из шагов, который наверняка потребует некоторой практики.

* Примечание по поводу смещения. Вы наверняка захотите попробовать различные смещения в зависимости от фокусного расстояния, расстояния до предмета и его предполагаемого размера в кадре. Как правило:

  Смещение
с увеличением фокусного расстояния . . . уменьшается
с увеличением расстояния до предмета . . . увеличивается
с увеличением размера в кадре . . . уменьшается

Имейте в виду, что широкоугольные снимки обычно делаются намного ближе к предмету (см. «Использование широкоугольных объективов»). Близкие предметы требуют меньшего смещения, так что на практике для широкоугольных объективов может потребоваться не такое большое смещение, как для телеобъективов.Зачастую самым простым способом определить величину смещения будет подвигать камеру туда и обратно до тех пор, пока движение не станет выглядеть удовлетворительно в видоискателе или на ЖК-экране. К счастью (или к сожалению), точных цифр не существует, и приемлемый результат могут дать разные смещения. Тем не менее, слишком маленькое смещение может исключить эффект объёма, а слишком большое может привести к тому, что анимация будет выглядеть как чередование двух плоских кадров. В любом случае хорошей идее является сделать несколько снимков с разными смещениями, чтобы иметь возможность оценить влияние различного смещения на результат и выбрать наилучшее.

Вычисление стереобазы

Вычисление стереобазы для съемки с параллельным смещением фотоаппарата

При стереосъемке с параллельным смещением параллакс в бесконечности равен нулю, смещение появляется только на переднем плане. Стереобаза вычисляется из тех соображений, чтобы параллакс на переднем плане Parallaxfore был равен 3 мм (для рассматривания стереооткрытки с расстояния в 30-40 см).

Здесь Base — линейная стереобаза, Parallaxfore — параллакс на переднем плане, Lfore — расстояние до предмета, находящегося на преднем плане, — ближайшего к нам предмета, f — фокусного расстояние объектива, L — расстояние до точки фокусировки объектива, M — увеличение негатива, включая изменения размера при печати фотографий, сканировании, кадрировании и др.

Для фотоаппаратов с несмещаемым объективом (focus free) стереобаза вычисляется по нижеприведенной формуле:

Эта формула показывает, что чем дальше от нас снимаемые объекты, тем больше должна быть стереобаза. Но представим, что вы купили стереофотоаппарат или стереоприставку. Для этих устройств база строго задана и равна приблизительно 6-7 см. Из формулы (8) можно вычислить, на каком расстоянии от нас должны находиться снимаемые предметы для стереобазы в 6-7 см. Допустим, что фокусное расстояние фотообъектива равно 6 см, параллакс на переднем плане равен 3 мм. Мы печатаем фотографию 10 на 15 см, то есть увеличиваем негатив в 4,2 раза. Получаем Lfore=5,5 м, значит, желательно, чтобы предметы располагались на расстоянии дальше, чем 5,5 метров.

Вычисление стереобазы для съемки с вращением фотоаппарата

Для этого случая параллакс появляется и на заднем и на переднем плане. Но если для переднего плана мы ограничиваем параллакс 3 мм, то для заднего плана это ограничение — 9 мм, в три раза больше. Стереобазу можно вычислять, исходя из параллакса для переднего плана:

Можно вычислять стереобазу и исходя из параллакса для заднего плана:

Здесь P — расстояние до оси вращения фотоаппарата. Мы получим два значения угловой стереобазы. Выбрать нужно наименьшее.

Если задний план находится в бесконечности, то формула (10) упрощается:

Ниже приведены формулы для фотоаппаратов с несмещаемым объективом (focus free). Формула (9) преобразуется в формулу (12), (10) — (13), (11) — (14):

Формулы (12), (13), (14) можно использовать с хорошим приближением и для фотоаппаратов со смещаемым объективом, когда все расстояния намного больше фокусного (L >> f). Только в случае съемки с близкого расстояния (когда L сравнимо с f), нужно использовать формулы (9), (10), (11).

Представим для примера, что мы видим домик на фоне леса. Лес находится далеко от нас, так что можно считать, что задний план — в бесконечности. Все расстояния намного больше фокусного расстояния фотообъектива. Поэтому для вычисления берем формулу (14). Параллакс заднего плана берем равным 9 мм (стереофотография будет рассматриваться с обычного расстояния в 30-40 см). Фокусное расстояние нашего фотоаппарата — 6 см. Чтобы правильно воспроизвести перспективу, нужно увеличить негатив примерно в 6 раз, то есть напечатать фотографию размером 15 на 21 см (см. раздел ). Parallaxback=9 мм, f=6 см, M=6. Получаем угловую стереобазу 1,4 градуса.

Чтобы знать, насколько мы должны смещать фотоаппарат, нужно вместе с угловой стереобазой вычислить и линейную:

Мы хотим сделать домик центром композиции, значит, фотоаппарат будет поворачиваться вокруг дома. Допустим, наш домик находится от нас на расстоянии 100 м. Получаем из формулы (15) линейную стереобазу 2,5 м. Чтобы повернуться на угол 1,4 градуса, нужно сместиться на 2,5 метра. Поймаем в перекрестие объектива трубу дома и сделаем первый снимок. Затем сместимся на 2,5 метра влево или вправо, снова поймаем в перекрестие объектива трубу и сделаем второй снимок. Труба дома будет ориентиром для совмещения стереопары. Представьте, что впереди дома есть еще какие-то предметы. Если они стоят очень близко от нас, то получится большое смещение и эти предметы будут портить всю картину. Чтобы параллакс на переднем плане не превышал 3 мм, нужно, чтобы предметы находились не ближе некоего расстояния Lfore, которое мы вычислим из формул (12) и (14), заменив AngularBasefore на AngularBaseinfinite:

В нашем случае мы получаем величину 75 м. Предметы не должны располагаться ближе 75 метров.

На основе приведенных формул лучше всего рассчитать готовые таблицы стереобаз, которые можно было бы использовать во время съемки.

В начало страницы

Как правильно смотреть

Существует три основных способа разглядывать стереокартинки:

  1. взгляд на стереокартинку издалека;
  2. приближение и отдаление картинки;
  3. фокусировка глаз с близкого расстояния.

Давайте поговорим о каждом из них подробнее.

Взгляд издалека

Способ заключается в том, чтобы разместить картинку на расстоянии не меньше двадцати сантиметров от глаз, сфокусировать взгляд в её центре, а затем расслабить глаза. После такого расслабления обычно сразу удается увидеть зашифрованное изображение. Эта методика отлично подойдёт новичкам, которые только начинают знакомиться со стереокартинками, поскольку она наиболее проста.

