Стремление получить из плоских картинок объемное стереоизображение можно обнаружить в достаточно давние времена. Еще в XV веке этим занимался Леонардо да Винчи. В 1593 году Джакомо Порта (итальянский архитектор, ученик Микеланджело) установил, что в нашем сознании комбинируются изображения, полученные обоими глазами, и описал отдельные составляющие стереопары.
Первые устройства, позволяющие создавать стереоскопический эффект, появились к середине XIX века. Эллиот изобрел щелевой стереоскоп в 1831 году. В нем не использовалась оптика, а левое и правое изображения следовало переставлять местами. В 1833 году Чарлз Уитсон изготовил первый зеркальный стереоскоп, а в 1849 году Давид Брюстер разработал линзовый стереоскоп. В этих стереоскопах, так же как и в современных, правый глаз видит правый кадр стереопары, а левый - левый кадр.
Однако при рассматривании стереопар таким образом оптические оси глаз нужно разводить в стороны (дивергенция), что возможно только до физиологического предела (параллельное расположение осей глаз). Поэтому для просмотра этим способом стереокартинок необходим стереоскоп - линзовый, призматический или зеркальный оптический прибор, который поворачивает ход лучей и, таким образом, позволяет, не напрягая глаз, рассматривать стереопары.
Стереофотографии, публиковавшиеся в журнале "Наука и жизнь", были небольшого размера, а расстояние между центрами левого и правого кадров стереопары составляло 65 мм (среднее межзрачковое расстояние). При этом оптические оси глаз располагались параллельно, как при рассматривании сильно удаленных предметов, и, хотя приходилось "подстраивать" фокусировку глаз (аккомодация), практически каждый при небольшом напряжении мог увидеть стереоэффект.
Предлагаемый ниже способ рассматривания стереокартинок можно назвать инверсным: он отличается от традиционного только тем, что левый и правый кадры стереопары меняются местами (как в стереоскопе Эллиота). При этом способе оптические оси глаз, пересекаясь, направлены от правого глаза - налево (а там расположен правый кадр стереопары) и от левого глаза - направо (к левому кадру).
Способ, так сказать, более физиологичный: сводить глаза (конвергенция) можно практически к кончику носа. При инверсном способе размер стереопары практически не ограничен - нужно просто подальше отойти от картинки большого размера. А это позволяет без специальных приборов рассматривать стереопару, образованную двумя половинками кадра на экране телевизора.
Стереотелевидение пробуют делать давно и разными способами. Например, с помощью цветных очков (анаглифическая селекция). Для этого видеосъемка производится двумя видеокамерами с красным и голубым светофильтрами. При просмотре анаглифа через очки с цветными фильтрами левый глаз видит предназначенную ему красную часть анаглифа, а правый - голубую. В сознании наблюдателя осуществляется бинокулярное смешение левого и правого изображений стереопары, правда, объемное изображение будет наблюдаться черно-белым.
Другой способ стереотелевидения - черезкадровая проекция - требует применения очков на жидких кристаллах (обтюраторов), которые, переключаясь синхронно с кадровой разверткой телевизора, поочередно становятся прозрачными или непрозрачными для левого и правого кадров стереопары. Это, пожалуй, самый сложный технически, но наиболее эффективный способ разделения изображений. Применяется он в технике, например для дистанционного управления роботами, а также в компьютерных играх со стереоизображением.
Но все технические и экономические трудности создания стереоскопического телевидения были бы решены, если бы в этом была острая необходимость: начиная с наскальных рисунков человечество привыкло к изображению многомерного окружающего мира на плоскости. В стереокинотеатр вы сходите один раз, удивитесь увиденному и вернетесь к обычному экрану. Так и в телевидении: создавать сложную систему сдвоенных видеокамер, специальных видеостудий, передатчиков с расширенной полосой частот и изобретать специальные телевизоры не имеет смысла. Зато можно попробовать самому сделать стереовидеосьемку, а так как при инверсном способе не требуется специальной аппаратуры, можно встраивать эффектные стереокадры, продолжительностью в несколько минут, в "нормальный" видеофильм.
Если разделить телевизионный экран пополам и вывести в левую часть экрана правый кадр стереопары, а в правую - левый кадр, то, используя инверсный способ, легко увидеть стереоизображение (см. 8-ю стр. вкладки). Правда, как и в традиционном способе, если не ограничивать поля зрения левого и правого глаз, вы будете видеть три картинки: в центре - стереоскопическое изображение и по бокам от него - изображения левого и правого кадров (фото внизу). Можно просто не обращать на них внимания, но можно, ограничив поле зрения, избавиться от них, сделав рамку из рук (см. рисунок вверху), или вырезать рамку из плотной бумаги либо картона.
