Мир на 360 градусов: история и методы создания 3D-фотографии

Стереография, или 3D-фотография — это изображение, которое позволяет видеть снятый объект объемным. Такой эффект, от момента создания картинки и до ее воспроизведения, достигается различными методами. Однако в основе всех них лежит всего один принцип — особенность присущего людям бинокулярного зрения.

ПРИНЦИП

У человека два глаза, каждый из которых фиксирует свое изображение. В мозге они накладываются одно на другое, и мы воспринимаем объемную картинку реальности. Учитывая, что расстояние между зрачками 6–6,5 сантиметров, глаза видят дальние объекты лишь с небольшим искажением.

Так и при стереофотосъемке: объекты фотографируют с двух или более разных точек, отстоящих друг от друга на стереобазисе. Сделать это можно с помощью одной или спаренных камер, специального стереофотоаппарата или стереонасадки. Полученные изображения называют стереопарой.

"London Zoo. Tortoises", J. Dearden Holmes, 1920's

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

О том, что объемность картинки связана с тем, что каждый глаз видит немного отличающиеся картинки одного и того же объекта, знал еще Евклид. Вслед за ним эту особенность в 1584 году описал Леонардо да Винчи. Подробно теорию стереоскопического восприятия в своем труде «Диоптрика» в 1611 году изложил немецкий оптик и математик Иоганн Кеплер (Johannes Kepler).

В 1600 году итальянский художник Джованни Баттиста делла Порта (Giovanni Battista della Porta) написал первую стереокартину. Через сто лет его опыт повторил соотечественник Джакопо Хименти да Эмполе (Jacopo Chimenti da Empoli), затем, в середине следующего века, француз Буа-Клэр (G. A. Bois-Clair) и, в 1900-х годах, испанец Сальвадор Дали.

Изобрел стереофотографию профессор Лондонского Королевского колледжа Чарльз Уитстон (Charles Wheatstone). В 1833 году он создал зеркальный стереоскоп — прибор, позволяющий видеть объемную картинку с помощью заранее отснятой стереопары.

Первый фотоаппарат с двумя объективами в 1849 году сконструировал шотландец Дэвид Брюстер (David Brewster); он же соорудил стереоскоп без зеркал. Через шесть лет ученый также разработал первую зеркальную стереонасадку для камеры с одним объективом.

Стереоскоп, экспонат Schulhistorische Sammlung (School Historical Museum), Бремерхафен, Германия. Источник: wikipedia.org

В середине XIX века стереофотография была особо популярна в Великобритании. Так, одним из первых фотографов-любителей этого жанра стала британская аристократка Клементина Гаварден (Clementina Hawarden). Ее излюбленный объект съемки — поместье Дандрам в Ирландии. Сегодня большое количество стереопар, снятых Гаварден в 1857–1864 годах, хранится в коллекции лондонского Музея Виктории и Альберта.

В 1858 году француз Жозеф д’Альмейда (Joseph d’Almeida) открыл анаглифный метод представления стереопар. Его долгое время применяли для создания книг, комиксов, географических карт и открыток. В 1920-х годах появились пластиграммы — первые анаглифные фильмы.

"Dundrum Quarry", Clementina Hawarden, 1857–1860

МЕТОДЫ СЪЕМКИ

С помощью одной камеры

Наиболее простой метод. Камеру перемещают по горизонтали, иногда по специальным направляющим, на расстояние стереобазиса. Минус такого способа съемки — невозможно фиксировать движущиеся объекты.

С помощью стереофотоаппарата

Самый оптимальный метод 3D-съемки. Стереофотоаппараты представляют собой, по сути, две камеры, объединенные в одном корпусе: у них общий видоискатель и лентопротяжный тракт, но разные затворы. У некоторых таких устройств может быть больше двух объективов — в таком случае появляется возможность «заглянуть» за основной объект съемки.

Трехобъективный зеркальный пленочный стереофотоаппарат «Спутник». Одна из первых специализированных камер. Источник: wikipedia.org

На ebay можно найти функционирующие пленочные 3D-ретрокамеры в хорошем качестве за 7–15 тысяч рублей. Сегодня производством любительских цифровых стереоскопических фотоаппаратов занимается японская компания Fujifilm.