Приближение картинки

Во время использования этого способа картинку размещают на расстоянии двадцати-тридцати сантиметров от глаз, очень медленно приближают её, а затем задерживают совсем близко от лица, пока зрение полностью не сфокусируется в центре изображения. После этого картинку начинают медленно отводить назад до полного расслабления глаз. Когда глаза расслабятся и зрение расфокусируется, можно увидеть трёхмерное изображение, которое закодировал на картинке художник.

Способ несколько сложнее первого, но всё равно лёгок в освоении, поэтому тоже годится для использования новичками.

Фокусировка с близкого расстояния

Это – наиболее сложный метод. Заключается он в том, что картинку размещают на расстоянии примерно семи-десяти сантиметров от глаз и фокусируют, а затем расслабляют глаза исключительно усилием глазных мышц. Приверженцы такого способа отмечают, что с его помощью можно получить более чёткое и ясное 3D-изображение. Однако у новичка воспользоваться им, скорее всего, не получится – методика требует определённой натренированности глаз.

Для облегчения рассматривания стереокартинок на многих из них имеются вспомогательные точки (обычно их две), на которых сперва нужно сосредоточить взгляд. Картинки можно разглядывать как с бумаги, так и с монитора компьютера. Однако рассматривание с бумаги всё же предпочтительнее: во время него исключено напряжение глаз. Кроме того, лист бумаги можно удобно приближать и отдалять от лица, что позволяет лучше сфокусироваться на изображении. С монитором такое проделать вряд ли получиться.

Параллакс

Параллакс (греч. parallaxis уклонение) — перспективное, кажущееся смещение расматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблюдения. Если вы посмотрите на окружающие предметы вначале одним глазом, потом другим, то вы увидите, что объекты, расположенные на различном расстоянии от вас, смещаются относительно друг друга — это смещение и называется параллаксом. Благодаря этому параллаксу мы и получаем представление о взаимном расположении объектов.

При получении стереопар первым способом, когда фотоаппарат смещается параллельно, объекты, расположенные очень далеко, не смещаются, и на обоих кадрах находятся на одном и том же месте. Смещаются объекты, расположенные на переднем плане.


Для этого способа съемки параллакс можно представить в виде такой схемы.

Для переднего плана параллакс максимальный, для бесконечно удаленных объектов параллакс равен нулю

Ниже представлена схема параллакса для второго вида стереосъемки:

Если для первого вида съемки параллакс имеет только передний план, то при съемке с поворотом на заднем плане тоже появляется параллакс, но с обратным знаком. На оси вращения фотоаппарата нет никакого смещения, поэтому мы и назвали ее осью нулевого параллакса.

Показанный ниже рисунок объясняет, почему меняется перспектива, если мы рассматриваем картину сквозь стереоочки с различных расстояний. Если мы подойдем ближе к стереоизображению, предметы «сожмутся» в продольном направлении, отойдем дальше — «вытянутся».

Человек не в состоянии соединить в объемное изображение две стереопары с очень большим параллаксом. Расположите какие-либо предметы на различном расстоянии от глаз и фокусируйте свое зрение то на одном, то на другом предмете, и вы увидите, что сфокусировав зрение на передних предметах, вы не сможете четко увидеть дальние предметы — они будут двоиться, и наоборот, при фокусировании зрения на дальних предметах, раздваиваться будут передние. Обычно мы этого не замечаем, потому что человеческий глаз — динамическая система, и очень быстро перестраивает свой фокус. Но стереофотография статична, и поэтому существует ограничение на максимальный параллакс.

Каково же это ограничение?

Дело в том, что оно зависит от зрения человека. Для автора оно составляет 3 мм для переднего плана и 9 мм — для заднего, если рассматривать стереооткрытку с расстояния в 40 см. Близорукие люди в состоянии воспринять значительно больший параллакс. Но не все люди обладают способностью соединять в объемное изображение стереопары с большим параллаксом. Если параллакс очень большой, то одни люди с удовольствием разглядывают объемные картинки, а другие не в состоянии что-либо увидеть, пока не отодвинут стереооткрытку на большее расстояние. Потому что максимально допустимый параллакс в действительности угловая величина и зависит от расстояния, с которого мы рассматриваем картину. Чем дальше от нас картина — тем больше максимально допустимый параллакс. Если речь идет о переднем плане: для 6 см (с такого расстояния мы рассматриваем стереослайды) — это 1,5 мм, для 40 см — это 3 мм, для 1 метра — уже 1 см и т.д. Для заднего плана эти значения увеличиваются в три раза.

В начало страницы

Сущность стереофотографии[править | править код]

Схема получения стереопары при стереофотографировании

Стереофотография отличается от обычной фотографии фотографированием предмета с двух сторон двумя объективами (и одним с перемещением) с базовым расстоянием 65 мм между ними. Это обеспечивает бинокулярное пространственное рассмотрение изображения — объекта. (Нормальная съёмка ведется базовым числом расположения точек съёмки = 65 мм. Это среднее базовое расстояние между зрачками глаз двух объективов). Полученные стереопары при рассмотрении в стереоскопе создают настоящуюю иллюзиию объёма снимаемого объекта.

В нормальных и специфичных условиях фотографирования стереофотосъёмка зависит от выбора расстояний до снимаемого объекта и определения баз между осями объективов. Это легко выражается и определяется по формуле баз и расстояний:

Общая формула:

BL=BoLo,{B \over L} = {Bo \over Lo}\,,

где:
  • B — базис глаз;
  • L — кажущееся расстояние до снимаемого объекта;
  • Bo — базис стереофотосъёмки (базис объективов);
  • Lo — расстояние до снимаемого объекта

Например, при B = 65 мм (базис глаз) :
B=LBoLoB=\frac {LBo}{Lo}\,

При расчётах все величины должны приниматься в одинаковых единицах измерения.

В лабораторных условия работы все параметры B,L,Lo известны, определяется базис стереофотосъёмки. При нормальной съёмке следует, что кажущееся расстояние до объекта и истинное расстояние должны восприниматься как при рассмотрении объекта неворужённым глазом. Откуда расстояния L=Lo и B=Bo.

В условиях специфических (Lo меньше 400мм), когда делают сильно увеличенные снимки с расстояний намного меньших 400 мм, увеличенное изображение будет выглядеть как увеличенный размер объекта. Можно принять, что кажущееся расстояние до объекта равно нормальному расстоянию до него при визуальном рассмотрении. Поэтому при съёмках крупным планом и макро при расположении объектива до объекта на расстоянии меньше нормального принимается значение L ≈ 400мм.

Прочие способы создания и просмотра объёмных снимков

Есть несколько других достаточно сложных способов получения и просмотра 3D-фотографий, но они не настолько просты в просмотре, как вышеприведенное «дрожащее изображение». К наиболее популярным методам относятся:

 
Способ показа: стереопара стереограмма красно-синийкомпозит поляризованныйкомпозит
Способ просмотра: перекрёстный фокус красно-синие очки поляризованные очки

Данные изображения всего лишь иллюстрируют, как выглядит каждый из методов;не пытайтесь увидеть в них объём, при данном размере и на вашем дисплее это невозможно.

