Стереокино на домашнем телеэкране  

Человек воспринимает окружающий мир объемным, в трех измерениях. А на экране кино и телевизора мы видим плоское, двумерное изображение, глубину которого приходится домысливать. Изобретенные еще в прошлом веке методы стереоскопического кино оказались довольно сложными, дорогими и пока еще не нашли широкого применения.

Новые возможности в этой области открывает разработанный в 1982 году во Всесоюзном сельскохозяйственном институте заочного образования "Способ Е. Л. Сосновского демонстрирования перспективного изображения объекта, вращающегося в перспективе". Способ основан на давно известном явлении, которое по имени первооткрывателя получило название "эффект Пульфриха" (см. "Наука и жизнь" № 9, 1966 г.; № 2, 1967 г.), и защищен авторским свидетельством на изобретение.

Чтобы изготовить стереопару, обычно делают два снимка с двух точек, расположенных, как и глаза, на расстоянии 6,5-7 сантиметров одна от другой. При этом одни и те же предметы на двух картинках стереопары окажутся расположенными немного по-разному. Расстояние между ними будет тем меньше, чем дальше от зрителя находятся предметы. Оптические оси глаз при их рассматривании пересекутся в более далекой точке, и совмещенное изображение будет казаться удаленным. Так на двумерной картинке возникает третье измерение - глубина.

Но можно поступить и по-другому - получить, например, левое изображение АлВл из правого АпВп простым смещением всех его точек на величину . Смещение должно быть тем больше, чем дальше находится совмещенное изображение от плоскости экрана (рис. 1). Именно так предложенный способ и создает объем.

Объект снимают в движении, либо вращая его перед камерой, либо поворачивая камеру вокруг объекта (рис. 2).

В результате все точки полученного изображения перемещаются по экрану с различной линейной скоростью (рис. 3), которая пропорциональна радиусу вращения, а значит, и изменяется по мере удаления центра.

Это основное изображение служит одной половиной стереопары. Чтобы создать вторую ее половину, дополнительное изображение, нужно все точки первого задержать на определенное время. Тогда объект будет виден с другой точки зрения, со сдвигом. И если первое изображение попадет только в правый глаз, а второе - в левый, то вместе они дадут стереоскопическое, трехмерное изображение. Наиболее простым и доступным способом временную задержку можно создать при помощи так называемого эффекта Пульфриха.

Существует зависимость времени зрительного восприятия от яркости изображения: чем меньше яркость, тем дольше держится на сетчатке изображение. В 1923 году, сравнивая разные оптические каналы по яркости, К. Пульфрих рассматривал светящуюся точку на экране осциллографа, закрыв левый глаз нейтральным светофильтром. При этом обнаружилось любопытное явление. Казалось, что точка справа налево движется перед экраном, а слева направо - за ним (рис. 4). Это объясняется тем, что перекрытый светофильтром левый глаз продолжает видеть более раннюю фазу движения, чем правый. Возникает как бы стереопара, а значит, и ощущение объема. Разделение основного и дополнительного изображений происходит автоматически: прикрытый светофильтром глаз в принципе не может видеть основное изображение, предназначенное для другого глаза.

Аналогичную картину можно увидеть, если, прикрыв светофильтром левый глаз, посмотреть на плоское изображение вращающегося по часовой стрелке объекта (рис.5). (Если он вращается против часовой стрелки, прикрыть фильтром нужно правый глаз.) Все точки переднего плана будут видны перед плоскостью экрана, а точки заднего плана - за ним. Кажущееся расстояние до экрана будет тем больше, чем выше горизонтальная скорость точки. Центр вращения - неподвижная точка О - виден в плоскости экрана. Стереоэффект будет особенно впечатляющим при широкоформатном изображении.

Скорость вращения предмета при съемке с учетом физиологических возможностей глаза должна быть от 3 до 10 оборотов в минуту. В качестве светофильтра можно использовать темное стекло от светозащитных очков или кусок засвеченной фотопленки. Плотность фильтра подбирают опытным путем. Для удобства его закрепляют в очковой оправе.

В год столетия российского кинематографа телевидение получило возможность демонстрировать на обычном телевизоре стереоскопические учебные, рекламные и развлекательные программы. А читатели журнала "Наука и жизнь" - владельцы видеоаппаратуры - могут теперь без каких-либо сложностей снять стереофильм по собственному сценарию и поделиться своим опытом, прислав письмо в редакцию.

Е. Сосновский, журнал "Наука и жизнь"



СТЕРЕОАРТ: Совместный проект СИТЦ "ПРОГРЕСС" и Serge N. Kozintsev