Чтобы попробовать, как будет выглядеть стерео картинка на экране телевизора, вы можете переснять стереопару с цветной вкладки на видеокамеру, с нее записать изображение на видеомагнитофон.
Этот эксперимент покажет, что для воспроизведения стереоизображений не нужно специальной аппаратуры - стереоскопический видеофильм можно записать, как и "нормальный", на стандартную видеокассету и воспроизводить на обычных видеомагнитофоне и телевизоре.
Теперь дело за малым - где взять стерео видеофильм?
Вы сами в состоянии снять стереоскопический фильм, если сделаете несложную стерео насадку к видеокамере. У тех, кто мастерил что-нибудь своими руками, работа не займет много времени.
Первым делом найдите зеркала с наружным покрытием. Как мы уже писали, такое зеркало можно изготовить и самому (см. "Наука и жизнь" № 2, 1997 г.), смыв ацетоном защитный слой краски с обратной стороны зеркала (по толщине и размерам лучше всего подходят зеркала из пудрениц). Смывайте краску аккуратно, чтобы не повредить зеркальное покрытие. Нарезать зеркала нужного размера лучше алмазным стеклорезом: размер зеркал 50x55 мм - 2 шт. (зеркала в и г), 30x55 мм (зеркало б) и 30x30 мм (зеркало а).
Для основания приставки подойдет черная пластмасса толщиной 3-4 мм, на нее и перенесите разметку с верхнего рисунка. Для пробной съемки закрепите зеркала пластилином (для разных типов видеокамер может понадобиться передвинуть зеркала относительно разметки); естественно, пластилин прилепляйте со стороны, где нет зеркального слоя. Расставив и закрепив зеркала, установите стереоприставку близко к объективу видеокамеры, но не прикасайтесь к линзе.
Включив видеокамеру в режим съемки, нужно произвести юстировку зеркал: подбирая наклон и поворот каждого зеркала, надо добиться того, чтобы главный объект съемки попадал в центр каждого полукадра и оба его изображения оказались на одной высоте. Трансфокатором подберите минимальное увеличение, при котором изображение целиком помещается в зеркалах. Юстировку удобно производить, подключив видеокамеру к телевизору и наблюдая весь процесс на большом экране. Когда юстировка закончена, попробуйте посмотреть снимаемую видеокамерой стереокартинку, и, если стереоэффект, полученный с помощью макета, вас устраивает, можете делать настоящую стереоприставку.
В основании приставки просверлите отверстия для крепления зеркал. Кронштейн для крепления приставки к видеокамере лучше изготовить из алюминия, чтобы иметь возможность подогнуть его для точной установки стереоприставки.
После того как вся конструкция закреплена, повторите юстировку зеркал.
Теперь можно начинать видеосъемку. При стереоскопической видеосъемке, как и при съемке стереофотоаппаратом, старайтесь выбирать кадры, дающие наилучший эффект. Так, в кадре должно быть несколько планов, например, на переднем - ветка дерева, забор или цветок, на среднем - главный объект съемки и далее - задний план. Не стоит снимать быстро движущиеся предметы: глаза, не успевая за объектом, будут терять фокусировку.
При монтаже видеофильма полезно добавить перед появлением стереокадров настроечную таблицу.
снятую вашей же видеокамерой неподвижную стереофотографию или даже стереочертеж. Дело в том, что разным людям требуется разное время для улавливания стереоэффекта первый раз (иногда до нескольких минут).
В заключение необходимо предупредить, что если приходится чрезмерно напрягать глаза или вы ощущаете боль, то, естественно, нужно прекратить рассматривание. Кстати, некоторые люди вообще лишены способности видеть стереоизображение.
ЛИТЕРАТУРА
Валюс Н. Стереоскопия. М., Издательство Академии наук, 1962.
Гуревич С. Объемная печатная иллюстрация. М., «Искусство», 1959.
Мамчев Г. Стереотелевизионные устройства отображения информации. М., «Радио и связь», 1983.
ИНТЕРНЕТ. СТЕРЕОФОТОГРАФИИ В WWW
Пользователи Интернета могут посмотреть стереофотографии в электронной версии нашего журнала, в рубрике «Фотоблокнот». Стереопары, помещенные там, нужно рассматривать таким же инверсным способом: правым глазом — левый кадр, а левым — правый.