  • Стереопары изображений, просматриваемые в перекрёстном фокусе. Чтобы добиться объёма, нужно всего лишь расположить изображения по разным сторонам и посмотреть на них, расфокусировав глаза. Если всё сделано правильно, каждого изображения станет два, но центральные изображения при этом сойдутся в одно объёмное. Тем не менее, это наиболее сложный и неестественный способ просмотра.
  • Стереограммы. Их несколько проще увидеть, чем стереопары, но они не передают в объёме цвет.
  • Красно-синие композитные изображения, просматриваемые в красно-синих очках («анаглиф»). Просмотр относительно прост, таким образом показывали все старые объёмные фильмы, однако цветопередача выглядит гораздо менее естественно, чем в новых поляризованных объёмных фильмах (далее).
  • Наложенные поляризованные изображения, просматриваемые в поляризованных 3D-очках. В настоящее время этот способ стал стандартом для объёмных фильмов и он действительно достигает наилучших результатов, однако он требует специальных очков, а также специального экрана.

К счастью, основная разница вышеописанных техник состоит в том, как их показывать и смотреть, а не в том, как их снимать. Имея два стереоснимка, вы всегда можете впоследствии изменить способ их объединения по мере развития технологии.

Сведение стереопары программой Anaglyph Maker

Итак, стереопара готова, теперь необходимо свести ее в один общий стереоснимок. Для этого нам потребуется специальная программа для стереофотографии (3D фото). Программ существует множество, мы воспользуемся Anaglyph Maker, программа полностью бесплатна.

Выберите «Load Left Image» и загрузите фотографию для левого глаза. Аналогичным образом через «Load Right Image» загрузите фотографию для правого. Выберите пункт «Anaglyph Color (Red-Cyan)» затем нажмите «Make 3D Image». В окне программы появится результат, который пока еще не является стереофотографией, теперь необходимо осуществить непосредственно сведение изображений стереопары. Воспользуйтесь для этого кнопками «5L, 5R, 5U, 5D, L, R, U, D», вы увидите как изображения начнут перемещаться относительно друг друга вправо, влево, вверх и вниз соответственно. Сначала перемещая изображения вверх и (или) вниз выровняйте их по вертикали. Затем приступайте к выравниванию по горизонтали. На этом этапе вам понадобятся красно-голубые стереоочки, во время сведения нужно надеть их и наблюдать за тем что у вас получается. Как только вы достигнете максимального стереоэффекта, задача выполнена — стереофотография (3D фото) готова. Используя «Save 3D Image» сохраните ее на диск. Все, вы только-что создали первую в своей жизни стереофотографию, как видите ничего сложного здесь нет. Кроме того, для съемки 3D фотографий, можно приобрести фотоаппарат Sony DSC-TX55, который на сегодняшний день, является самым тонким в мире и позволяет снимать в режиме Full HD.

Этап №2: как создать объёмный анимированный GIF

Последовательность действий показана на примере программы Photoshop, однако многие другие программы редактирования изображений тоже подойдут. В общем, используемая программа должна поддерживать слои и запись анимации в GIF. Кроме того, существует бесплатная автоматизированная программа, называемая StereoPhoto Maker. В любом случае, последовательность действий такова:

2.1. Вставьте один из снимков в качестве нового слоя над другим:

2.2. Измените плотность верхнего слоя на 50% и скорректируйте его положение таким образом, чтобы выбранные в п. 1.2 предметы совпадали по положению с нижним слоем. Потом верните непрозрачность верхнего слоя. Это не всегда обязательно, но может быть полезно для минимизации влияния ошибок, допущенных в п. 1.4.

 
Установите плотностьверхнего слоя в 50% Два вертикальных столба выглядят чётко (положение совпадает), тогда как предметы переднего плана и фона выглядят смазанными (положение отличается).

2.3. Откройте окно анимации (Photoshop: Window → Animations). Затем создайте второй кадр анимации, нажав на кнопку, обведенную красным.

2.4. Выберите первый кадр и сделайте в нём видимым только нижний слой (как показано ниже), затем выберите второй кадр и сделайте видимым только верхний слой (или наоборот).

2.5. Задайте задержку между кадрами. Обычно анимированные стереоизображения наилучшим образом выглядят с задержкой в 0.1 секунды (как показано вверху справа). Вы можете проверить анимацию, нажав на кнопку воспроизведения.

2.6. Если вы удовлетворены результатом, сохраните изображение как анимированный GIF, используя меню «File → Save for Web & Devices …» и выбрав «GIF» в меню формата вверху справа. Полученный эффект объёма можно будет наблюдать в программе просмотра изображений, почтовом клиенте или браузере.

Методы стереофотографии

Для получения стереопары необходимо снять одни и те же объекты с двух разных точек, отстоящих друг от друга по горизонтали на расстоянии стереобазиса. При этом не имеет принципиального значения, как эти снимки сделаны: в два приёма одним обычным фотоаппаратом, который перемещают из одной в точки в другую, двумя спаренными одинаковыми фотоаппаратами («фотоспаркой»), или специализированным стереофотоаппаратом. Ещё один способ стереосъёмки предполагает использование специальной стереонасадки на объектив обычной фотокамеры. Такая насадка с помощью призм или зеркал строит в границах кадрового окна изображение, состоящее из двух, полученных с разных ракурсов. Специализированные стереофотоаппараты содержат два и более объективов, снимающих один и тот же объект с разных точек.

Каждый из способов обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее простой считается съёмка обычным фотоаппаратом, перемещаемым по горизонтали, иногда по специальной направляющей. Однако такая техника непригодна для съёмки движущихся объектов, успевающих переместиться между двумя экспозициями. Два одинаковых фотоаппарата по той же причине требуют точной синхронизации затворов. Наиболее удобна съёмка специализированной стереокамерой, которая фактически конструктивно объединяет в общем корпусе два фотоаппарата с раздельными затворами, но общим видоискателем и лентопротяжным трактом. Такие фотоаппараты могут содержать более двух объективов, обеспечивая многоракурсную съёмку, предназначенную для специальных технологий демонстрации, позволяющих фактически «заглядывать» за основной объект съёмки.