С помощью двух камер

Фотоаппараты обычно закрепляют на горизонтальной направляющей. Из плюсов: теперь можно запечатлеть и веселящихся детей, и летящих в небе птиц. Однако такой метод требует точной синхронизации затворов, которую можно обеспечить с помощью радиоспуска.

С помощью стереонасадки

Стереонасадку устанавливают прямо на объектив обычной камеры. Призмы и зеркала в аксессуаре кадрируют видимое поле фотоаппарата на два — как бы с разных ракурсов.

Камера Contax со стереонасадкой Stereotar C от компании Zeiss Ikon (1941 год). Источник: wikipedia.org

Современные 3D-объективы в сравнении со «старичками» более компактные и функциональные. Если соберетесь прикупить стереонасадку для пленочного фотоаппарата, то советую все-таки посмотреть что-то из раритета, а если для цифрового — компании Panasonic и Fujifilm предлагают несколько моделей.

РАЗНОВИДНОСТИ СТЕРЕОПАРЫ

Вне зависимости от того, как были получены стереопары, их можно наблюдать различными способами. Например, невооруженным глазом, с помощью стереоскопа, сдвоенного диапроектора и на плоском отпечатке (лентикулярная печать или двухцветное анаглифное изображение). Существует несколько вариантов представления стереопар.

Горизонтальная стереопара (Side-by-side). Параллельная

Правое изображение предназначено для правого глаза, левое — для левого. Смотреть на такую пару нужно прямо.

Пример параллельного стереоизображения. Источник: wikipedia.org

Горизонтальная стереопара (Side-by-side). Перекрестная

Отличается от параллельной тем, что левое изображение было снято, как если бы мы смотрели на объект правым глазом, и наоборот. Чтобы рассмотреть такую пару, нужно скрестить взгляд.

Пример перекрестного стереоизображения. Источник: wikipedia.org

Чересстрочная стереопара (Interlaced)

Разбивая изображение на вертикальные полосы шириной в один пиксель, мы получаем вертикальную развертку. Теперь в каждую четную строку записываем картинку одного ракурса, а в оставшиеся — другую. Поздравляю, мы получили чересстрочную стереопару.

Пример чересстрочного стереоизображения. Источник: wikipedia.org

Анаглиф (Anaglyph)

Одно из изображений стереопары пропускают через один светофильтр (например, красный), а другое — через второй (например, зеленый). Чтобы предметы стали объемными, нужно надеть стереоочки со стеклами соответствующих цветов.

Пример анаглифного стереоизображения. Источник: wikipedia.org

Пейдж-флип (Page-flip)

При таком способе представления стереопары она не статична. Так, четные кадры выводят изображение одного ракурса, нечетные — другого. Эффекта пейдж-флипа можно достичь как с помощью смонтированного видео (например, gif-формат, как в примерах ниже), так и специальных очков, которые закрывают и открывают затворы попеременного для правого и левого глаза в такт кадрам.

"London Zoo. Tortoises", J. Dearden Holmes, 1920's

"Traffic Jam at the Bank of England. London", J. Dearden Holmes, 1920's

ХУДОЖЕСТВЕННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ

Обычная и стерео- фотографии появились практически одновременно. Однако в начале XX века фотографы воспринимали объемные картинки как массовое развлечение, а не искусство. Так, в свое время были популярны аттракционы, основанные на стереоскопическом эффекте, и ящики со стереографическими изображениями, на которых были запечатлены виды далеких стран, деревенские пейзажи или обнаженные натурщицы.

В 1950-60-х годах произошел всплеск массового интереса к 3D-фотографии: компании искали новые технологические решения и разрабатывали все больше моделей специальных камер, насадок и устройств для просмотра стереопар. Сегодня техническая база 3D-съемки продолжает совершенствоваться, а значит, в будущем трехмерная картинка может стать популярным жанром художественной фотографии. Дерзайте!

В предыдущих своих материалах я рассказывал о принципах и инструментах съемки в инфракрасном и ультрафиолетовом спектрах.