Готовое изображение можно наблюдать безо всяких приспособлений (), с помощью стереоскопа, сдвоенного диапроектора или на плоском отпечатке, изготовленном способом лентикулярной печати или с двухцветным анаглифным изображением. В стереоскопе разделение изображений стереопары происходит за счёт отдельных окуляров для правого и левого глаза. Лентикулярный отпечаток не требует никаких оптических приспособлений, а анаглифный предполагает простейшие очки с красным и зелёным светофильтрами. Причём, лентикулярный отпечаток допускает наличие более, чем двух ракурсов стереопары. При диапроекции сепарация осуществляется чаще всего поляризацией с помощью светофильтров на объективах проектора и очков соответствующего типа.

Польза стереокартинок для зрения

Для того, чтобы снять напряжение с глаз, нужно изменить «режим работы» глазных мышц. Это как раз и позволяют сделать стереокартинки. Когда человек разглядывает такую картинку, цилиарная мышца, контролирующая хрусталик, сначала напрягается, а через несколько секунд достигает максимального расслабления

Это особенно важно после долгой работы за монитором компьютера, когда эта мышца перенапрягается. Обычно расслабление цилиарной мышцы происходит также, когда человек смотрит вдаль

Однако оно менее выражено, чем при рассматривании стереокартинок.

Подобным образом можно не только снять напряжение с глаз, но и добиться положительных изменений в случае ухудшения зрения. Особенно хорошо показывают себя стереокартинки при близорукости. Ведь она не что иное, как постоянное перенапряжение цилиарной мышцы, которое делает хрусталик более выпуклым и неспособным фокусироваться на расположенных вдали объектах. Трёхмерные картинки помогают достичь релаксации мышцы и «разгладить» хрусталик. Поскольку для мышечных волокон характерна так называемая «память», с помощью стереокартинок можно несколько уменьшить близорукость. В некоторых случаях достичь столь высоких результатов не удаётся, однако получается остановить дальнейшее ухудшение зрения благодаря таким тренировкам.

Эффективность стереокартинок для улучшения зрения – это не пустые слова. Её признают даже профессиональные врачи-офтальмологи. Они отмечают, что разглядывание таких изображений не только тренирует глазные мышцы, но также улучшает циркуляцию крови внутри глазного яблока и способствует выработке умения хорошо фокусировать зрение на различных предметах.

Обзор: объёмный вид и спаренные камеры

Наши глаза воспринимают объём (в частности) потому, что они видят объекты со слегка разной перспективой. Если закрыть один глаз, предметы на переднем плане поменяют положение гораздо заметнее, чем на заднем

Поднимите перед собой палец, сфокусируйтесь на заднем плане и обратите внимание на то, как видимое положение пальца меняется, когда вы смотрите на него каждым глазом по отдельности (это явление называется «параллакс»). А теперь поднесите палец поближе и обратите внимание на то, как увеличился сдвиг

Обычный стереоснимок просто имитирует наши глаза: он состоит из двух фотографий, которые были сняты с различных позиций. Чем больше смещение, тем сильнее эффект объёма — и тем сильнее предметы переднего плана смещаются относительно фона.

Стереокамера на марсоходе — снимок принадлежит NASA

Однако угол зрения объектива камеры зачастую отличается от угла зрения наших глаз, а соответственно, может меняться и дистанция между точками съёмки. Кроме того, для большинства 3D-техник принципиальное различие состоит в методе объединения изображений. Данная статья посвящена лишь одному из них: анимации «дрожанием» изображений.

Примечания

  1. , с. 314.
  2. ↑  (англ.). Victoria and Albert Museum, London. Дата обращения: 10 ноября 2020.
  3. Hawarden, Viscountess Clementina Elphinstone (1822—1865). British photographer // Encyclopedia of Nineteenth-Century Photography. — 1st Edition. — New York, London: Routledge, Taylor & Francis Group, 2008. — Т. 1—2. — С. 642. — 1736 с. — ISBN 978-0-4159-7235-2.
  4. , с. 123.
  5. ↑ , с. 217.
  6. , с. 126.
  7.  (недоступная ссылка). «Вокруг 3D». Дата обращения: 19 мая 2018.
  8. ↑ . «Arti Studio 3D». Дата обращения: 19 мая 2018.
  9. , с. 112.
  10. , с. 47.
  11. , с. 218.
  12. , с. 29.
  13. Александр Бенедиктов. . «Entomology» (31 декабря 2006). Дата обращения: 19 мая 2018.

Преуменьшенный и преувеличенный стереоэффект

Обычно на фотографии мы видим уменьшенное или увеличенное изображение предмета. Проделайте мысленный эксперимент: уменьшите или увеличьте сфотографированные вами объекты до тех размеров, которые они имеют на фотографии, и поставьте их перед собой. Представьте себя Гулливером в стране лилипутов или великанов. Теперь закройте левый, а затем правый глаз, и вы увидите действительный параллакс.

Параллакс на вашей фотографии может быть намного меньше действительного. От этого фигурки людей и животных кажутся плоскими, как будто вырезанными из картона — они сильно сжаты в продольном направлении. При увеличении параллакса предметы, наоборот, вытягиваются. Но часто сложно определить, преуменьшен параллакс или преувеличен, потому что мы не знаем действительных размеров снятых предметов. Другое дело — портрет человека, его пропорции нам хорошо известны.

В начало страницы

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Область фото
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Анимированная объёмная стереофотография

Примечания

  1. , с. 314.
  2. ↑  (англ.). Victoria and Albert Museum, London. Дата обращения: 10 ноября 2020.
  3. Hawarden, Viscountess Clementina Elphinstone (1822—1865). British photographer // Encyclopedia of Nineteenth-Century Photography. — 1st Edition. — New York, London: Routledge, Taylor & Francis Group, 2008. — Т. 1—2. — С. 642. — 1736 с. — ISBN 978-0-4159-7235-2.
  4. , с. 123.
  5. ↑ , с. 217.
  6. , с. 126.
  7.  (недоступная ссылка). «Вокруг 3D». Дата обращения: 19 мая 2018.
  8. ↑ . «Arti Studio 3D». Дата обращения: 19 мая 2018.
  9. , с. 112.
  10. , с. 47.
  11. , с. 218.
  12. , с. 29.
  13. Александр Бенедиктов. . «Entomology» (31 декабря 2006). Дата обращения: 19 мая 2018.

Для чего нужны

Стереокартинки – это совокупность точек, различных узоров, геометрических фигур и заднего фона, с помощью которых зашифровано трёхмерное изображение. Чтобы его увидеть, нужно сфокусировать на такой картинке взгляд, а затем расслабить его. После этого перед взором человека предстаёт 3D-рисунок.

Иногда стереокартинки состоят не из геометрических фигур, а из других мелких изображений, которые человеческий мозг может скомпилировать в единое целое.

Родом стереокартинки из России. Первые эксперименты со стереоскопическим изображением начал проводить российский фотограф Иван Александровский в середине XIX века. Она накладывал несколько фотографий, сделанных с разных ракурсов, друг на друга, что давало возможность видеть объёмное изображение. Конечно, Александровский не создавал тех стереокартинок, о которых мы говорим, но принцип, положенный в их основу, был открыт именно им. А подобные изображения в современном виде появились в 1979 году. Их создателями стали Кристофер Тайлер и Маурин Кларк, зашифровавшие трёхмерный объект с помощью большого количества разноцветных точек, набранных ими на компьютере «Эпл-2».

Принцип работы стереокартинок заключается в том, что если один глаз получает одно изображение, а другой – другое, мозг способен их объединить в единое целое. На трёхмерных картинках содержится как раз два слоя изображений, которые при расслаблении глазных мышц и расфокусировке зрения поступают в каждый глаз по отдельности, а затем обрабатываются мозгом. Именно поэтому человек, рассматривающий стереокартинку, в конце процесса начинает видеть 3D-рисунок.

Подобные картинки – не только прекрасное развлечение, но и довольно полезное для зрения занятие. Чтобы понять, зачем нужны стереокартинки и каким образом они могут оказывать благотворное влияние на зрение, сначала нужно разобраться, а от чего, собственно, утомляются глаза, и как происходит возникновение нарушений, связанных с этим.

Прочие способы создания и просмотра объёмных снимков

Есть несколько других достаточно сложных способов получения и просмотра 3D-фотографий, но они не настолько просты в просмотре, как вышеприведенное «дрожащее изображение». К наиболее популярным методам относятся:

 
Способ показа: стереопара стереограмма красно-синийкомпозит поляризованныйкомпозит
Способ просмотра: перекрёстный фокус красно-синие очки поляризованные очки

Данные изображения всего лишь иллюстрируют, как выглядит каждый из методов;не пытайтесь увидеть в них объём, при данном размере и на вашем дисплее это невозможно.

  • Стереопары изображений, просматриваемые в перекрёстном фокусе. Чтобы добиться объёма, нужно всего лишь расположить изображения по разным сторонам и посмотреть на них, расфокусировав глаза. Если всё сделано правильно, каждого изображения станет два, но центральные изображения при этом сойдутся в одно объёмное. Тем не менее, это наиболее сложный и неестественный способ просмотра.
  • Стереограммы. Их несколько проще увидеть, чем стереопары, но они не передают в объёме цвет.
  • Красно-синие композитные изображения, просматриваемые в красно-синих очках («анаглиф»). Просмотр относительно прост, таким образом показывали все старые объёмные фильмы, однако цветопередача выглядит гораздо менее естественно, чем в новых поляризованных объёмных фильмах (далее).
  • Наложенные поляризованные изображения, просматриваемые в поляризованных 3D-очках. В настоящее время этот способ стал стандартом для объёмных фильмов и он действительно достигает наилучших результатов, однако он требует специальных очков, а также специального экрана.

К счастью, основная разница вышеописанных техник состоит в том, как их показывать и смотреть, а не в том, как их снимать. Имея два стереоснимка, вы всегда можете впоследствии изменить способ их объединения по мере развития технологии.

Перспектива

В книге Якова Исидоровича Перельмана «Занимательная физика» описывается, как можно увидеть объемное, рельефное изображение, разглядывая обычный плоский фотоснимок.

  • Первое правило — рассматривать фотографию одним глазом.

  • Второе правило — держать снимок в надлежащем расстоянии от глаза. Для получения впечатления объема надо рассматривать снимок под углом зрения, равным углу, под которым аппарат объектива «видел» изображение предметов. Отсюда следует, что снимок надо приблизить к глазу на расстояние, которое во столько же раз меньше расстояния предмета от объектива, во сколько раз изображение предмета меньше натуральной величины.

Я. И. Перельман предлагает находить это расстояние по формуле:

Правильный способ рассматривании стереослайдов — держать их на расстоянии, равном фокусному расстоянию фотообъектива. На этом и основаны устройства для рассматривания слайдов — слайды в них помещаются на расстоянии 6 см от глаза, что приблизительно равно фокусному расстоянию большинства используемых фотоаппаратов. А поскольку человек не в состоянии рассматривать объекты с такого близкого расстояния, за исключением очень близоруких людей, эти устройства содержат лупы, чтобы сделать человека «близоруким». Рассматривая слайды с помощью этих устройств, человек смотрит одним глазом и с надлежащего расстояния, т. е. оба условия для передачи полноты объема выполнены. Но если слайды сделаны фотообъективом с другим фокусным расстоянием, отличным от 6 см, то и размеры этого устройства должны быть изменены.

По такому же принципу устроены и стереоскопы: расстояние между глазами и слайдом равно фокусному расстоянию стандартных фотоаппаратов — примерно 6 см — и вы можете увидеть объем, рассматривая картинку одним глазом. Считается, что ощущение объема усиливается от рассматривания стереопар двумя глазами. В действительности перспектива при рассматривании одним глазом и при рассматривании стереопар двумя глазами может сильно отличаться. Мы видим иллюзию объема, но картина выглядит как-то неестественно, неправдоподобно.

При печати фотографии с негатива мы увеличиваем изображение и соответственно растояние для правильного рассматривания фотографий. Введем величину увеличение кадра М:

Для стандартных негативов размером 24 мм на 36 мм мы получаем увеличение:

  • 3,8 — для фотографий 9×13 см;

  • 4,2 — для фотографий 10×15 см;

  • 5,4 — для фотографий 13×18 см;

  • 6,3 — для фотографий 15×21 см;

Зная эти величины, мы получим расстояние для правильной передачи перспективы из формул и
:

где f — фокусное расстояние.

>Но формулы верны для случаев, когда снимаемый объект находится на расстоянии много большем фокусного расстояния объектива. Для случаев макросъемки, когда расстояние до снимаемого объекта сравнимо с фокусным расстоянием объектива, (фокусное расстояние) в этих формулах должно быть заменено на величину t — расстояние между фотопленкой и главной плоскостью фотообъектива:

где L — расстояние до снимаемого объекта, f — фокусное расстояние фотообъектива.

Формулы будут выглядеть так:

Теперь мы знаем расстояние, с которого нужно рассматривать фотографии одним глазом, чтобы получить правильное представление о перспективе картины.

Правило правильной передачи перспективы можно сормулировать более просто и понятно: угловые размеры предметов должны быть правильно воспроизведены.

Кроме линейного размера, измеряемого в мм, см, метрах и т.д., предметы имеют и угловой размер. Но он будет меняться с расстоянием: чем ближе к нам предмет, тем больше его угловой размер.

При правильной передаче перспективы угловые размеры предметов будут такими же, какими мы их видим в реальности. Это хорошо показано в комиксе Херлуфа Бидструпа «Натуралист». На картине, которую несет художник подмышкой, линейные размеры предметов уменьшены, но угловые — переданы абсолютно точно.

Теперь нам ясна суть правильной передачи перспективы. А приведенные выше формулы связывают воедино размер фотографии, растояние до снимаемого предмета, фокусное рсстояние объектива и расстояние, с которого мы рассматриваем фотокарточку.

В начало страницы

Этап №1: как получить стереоснимок

Чтобы создать анимированное объёмное изображение или «дрожащее изображение», используется несколько иная техника съёмки, нежели для стандартных 3D-снимков. Вместо съёмки с параллельными линиями зрения, для дрожащих изображений используют сходящиеся линии зрения. Их можно получить следующим образом:

1.1. Определите композицию, которая распространяется на передний, средний и задний планы. Избегайте смещения предметов.

1.2. Выберите расстояние и предметы, которые будут выглядеть неподвижно при каждом из положений камеры

1.3. Сделайте первый снимок, тщательно выдерживая выбранное расстояние.

1.4. Переместите камеру на 10-30 см* влево, слегка изменив линию зрения вправо (или наоборот), так чтобы выбранный предмет занимал в кадре то же положение, что и на предыдущем снимке. Это наиболее сложный из шагов, который наверняка потребует некоторой практики.

* Примечание по поводу смещения. Вы наверняка захотите попробовать различные смещения в зависимости от фокусного расстояния, расстояния до предмета и его предполагаемого размера в кадре. Как правило:

  Смещение
с увеличением фокусного расстояния . . . уменьшается
с увеличением расстояния до предмета . . . увеличивается
с увеличением размера в кадре . . . уменьшается

Имейте в виду, что широкоугольные снимки обычно делаются намного ближе к предмету (см. «Использование широкоугольных объективов»). Близкие предметы требуют меньшего смещения, так что на практике для широкоугольных объективов может потребоваться не такое большое смещение, как для телеобъективов.Зачастую самым простым способом определить величину смещения будет подвигать камеру туда и обратно до тех пор, пока движение не станет выглядеть удовлетворительно в видоискателе или на ЖК-экране. К счастью (или к сожалению), точных цифр не существует, и приемлемый результат могут дать разные смещения. Тем не менее, слишком маленькое смещение может исключить эффект объёма, а слишком большое может привести к тому, что анимация будет выглядеть как чередование двух плоских кадров. В любом случае хорошей идее является сделать несколько снимков с разными смещениями, чтобы иметь возможность оценить влияние различного смещения на результат и выбрать наилучшее.

Параллакс

Параллакс (греч. parallaxis уклонение) — перспективное, кажущееся смещение расматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблюдения. Если вы посмотрите на окружающие предметы вначале одним глазом, потом другим, то вы увидите, что объекты, расположенные на различном расстоянии от вас, смещаются относительно друг друга — это смещение и называется параллаксом. Благодаря этому параллаксу мы и получаем представление о взаимном расположении объектов.

При получении стереопар первым способом, когда фотоаппарат смещается параллельно, объекты, расположенные очень далеко, не смещаются, и на обоих кадрах находятся на одном и том же месте. Смещаются объекты, расположенные на переднем плане.

Для этого способа съемки параллакс можно представить в виде такой схемы.

Для переднего плана параллакс максимальный, для бесконечно удаленных объектов параллакс равен нулю

Ниже представлена схема параллакса для второго вида стереосъемки:

Если для первого вида съемки параллакс имеет только передний план, то при съемке с поворотом на заднем плане тоже появляется параллакс, но с обратным знаком. На оси вращения фотоаппарата нет никакого смещения, поэтому мы и назвали ее осью нулевого параллакса.

Показанный ниже рисунок объясняет, почему меняется перспектива, если мы рассматриваем картину сквозь стереоочки с различных расстояний. Если мы подойдем ближе к стереоизображению, предметы «сожмутся» в продольном направлении, отойдем дальше — «вытянутся».

Человек не в состоянии соединить в объемное изображение две стереопары с очень большим параллаксом. Расположите какие-либо предметы на различном расстоянии от глаз и фокусируйте свое зрение то на одном, то на другом предмете, и вы увидите, что сфокусировав зрение на передних предметах, вы не сможете четко увидеть дальние предметы — они будут двоиться, и наоборот, при фокусировании зрения на дальних предметах, раздваиваться будут передние. Обычно мы этого не замечаем, потому что человеческий глаз — динамическая система, и очень быстро перестраивает свой фокус. Но стереофотография статична, и поэтому существует ограничение на максимальный параллакс.

Каково же это ограничение?

Дело в том, что оно зависит от зрения человека. Для автора оно составляет 3 мм для переднего плана и 9 мм — для заднего, если рассматривать стереооткрытку с расстояния в 40 см. Близорукие люди в состоянии воспринять значительно больший параллакс. Но не все люди обладают способностью соединять в объемное изображение стереопары с большим параллаксом. Если параллакс очень большой, то одни люди с удовольствием разглядывают объемные картинки, а другие не в состоянии что-либо увидеть, пока не отодвинут стереооткрытку на большее расстояние. Потому что максимально допустимый параллакс в действительности угловая величина и зависит от расстояния, с которого мы рассматриваем картину. Чем дальше от нас картина — тем больше максимально допустимый параллакс. Если речь идет о переднем плане: для 6 см (с такого расстояния мы рассматриваем стереослайды) — это 1,5 мм, для 40 см — это 3 мм, для 1 метра — уже 1 см и т.д. Для заднего плана эти значения увеличиваются в три раза.

В начало страницы

Сведение стереопары программой Anaglyph Maker

Итак, стереопара готова, теперь необходимо свести ее в один общий стереоснимок. Для этого нам потребуется специальная программа для стереофотографии (3D фото). Программ существует множество, мы воспользуемся Anaglyph Maker, программа полностью бесплатна.

Выберите «Load Left Image» и загрузите фотографию для левого глаза. Аналогичным образом через «Load Right Image» загрузите фотографию для правого. Выберите пункт «Anaglyph Color (Red-Cyan)» затем нажмите «Make 3D Image». В окне программы появится результат, который пока еще не является стереофотографией, теперь необходимо осуществить непосредственно сведение изображений стереопары. Воспользуйтесь для этого кнопками «5L, 5R, 5U, 5D, L, R, U, D», вы увидите как изображения начнут перемещаться относительно друг друга вправо, влево, вверх и вниз соответственно. Сначала перемещая изображения вверх и (или) вниз выровняйте их по вертикали. Затем приступайте к выравниванию по горизонтали. На этом этапе вам понадобятся красно-голубые стереоочки, во время сведения нужно надеть их и наблюдать за тем что у вас получается. Как только вы достигнете максимального стереоэффекта, задача выполнена — стереофотография (3D фото) готова. Используя «Save 3D Image» сохраните ее на диск. Все, вы только-что создали первую в своей жизни стереофотографию, как видите ничего сложного здесь нет. Кроме того, для съемки 3D фотографий, можно приобрести фотоаппарат Sony DSC-TX55, который на сегодняшний день, является самым тонким в мире и позволяет снимать в режиме Full HD.

Методы стереофотографии

Для получения стереопары необходимо снять одни и те же объекты с двух разных точек, отстоящих друг от друга по горизонтали на расстоянии стереобазиса. При этом не имеет принципиального значения, как эти снимки сделаны: в два приёма одним обычным фотоаппаратом, который перемещают из одной в точки в другую, двумя спаренными одинаковыми фотоаппаратами («фотоспаркой»), или специализированным стереофотоаппаратом. Ещё один способ стереосъёмки предполагает использование специальной стереонасадки на объектив обычной фотокамеры. Такая насадка с помощью призм или зеркал строит в границах кадрового окна изображение, состоящее из двух, полученных с разных ракурсов. Специализированные стереофотоаппараты содержат два и более объективов, снимающих один и тот же объект с разных точек.

Каждый из способов обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее простой считается съёмка обычным фотоаппаратом, перемещаемым по горизонтали, иногда по специальной направляющей. Однако такая техника непригодна для съёмки движущихся объектов, успевающих переместиться между двумя экспозициями. Два одинаковых фотоаппарата по той же причине требуют точной синхронизации затворов. Наиболее удобна съёмка специализированной стереокамерой, которая фактически конструктивно объединяет в общем корпусе два фотоаппарата с раздельными затворами, но общим видоискателем и лентопротяжным трактом. Такие фотоаппараты могут содержать более двух объективов, обеспечивая многоракурсную съёмку, предназначенную для специальных технологий демонстрации, позволяющих фактически «заглядывать» за основной объект съёмки.

Готовое изображение можно наблюдать безо всяких приспособлений (), с помощью стереоскопа, сдвоенного диапроектора или на плоском отпечатке, изготовленном способом лентикулярной печати или с двухцветным анаглифным изображением. В стереоскопе разделение изображений стереопары происходит за счёт отдельных окуляров для правого и левого глаза. Лентикулярный отпечаток не требует никаких оптических приспособлений, а анаглифный предполагает простейшие очки с красным и зелёным светофильтрами. Причём, лентикулярный отпечаток допускает наличие более, чем двух ракурсов стереопары. При диапроекции сепарация осуществляется чаще всего поляризацией с помощью светофильтров на объективах проектора и очков соответствующего типа.

Этап №2: как создать объёмный анимированный GIF

Последовательность действий показана на примере программы Photoshop, однако многие другие программы редактирования изображений тоже подойдут. В общем, используемая программа должна поддерживать слои и запись анимации в GIF. Кроме того, существует бесплатная автоматизированная программа, называемая StereoPhoto Maker. В любом случае, последовательность действий такова:

2.1. Вставьте один из снимков в качестве нового слоя над другим:

2.2. Измените плотность верхнего слоя на 50% и скорректируйте его положение таким образом, чтобы выбранные в п. 1.2 предметы совпадали по положению с нижним слоем. Потом верните непрозрачность верхнего слоя. Это не всегда обязательно, но может быть полезно для минимизации влияния ошибок, допущенных в п. 1.4.

 
Установите плотностьверхнего слоя в 50% Два вертикальных столба выглядят чётко (положение совпадает), тогда как предметы переднего плана и фона выглядят смазанными (положение отличается).

2.3. Откройте окно анимации (Photoshop: Window → Animations). Затем создайте второй кадр анимации, нажав на кнопку, обведенную красным.

2.4. Выберите первый кадр и сделайте в нём видимым только нижний слой (как показано ниже), затем выберите второй кадр и сделайте видимым только верхний слой (или наоборот).

2.5. Задайте задержку между кадрами. Обычно анимированные стереоизображения наилучшим образом выглядят с задержкой в 0.1 секунды (как показано вверху справа). Вы можете проверить анимацию, нажав на кнопку воспроизведения.

2.6. Если вы удовлетворены результатом, сохраните изображение как анимированный GIF, используя меню «File → Save for Web & Devices …» и выбрав «GIF» в меню формата вверху справа. Полученный эффект объёма можно будет наблюдать в программе просмотра изображений, почтовом клиенте или браузере.

История стереофотографии

Клементина Гаварден. Дандрамский карьер, между 1857 и 1860. Стереоскопическая пара, входит в коллекцию, подаренную Клементиной Тоттенхэм

Стереофотография получила широкое распространение в Великобритании в середине XIX века. Одним из пионеров стереофотографии считается британская аристократка и фотограф-любитель Клементина Гаварден. Она делала по две фотографии ландшафтов вокруг поместья Дандрам с небольшим смещением для создания трёхмерного эффекта. Историк фотоискусства Кимберли Родс считала, что эти ранние работы Гаварден не могут быть оценены как произведения высокого искусства и, вероятно, из-за этого не экспонировались при её жизни. К настоящему времени сохранилось большое число её стереоскопических пар, снятых в поместье Дандрам в Ирландии в 1857—1864 годах, которое после смерти отца унаследовал её супруг. Значительное их число в настоящее время входит в коллекцию Музея Виктории и Альберта в Лондоне.

Как получить стереоизображение, «плавающее в воздухе»

Как получить стереоизображение, «плавающее в воздухе&quot? Для этого передние предметы должны быть увеличены сильнее, чем нужно, их угловые размеры — значительно преувеличены. Наш мозг компенсирует подобное искажение, приблизив к нам часть изображения. Предметы выдвинутся вперед и будут висеть в воздухе рядом с нами. Подобный стереоэффект выглядит потрясающе.

Нужное искажение изображения происходит из-за бочкообразной дисторсии объектива.

Большую бочкообразную дисторсию имеют широкоугольные короткофокусные объективы.

Фотография сделана широкоугольнымобъективом Фотография сделана нормальнымобъективом

Человечесикй глаз так же является короткофокусным широкоугольным объективом. Почему же мы не наблюдаем искажения,подобного показанному на верхнем рисунке слева? Объяснение кроется в строении глаза человека.

Изображение формируется на сетчатке глаза, которая располагается на сферической поверхности. Дисторсия же возникает из-за того, что мы фиксируем на плоскую фотопленку изображение, которое сфокусировано на сферической поверхности.

  • Первое правило получения стереоизображения, «плавающего в воздухе» — нужны условия фотосъемки, при котором передние предметы увеличиваются значительно сильнее задних и имеют преувеличенные угловые размеры.
  • Второе правило — ось вращения фотоаппарата должна находиться не впереди, а позади снимаемого объекта.

  • Третье правило — предмет должен быть обособлен, не соединен с другими предметами, которые привязывали бы его к определенному плану.

  • Ось нулевого параллакса находится вблизи плоскости фотографии. В плоскости фотографии сходятся оси глаз. Исходя из этого определяется угловая стереобаза. Расстояние от глаз до открытки — S, расстояние между глазами — 6,5 см. Получаем угловую стереобазу:

  • Если S=30 см, получаем угловую стереобазу, равную 12 градусам. Отсюда четвертое правило — фотоаппарат при стереосъемке поворачивается на 12 градусов. Такая большая угловая стереобаза тоже способствует тому, что предметы на изображении приближаются к нам.

Изображение, «плавающее в воздухе», можно получить, изменив распределение параллаксов. Ракурсы для левого и правого глаз смещаются относительно друг друга так, чтобы увеличить параллакс на переднем плане. При этом часть изображения выдвинется вперед, но стереэффект не всегда будет хорошо восприниматься.

В начало страницы

Обзор: объёмный вид и спаренные камеры

Наши глаза воспринимают объём (в частности) потому, что они видят объекты со слегка разной перспективой. Если закрыть один глаз, предметы на переднем плане поменяют положение гораздо заметнее, чем на заднем

Поднимите перед собой палец, сфокусируйтесь на заднем плане и обратите внимание на то, как видимое положение пальца меняется, когда вы смотрите на него каждым глазом по отдельности (это явление называется «параллакс»). А теперь поднесите палец поближе и обратите внимание на то, как увеличился сдвиг

Обычный стереоснимок просто имитирует наши глаза: он состоит из двух фотографий, которые были сняты с различных позиций. Чем больше смещение, тем сильнее эффект объёма — и тем сильнее предметы переднего плана смещаются относительно фона.

Стереокамера на марсоходе — снимок принадлежит NASA

Однако угол зрения объектива камеры зачастую отличается от угла зрения наших глаз, а соответственно, может меняться и дистанция между точками съёмки. Кроме того, для большинства 3D-техник принципиальное различие состоит в методе объединения изображений. Данная статья посвящена лишь одному из них: анимации «дрожанием» изображений.

Вычисление стереобазы

Вычисление стереобазы для съемки с параллельным смещением фотоаппарата

При стереосъемке с параллельным смещением параллакс в бесконечности равен нулю, смещение появляется только на переднем плане. Стереобаза вычисляется из тех соображений, чтобы параллакс на переднем плане Parallaxfore был равен 3 мм (для рассматривания стереооткрытки с расстояния в 30-40 см).

Здесь Base — линейная стереобаза, Parallaxfore — параллакс на переднем плане, Lfore — расстояние до предмета, находящегося на преднем плане, — ближайшего к нам предмета, f — фокусного расстояние объектива, L — расстояние до точки фокусировки объектива, M — увеличение негатива, включая изменения размера при печати фотографий, сканировании, кадрировании и др.

Для фотоаппаратов с несмещаемым объективом (focus free) стереобаза вычисляется по нижеприведенной формуле:

Эта формула показывает, что чем дальше от нас снимаемые объекты, тем больше должна быть стереобаза. Но представим, что вы купили стереофотоаппарат или стереоприставку. Для этих устройств база строго задана и равна приблизительно 6-7 см. Из формулы (8) можно вычислить, на каком расстоянии от нас должны находиться снимаемые предметы для стереобазы в 6-7 см. Допустим, что фокусное расстояние фотообъектива равно 6 см, параллакс на переднем плане равен 3 мм. Мы печатаем фотографию 10 на 15 см, то есть увеличиваем негатив в 4,2 раза. Получаем Lfore=5,5 м, значит, желательно, чтобы предметы располагались на расстоянии дальше, чем 5,5 метров.

Вычисление стереобазы для съемки с вращением фотоаппарата

Для этого случая параллакс появляется и на заднем и на переднем плане. Но если для переднего плана мы ограничиваем параллакс 3 мм, то для заднего плана это ограничение — 9 мм, в три раза больше. Стереобазу можно вычислять, исходя из параллакса для переднего плана:

Можно вычислять стереобазу и исходя из параллакса для заднего плана:

Здесь P — расстояние до оси вращения фотоаппарата. Мы получим два значения угловой стереобазы. Выбрать нужно наименьшее.

Если задний план находится в бесконечности, то формула (10) упрощается:

Ниже приведены формулы для фотоаппаратов с несмещаемым объективом (focus free). Формула (9) преобразуется в формулу (12), (10) — (13), (11) — (14):

Формулы (12), (13), (14) можно использовать с хорошим приближением и для фотоаппаратов со смещаемым объективом, когда все расстояния намного больше фокусного (L >> f). Только в случае съемки с близкого расстояния (когда L сравнимо с f), нужно использовать формулы (9), (10), (11).

Представим для примера, что мы видим домик на фоне леса. Лес находится далеко от нас, так что можно считать, что задний план — в бесконечности. Все расстояния намного больше фокусного расстояния фотообъектива. Поэтому для вычисления берем формулу (14). Параллакс заднего плана берем равным 9 мм (стереофотография будет рассматриваться с обычного расстояния в 30-40 см). Фокусное расстояние нашего фотоаппарата — 6 см. Чтобы правильно воспроизвести перспективу, нужно увеличить негатив примерно в 6 раз, то есть напечатать фотографию размером 15 на 21 см (см. раздел ). Parallaxback=9 мм, f=6 см, M=6. Получаем угловую стереобазу 1,4 градуса.

Чтобы знать, насколько мы должны смещать фотоаппарат, нужно вместе с угловой стереобазой вычислить и линейную:

Мы хотим сделать домик центром композиции, значит, фотоаппарат будет поворачиваться вокруг дома. Допустим, наш домик находится от нас на расстоянии 100 м. Получаем из формулы (15) линейную стереобазу 2,5 м. Чтобы повернуться на угол 1,4 градуса, нужно сместиться на 2,5 метра. Поймаем в перекрестие объектива трубу дома и сделаем первый снимок. Затем сместимся на 2,5 метра влево или вправо, снова поймаем в перекрестие объектива трубу и сделаем второй снимок. Труба дома будет ориентиром для совмещения стереопары. Представьте, что впереди дома есть еще какие-то предметы. Если они стоят очень близко от нас, то получится большое смещение и эти предметы будут портить всю картину. Чтобы параллакс на переднем плане не превышал 3 мм, нужно, чтобы предметы находились не ближе некоего расстояния Lfore, которое мы вычислим из формул (12) и (14), заменив AngularBasefore на AngularBaseinfinite:

В нашем случае мы получаем величину 75 м. Предметы не должны располагаться ближе 75 метров.

На основе приведенных формул лучше всего рассчитать готовые таблицы стереобаз, которые можно было бы использовать во время съемки.

В начало страницы

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Область фото
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: