Стереоскопическая съемка. Стереофотография. Стереобазис

Самодельная стереонасадка для фотоаппарата. Снимаем и смотрим стерео фото не потратив ни копейки

Стереоскопическая съемка. Стереофотография. Стереобазис

Изначально написал эту статью, чтобы получить инвайт на habrahabr, но там она даже в песочницу не попала. Выкладываю сюда, чтобы добро не пропало. Мне бы в свое время такая статья сильно помогла.

Вступление

Ни для кого не является секретом тот факт, что будущее систем фиксации изображения (статического и динамического) трехмерно. Если сказать простыми словами, то совсем скоро мы будем широко пользоваться стереофотографией и смотреть стереокино.

Человеческое зрение построено на стерео принципах, т.е. мозг использует два глаза для того, чтобы определять расстояние до окружающих предметов.

Столетие развития фотографии и кино (в привычном нам виде) я рассматриваю как досадную и вынужденную меру, обусловленную отсутствием технических возможностей для фиксации и просмотра стерео изображений.

Скорее именно средств просмотра, так как стереофотография была популярна еще в XIX веке.

Однако время идет и, похоже что человечество достигло того уровня развития техники, когда стерео должно вот-вот войти в каждый дом. Обилие технических новинок (в основном телевизоров) с поддержкой режима стерео не оставляет сомнений в том, что уже через несколько лет 3D перейдет из разряда диковинок в повседневный обиход.

Допускаю, что некоторые из читателей уже являются обладателем современного ЖК телевизора, который способен работать со стерео контентом или используют технологию затворных ЖК очков в тандеме с компьютерным монитором (хотя, как я покажу далее, обойтись можно и без этой техники). Получается, что смотреть стерео мы можем. Остаются две проблемы: практически полное отсутствие стерео контента и/или доступной техники для того, чтобы производить подобный контент самому. Предлагаю одним махом решить обе проблемы и войти в мир стерео прямо сейчас.

Стереосъемка сопряжена с рядом сложностей, поэтому видео мы отложим на будущее, а пока сконцентрируем свое внимание на стерео фотографии, как на более простой задаче.

В детстве у меня была игрушка для просмотра стерео диапозитивов. Я всегда поражался тому, как сильно действовал на меня просмотр изображений в 3D и насколько точен и ярок был эффект присутствия при просмотре слайдов.

Сейчас, 30 лет спустя, я задумался, а нельзя ли использовать тот же подход, чтобы сохранять памятные моменты жизни в стерео, наряду с обычными фото.

Время идет, дети порастают, и я не могу позволить себе ждать еще год или два, пока производители предложат доступное оборудование 3D. Значит нужно сделать все самому.

Выбираем технологию стереосъемки

Изучение Интернета подсказало, что моя идея верна и вполне реально создание стерео снимков с помощью современных цифровых фотоаппаратов. С другой стороны: найти точные чертежи и схемы непросто: в сети доступны лишь фотографии готовых приспособлений, изготовленных энтузиастами.

Существует два подхода к съемке стерео

  1. Использовать два одинаковых фотоаппарата, объективы которых расположены на расстоянии 6-7см. Такой подход дает стереоснимки отличного качества, но требует решения проблемы синхронизации затворов фотоаппаратов (в противном случае становится невозможной съемка движущихся объектов, в частности – людей).
  2. Использовать специальную стереонасадку на фотоаппарат, которая позволит на одном кадре сохранять два компонента стереоизображения. При таком подходе отсутствует проблема синхронизации, но результирующее стереоизображение будет иметь вдвое меньшее разрешение (что не столь значительно при условии использования современного много–мегапиксельного фотоаппарата).

Вариант с двумя аппаратами я отбросил по следующим причинам:

  • во-первых, он требует существенных материальных затрат на покупку двух одинаковых фотоаппаратов
  • во-вторых, если фотоаппараты не оснащены разъемом для подключения системы удаленного спуска затвора (а такого разъема у бюджетных моделей нет), то требуется вмешательство в аппаратную часть фотоаппарата, что автоматически ведет к потере гарантии.

Я остановился на втором варианте. Не затратив ни копейки (так как вся стереонасадка делается из подручных материалов), я получу возможность попробовать «на зуб» стереофотографию и понять, стоит ли игра свеч.

Классическая стереонасадка изготавливается из четырех зеркал, которые располагаются вертикально. Описание одной из таких конструкций было опубликовано в журнале Моделист-конструктор №9 за 1980 год.

Найти эту статью в Сети не составляет труда: универсальная стереонасадка моделист конструктор. Проблема в том, что стереофотографии, сделанные с помощью такой насадки имеют вертикальную ориентацию (т.е. их ширина меньше высоты).

Такой формат идеально подходит для съемки портретов, но неудобен для съемки окружающего мира: рассматривать изображения альбомной ориентации удобнее.

Дальнейшее изучение сети показало, что, в теории, существуют так-называемые три-дельта стереонасадки, у которых одна пара зеркал развернута относительно объектива фотоаппарата.

Такая конструкция позволяет сохранять стереопары альбомной ориентации. Мне удалось найти лишь одно изображение подобной стереонасадки, изготовленной  каким-то умельцем.

Используя картинку в качестве образца, я приступил к постройке свой стереонасадки.

Изготовление стереонасадки

Скажу сразу, что я не являюсь специалистом в области оптики или фотографии. Я не готовил никаких схем или чертежей, делая все «на глаз» и «на коленке». Подготовленные детали крепил на пластилине или клейкой ленте, пробовал, передвигал, снова пробовал, а уже потом жестко закреплял на местах. Своей задачей я видел создание работающего прототипа.

Ниже я привожу размеры получившейся у меня конструкции. Отмечу, что она обладает рядом недостатков (например большие зеркала должны быть немного крупнее и т.д.), поэтому рекомендую использовать их как ориентировочные.

Стереонасадка делалась под крупный Canon 400D с китовым объективом, поэтому за основу я взял прочную плиту ДСП. Фотоаппарат монтируется на нее с помощью штатного крепежного отверстия.

Сначала я попытался делать систему крепежа зеркал из деревянных деталей, но точность их изготовления (я не пользовался станками) оказалась недостаточной.

Поэтому в последующих экспериментах систему крепления зеркал я собирал из деталей знакомого всем детского металлического конструктора.

Вопрос подбора зеркал решился просто: два малых зеркала были обнаружены в использованных пудреницах супруги, а большие зеркала получены путем разреза более крупного косметического зеркала пополам. Таким образом в моем распоряжении оказались два зеркала размером 40мм х 40мм и два 54мм х 92мм.

Боковые грани всех зеркал следует затемнить (я использовал черную акриловую краску), так как множественные паразитные отражения будут отрицательно влиять на качество получаемых снимков.

Сбор насадки я начал с монтажа больших зеркал на двух боковых площадках. Под крепежные скобы я подложил кусочки изоленты, чтобы избежать проскальзывания зеркал относительно площадок-оснований.

На этом этапе важно установить каждую из прощадок с зеркалами точно под углом в 45 градусов относительно основания.

Люфт деталей конструктора позволяет сначала грубо выставить детали «на глаз», а затем, используя угольник, точно закрепить их на местах, зажав крепящие винты.

Следующим шагом стало изготовление центрального узла из двух малых зеркал.

Одна из граней центрального узла направлена в сторону объектива фотоаппарата.

В этом месте желательно иметь максимально плотное соприкосновение отражающих поверхностей зеркал для того, чтобы как можно меньшая часть кадра была занята паразитным отражениями (это то место, где два полукадра накладываются друг на друга).

Я просто сточил соприкасающиеся грани зеркал под углом 45 градусов. Для этого я использовал обычный наждачный камень. Работа занимает порядка 5-10 минут и выполняется под тонкой струей воды. Во время работы следует постоянно контролировать точность операции.

Стекло должно равномерно сниматься по всей длине грани. Угол в 45 градусов я выставлял «на глаз», так как западные коллеги, делавшие насадки, утверждают, что прецизионная точность в этом месте не сильно влияет на конечный результат.

Посадочный угол между малыми зеркалами должен быть немного больше, чем 90 градусов. Именно он позволяет стереонасадке проецировать два полукадра на сенсор фотоаппарата. Точное значение угла определяется в момент настройки стереонасадки и зависит от размеров и оптики фотоаппарата.

Я действовал следующим образом: малые зеркала приложил к граням детского кубика, чтобы получить базовые 90 градусов между ними. Затем подложил под дальние грани по кусочку дерева и временно закрепил всею конструкцию скотчем. В процессе подбора правильного угла между зеркалами я понемногу уменьшал толщину деревянных прокладок на наждачной бумаге.

Когда результат меня устроил, я капнул во все зазоры немного суперклея, чтобы зафиксировать зеркала.

Угол между зеркалами чуть больше 90 градусов. Хорошо видны деревянные прокладки. В местах соприкосновения зеркал грани сточены под 45 градусов.

Центральный отражающий узел был смонтирован точно посередине между боковыми зеркалами. Вся оптическая система была прикреплена к основанию точно на одной линии с объективом фотоаппарата.

Настройка стереонасадки

Боковые зеркала должны быть закреплены под углами в 45 градусов по отношению к основанию. Их взаимная ориентация должна быть такой, как если бы они были приложены к смежным граням виртуального куба. Чем точнее вы закрепите зеркала, тем лучше.

Настройка центрального отражающего узла производится на собранной насадке. Вы должны выбрать хорошо заметный объект на расстоянии 50-100 метров (фонарный столб или отдельно стоящее здание). Ваша задача состоит в таком расположении малых зеркал, чтобы, глядя в окуляр фотоаппарата, в обоих полукадрах видеть одинаковое изображение выбранного предмета.

Отдельно хочу заметить, что граница между двумя полукадрами должна проходить точно по середине кадра и занимать по возможности наименьшую площадь. Стереонасадка готова!

Обработка/разделение полученных снимков может производится в любом графическом редакторе. В сети существует некоторое количество программ для работы со стерео изображениями. С их помощью можно производить как обработку исходных снимков, так и просмотр стереоизображений при помощи различного оборудования.

Необработанный снимок – результат работы стереонасадки

Разница между правым и левым полукадрами едва заметна, но именно она (плюс наш мозг) позволяют получить волшебный эффект стерео.

Грубая попытка продемонстрировать стереоэффект подручными средствами (через стереоочки впечатление гораздо сильнее).

Слабые стороны прототипа

Эксплуатация стереонасадки выявила ряд недостатков, к которым я склонен отнести следующее

  • качество зеркал из женских пудрениц оставляет желать лучшего. На получаемых снимках заметны оптические искажения
  • зеркала стереонасадки сложно содержать в чистоте, в то время как чистота отражающей поверхности является залогом качественных снимков
  • конструкция не имеет защитного кожуха, а потому ее сложно транспортировать и использовать
  • в процессе съемки фотоаппарат направлен вниз, что мешает правильной работе датчика освещенности
  • требуется изготовление дополнительного отражателя для встроенной вспышки. В противном случае световой поток попадает на систему зеркал и портит снимок

Смотрим стереофотографии на обычном мониторе

Я обещал рассказать о том, как можно просматривать стереоизображениями без использования какого-либо оборудования, кроме вашего компьютерного монитора.

Одним из способов хранения и просмотра стерео являются так-называемые перекрестные стереопары. Из названия понятно, что стерео полукадры располагаются горизонтально, причем изображение для правого глаза находится слева и наоборот.

Пример стереопары. Используйте призматические стереоочки, чтобы увидеть стереоэффект.

Для просмотра перекрестных стереопар требуются специальные призматические очки. Вся прелесть в том, что такие очки можно изготовить из коробочки для CD течение получаса. Конструкция, чертежи и последовательность изготовления подробно описана в журнале «Наука и жизнь». Статью можно без труда найти в Интернете: жидкостные призматические стереоочки.

Детали для сборки призматических стереоочков и готовые стереоочки.

Источник: https://c1own.livejournal.com/28911.html

Раcчет параметров стереосъемки

Стереоскопическая съемка. Стереофотография. Стереобазис

Для любых видов стереосъемки актуальна задача расчета оптимального базиса. В данной статье рассматриваются теоретические основы, программное обеспечение Triaxes StereoMeter для расчета базиса стереосъемки и практические примеры создания стереоскопических фотографий.

Теоретические основы

Базис стереосъемки (стереобазис) – это расстояние между точками съемки крайнего левого и крайнего правого кадров стереопары или многоракурсной серии кадров.Величина стеробазиса играет определяющую роль при создании стереофотографии.

Если произвести съемку с недостаточной величиной базиса, может оказаться, что готовая стереофотография выглядит плоской. Это происходит из-за недостаточной величины параллакса объектов на готовой стереофотографии.

Напротив, фотография, полученная с использованием слишком большого стереобазиса, может вызывать у зрителя неприятные ощущения головокружения при просмотре из-за слишком большого параллакса.

Для стереосъемки сцен удаленных до 3–5 метров вполне достаточно использовать базис равный 65-70 мм, то есть примерно равный расстоянию между глазами человека. При увеличении расстояния до фотографируемых объектов, для того, чтобы получить хороший стереоэффект, требуется увеличить и базис стереосъемки. Примерно рассчитать базис стереосъемки можно по следующей формуле:

B=0.03*D,

где B – базис стереосъемки, D – расстояние до ближайшего объекта фотографируемой сцены.Коэффициент 0.03 обусловлен углом схождения зрительных осей (примерно 1-2°), который обеспечивает оптимальные условия для наблюдения стереоэффекта.

Для более точного расчета требуется учитывать ряд параметров: расположение объектов сцены; метод съемки; характеристики камеры; условия просмотра готового изображения.

StereoMeter учитывает все эти параметры и выдает рекомендации: как лучше расположить объекты фотографируемой сцены, и какой базис съемки выбрать.

Методы стереосъемки

Задача всех методов стереосъемки — получить пару или серию изображений, на которых наблюдается параллакс. Параллакс – это смещение рассматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблюдения.
Стереосъемку можно выполнять двумя способами: параллельным и направленным.

При параллельном способе направление оптической оси объектива камеры не меняется (Рис. 1, а), а при направленном камера поворачивается таким образом, чтобы оптическая ось объектива была всегда направлена на центральный объект фотографируемой сцены (Рис. 1, б).

Направленный способ моделирует конвергенцию глаз человека.

Рис. 1. Параллельный и направленный методы стереосъемки
а)                                                                        б)

Достоинство параллельного способа в простоте – не надо поворачивать камеру, недостаток – требуется дополнительная обработка фотографий (компенсационный сдвиг).

Компенсационный сдвиг заключается в относительном смещении фотографий стереопары таким образом, чтобы добиться нулевого параллакса (отсутствия двоения) на одном из объектов композиции (объект нулевого параллакса). Этот процесс моделирует конвергенцию глаз уже после съемки стереопары. На Рис.

1 а  показан компенсационный сдвиг (где ΔХ — расстояние компенсационного сдвига), при котором совмещение стереопары выполнено по синей пирамидке – этот объект имеет нулевой параллакс.После выполнения сдвига горизонтальный размер изображений уменьшается – стереопарой будут являться лишь части изображений, попавшие в зону пересечения (наложения) исходных картинок.

При съемке направленным способом все наоборот: усложняется процесс фотографирования (надо поворачивать камеру), но зато полученные изображения уже являются стереопарой и, если съемка была произведена без погрешностей, то дополнительной обработки может и не потребоваться.

Направленный метод съемки в некоторых случаях позволяет получить стереоизображение, более точно воспроизводящее естественные условия наблюдения. Однако сложность такого метода заключается еще и в том, что при большой глубине сцены, параллакс объектов дальнего плана может получиться слишком большим. Это может нарушить комфортность просмотра стереоизображения.

К недостаткам направленного метода также относится возможность возникновение разноракурсных аффинных искажений, что при просмотре может внести диссонанс. Поэтому этот метод применяется при съемке в специально созданных условиях.

Благодаря простоте и стабильности результатов, чаще используется параллельный метод съемки. Выполнение же компенсационного сдвига при компьютерной обработке изображений не является сложной задачей.

Схема восприятия стереоизображений

Объекты с нулевым параллаксом при просмотре стереоизображения будут восприниматься удаленными на расстояние носителя картинки; объекты, расположенные в реальном мире ближе к фотографу – будут иметь положительный параллакс и казаться зрителю выступающими вперед; объекты, расположенные в реальном мире дальше объекта, по которому выполнено совмещение, будут иметь отрицательный параллакс и восприниматься углубленными в картинку.

Рис. 2. Реконструкция объемного изображения

При просмотре стереофотографии происходит следующее (на Рис. 2):

  • объекты с нулевым параллаксом наблюдаются с углом конвергенции φ0 и воспринимаются расположенными на удалении носителя изображения (на рисунке синяя точка);
  • объекты, имеющие на изображении «положительный» параллакс (красные точки) наблюдаются с углом конвергенции φ1 и воспринимаются выступающими вперед;
  • объекты с «отрицательным» параллаксом (желтые точки) наблюдаются с углом конвергенции φ2 и кажутся «углубленными» в фотографию.

Природа восприятия объема заключается в способности системы глаза — мозг обрабатывать зрительную информацию в некотором диапазоне Δφ= (φ1–φ2) угла конвергенции и сливать сопряженные изображения в единый объемный образ.

Максимальный диапазон Δφ составляет несколько градусов. Если параллакс изображений на стереофотографии превышает способности мозга по слиянию изображений, то комфортность просмотра нарушается, наблюдается двоение изображений.

Поэтому при выполнении стереофотосъемки важно правильно выбирать величину стереобазиса.

Работа с программой StereoMeter

Можно предложить две схемы работы с программой StereoMeter. В первом случае мы будем полагать, что базис съемки у нас не может быть изменен, во втором случае рассмотрим работу с переменным базисом съемки.
Например, стереосъемка выполняется с помощью штатива Triaxes® 3D Rail 30 (Рис. 3).

Рис. 3. Штатив для стереоскопической фотосъемки Triaxes® 3D Rail 30

Штатив имеет следующие характеристики:Расстояние между крепежными площадками камер 22 см.Базис при стереосъемке одной камерой переменный до 30 см.

Базис при стереосъемке двумя камерами переменный до 56 см.

Фиксированный базис

Используемая модель штатива Triaxes® 3D Rail 30 имеет фиксированное расстояние между площадками крепления фотоаппаратов, оно не может быть изменено и равно 22 см.

Мы можем изготовить стереопару, установив на эти площадки две камеры, и используя синхроспуск Triaxes® 3D Camera Control.

Однако на каком же расстоянии от камеры должны быть расположены объекты фотографируемой сцены? На этот вопрос нам поможет ответить StereoMeter. Выполняем следующие действия, отмеченные цифрами на Рис. 4:

  • Установим максимальный размер базиса (для данной модели штатива он равен 300 мм).
  • Установим базис, который будет использоваться: 220 мм.
  • Установим расстояние до объекта заднего плана (пусть оно будет 25 метров).
  • Установим фокусное расстояние объектива: 50 мм.
  • Установим горизонтальную ориентацию камеры:
  • Установим параллельный метод съемки.
  • Нажмем кнопку автоматического расчета расположения объектов.

В результате, программа найдет оптимальные расстояния до объектов переднего и среднего планов. Соответствующие элементы управления (на Рис. 4 отмечены цифрой 8) будут передвинуты в нужную позицию.

Это означает, что оптимальный стереоэффект при заданных условиях съемки будет достигаться при расстоянии до объекта переднего плана около четырех с половиной метров и до объектов среднего плана около семи-восьми метров.
Значения расстояний выведены с точностью до третьего знака.

Это сделано специально для случаев макро стереосъемки, когда работа идет с близкими расстояниями. Однако при съемке объектов в реальном масштабе не обязательно соблюдать все расстояния с точностью до миллиметра. Программа нам просто подсказывает, какие примерно расстояния должны быть.

Стереопара, сфотографированная в похожих условиях, показана на Рис. 5. Фотограф не имел возможности передвинуть повозку, но расстояние до объекта съемки было выбрано около 5 метров, что позволило получить на изображении хороший стереоэффект.

Рис. 4. Расчет дистанций до объектов при фиксированном базисе

Рис. 5. Стереопара. Базис съемки 22 см. Изготовлено программой 3DMasterKit.

Рис. 6. Анаглифная стереофотография. Изготовлено программой 3DMasterKit.
Автор фотографии А. Поляков.

Изменяемый базис

Рассмотрим далее случай многоракурсной съемки. Допустим мы собираемся сфотографировать цветок (Рис. 7).

Рис. 7. Расположение объектов при многоракурсной съемке цветка

Расстояние до объекта съемки около 40 см. Фокусное расстояние объектива камеры 55 мм. Расстояние до объектов среднего и заднего планов определить сложно, т.к.

цветок находится среди травы и не понятно, какой же из объектов выбрать. Поэтому будем считать, что до объекта среднего плана 50 см, а до объекта заднего плана 70 см. Мы собираемся сделать 12 кадров.

Установим эти значения в программе StereoMeter (Рис. 8).

Рис. 8. Расчет базиса стереосъемки

Программа рекомендует использовать базис съемки 30 мм (поле вывода Опт. базис) и шаг сдвига около 3 мм. «Базис» при многоракурсной съемке – это расстояние между точками съемки крайнего левого и крайнего правого кадров серии.

Выполним многоракурсную съемку, используя рекомендации программы StereoMeter. Съемку начинаем из крайней левой позиции камеры и, сдвигая после каждого кадра фотоаппарат на шаг 3 мм, делаем 12 кадров. Процесс съемки показан на Рис. 9.

Полученная серия кадров показана на Рис. 10.

  
Рис. 9. Процесс многоракурсной съемки одним фотоаппаратом (показаны крайнее левая и крайняя правая позиции камеры)

Рис. 10. Серия кадров многоракурсной съемки (показаны не все кадры)

Многоракурсную съемку даже одним фотоаппаратом рекомендуется производить с использованием пульта дистанционного управления Triaxes® 3D Camera Control, так как это позволяет избежать сотрясения или перекоса камеры при нажатии на кнопку спуска.Очевидно, что в реальных условиях не всегда можно заранее рассчитать параметры съемки.

Однако «мастерство приходит с опытом», и после нескольких практических занятий стереосъемкой появится понимание того, какой базис следует выбирать в типовых ситуациях. Кроме того, можно составить для себя «памятку», в которую занести параметры наиболее часто снимаемых сцен. Также можно порекомендовать делать дублирующие серии.

Например: первую серию снимаем с расчетным базисом, во второй серии базис уменьшаем на 25%, в третьей – увеличиваем на 25%. В результате, мы можем затем выбрать наилучший результат.

Серия кадров используется для получения растровой стереофотографии. Любая пара кадров из серии будет стереопарой, из них можно изготовить карточки для стереоскопа (Рис.

11) или анаглифное изображение (Рис. 12).

Рис. 11. Стереопара кадров из серии многоракурсной съемки изготовлена программой 3DMasterKit.

Рис. 12. Анаглифная стереофотография. Изготовлено в программе 3DMasterKit.
Автор фотографии А. Поляков.

Источник: https://triaxes.com/ru/articles/stereo_shooting_parameters/

Многоракурсная стереосъемка | Cтереомир

Стереоскопическая съемка. Стереофотография. Стереобазис

Тот факт, что мы видим окружающий нас мир объемным, обеспечивается нам бинокулярным зрением. Правый и левый глаза смотрят на окружающее пространство из своих точек, которые у каждого человека разделены расстоянием, составляющим около 6-7 сантиметров.

Суть стерео-растра состоит в том, что он обманывает наши глаза, показывая каждому из них разные, заранее подготовленные изображения одного и того же предмета либо сцены, снятые из различных положений (стереоракурсы).

Виды стереосъемки

Для стереосъемки используются либо одна фото- или видеокамера, либо многообъективная камера, либо же несколько фотоаппаратов. Стереосъемка может осуществляться тремя способами:

1. Панорамный способ. Количество необходимых для данной стереосъемки ракурсов определяется глубиной стереоизображения: чем большая глубина, тем больше параллакс, и, соответственно, для комфортного просмотра требуется больше ракурсов. Однако, с другой стороны, число ракурсов ограничивается разрешением самой печати.

2. Направленный способ. Камера вращается относительно снимаемой сцены на специальной штативной насадке, либо же наоборот, непосредственно предмет или сцена, закрепленные на специальной подставке, вращаются относительно камеры.

3. Параллельный способ. Камера смещается относительно сцены, к примеру, для этого может использоваться специальный штатив, оснащенный рельсом.

Методы стереосъемки

Существует всего два метода, которые используются для стереосъемки – направленный и параллельный. Каждый из этих методов имеет свои преимущества, и может использоваться в определенных условиях стереосъемки. Во время съемки параллельным методом камеры закрепляются без поворота, а оси объективов являются параллельными.

При использовании направленного метода фотоаппараты поворачивают один к другому под таким углом, чтобы оси их объективов пересекались в точке нулевого параллакса, то есть в той точке, в которой располагается центральный объект съемки. Направленный метод чем-то напоминает человеческие глаза, направление которых аналогично пересекается на объекте, который рассматривается.

       К преимуществам параллельного метода можно отнести простоту его использования, ведь отпадает необходимость в настройках углов и поворотах камеры, необходимо только выставить требуемую стереобазу.

Стереопара, снятая с использованием этого метода, нуждается в дополнительной обработке – сдвиге ракурсов относительно друг друга. Это делается с целью получения точки нулевого параллакса и называется компенсационным сдвигом. При этом объекты, которые располагаются в точке нулевого параллакса, не будут двоиться.

Таким образом, на заднем плане появятся предметы заднего плана, имеющие положительный параллакс, которые будут казаться углубленными внутрь экрана, а также предметы переднего плана с отрицательным параллаксом, будто выступающие из экрана.

Компенсационный сдвиг имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что теряется часть изображения. Картинка уменьшается по горизонтали, и части, которые не попали в зону пересечения, отпадут.

В направленном методе все с точностью до наоборот – процесс съемки является более сложным, однако обработка фотографий, наоборот – легче. Камеры необходимо поворачивать под определенным углом, зато отпадает необходимость в компенсационном сдвиге, удается сразу получить готовую стереопару, а размер фотографии не изменяется.

Использование направленного метода дает возможность обеспечить наиболее верное восприятие объема стереоизображения, однако предметы, что слишком удалены, будут обладать слишком большим значением для параллакса, вследствие чего во время просмотра стереоизображения возникнет дискомфорт. Именно по этой причине использование направленного метода является максимально эффективным при съемке в уже подготовленных условиях, к примеру, в той же фотостудии.

Благодаря тому, что параллельный метод стереосъемки более прост, он получил большую популярность.

Виды оборудования для стереосъемки

Перед каждым фотографом, принявшим решение заняться стереофотографией, поднимается вопрос насчет того, какой же фотоаппарат выбрать для этой цели. Существует четыре вида оборудования, или способов, которыми можно воспользоваться для стереосъемки. Ниже мы рассмотрим особенности, которые присущи каждому варианту, а также методы стереосъемки, которые могут к нему применяться.

Один фотоаппарат

Для того чтобы пользоваться этим способом, не нужно иметь две камеры, необходима только сноровка. Суть способа заключается в том, что фотографируется один ракурс, после чего камера немного смещается, и фотографируется второй ракурс. Смещение камеры должно быть строго горизонтальным, а небольшую рассинхронизацию кадров можно без проблем устранить во время монтажа стереофото.

Метод стереосъемки одним фотоаппаратом может использоваться только для того, чтобы снимать статические объекты, так как при перемещении камеры объекты, которые двигаются, изменяют свое положение относительно первого кадра, и как результат – не будут объемными.

Сделать стереофото с использованием одного фотоаппарата можно таким образом: поднести видоискатель фотоаппарата к одному глазу – сделать снимок. После этого фотоаппарат нужно аккуратно переместить к другому глазу, и сделать второй снимок.

Или же можно осуществить перемещение фотоаппарата, расположенного на рельсах либо штативе, при этом качество стереофото улучшится, ведь перемещение будет точнее.

Если не использовать рельсы либо штатив, съемка одним фотоаппаратом осуществима только с использованием параллельного метода, так как правильно переместить фотоаппарат проблематично и без соблюдения угла направленности.

К плюсам данного вида съемки можно отнести то, что для нее достаточно одного фотоаппарата. Из минусов стоит отметить возможность съемки только неподвижных объектов, а также сложности во время перемещения фотоаппарата.

Фотоспарка, или синхронизированные фотоаппараты

В профессиональной среде фотоспарка получила наибольшее распространение. Этот метод хорош тем, что фотограф может самостоятельно выбрать, какое оборудование для съемки ему использовать, ориентируясь на стоимость аппаратуры и качество.

Фотоспарка выглядит следующим образом: два фотоаппарата, или же большее их количество для лентикулярного видео, размещаются на горизонтальной площадке, и в синхронном режиме производят съемку.

Фотоспарки бывают вертикальные и горизонтальные.

Съемка при помощи фотоспарки может осуществляться как с применением направленного, так и параллельного метода, в зависимости от того, под каким углом камеры закреплены на площадке.

Из плюсов этого способа можно отметить то, что можно использовать практически любые фотоаппараты. Из минусов – стоимость и необходимость в самостоятельном изготовлении.

Готовый стереоаппарат

Мы так назвали это устройство, потому что съемка осуществляется посредством специального фотоаппарата, к которому нет нужды прилагать какие-либо дополнительные усилия – купил, и можешь сразу же начинать снимать. Метод съемки данным фотоаппаратом только параллельный, так как объективы камеры являются неподвижными.

К плюсам данного способа можно отнести его простоту, ведь обо всем уже подумали за вас. Из минусов можно отметить неизменный (фиксированный) стереобазис между объективами, который в основной массе случаев бывает достаточно мал, вследствие чего возможности съемки данного устройства уменьшаются. Имеется в виду дальность объемного восприятия.

Стереообъективы

Данный способ похож на предыдущий, однако здесь применяется направленный метод фотосъемки. К зеркальной камере присоединяется специальный объектив, посредством которого она и превращается в стереокамеру.

Объективы этого типа оснащены системой зеркал, которая направляет на матрицу устройства два ракурса объекта, который фотографируется. Как результат — уже готовая параллельная стереопара.

Регулируя угол зеркал можно менять направленность каждого ракурса.

К плюсам данного метода можно отнести его простоту. Из минусов можно отметить немаленькую стоимость объектива, составляющую около 150 долларов, а также возможность съемки только вертикального кадра вследствие того, что на горизонтальную матрицу попадает два ракурса одновременно, которые по ширине равны ее половине.

.

Источник: http://stereomir.com/%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%83%D1%80%D1%81%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BE%D1%81%D1%8A%D0%B5%D0%BC%D0%BA%D0%B0/

Стереосъемка

Стереоскопическая съемка. Стереофотография. Стереобазис

Первые опыты стереоскопической съемки были предприняты почти сразу с появлением фотографии. Считается, что первый опыт предпринял Мозер в 1844 году.

Принцип действия двухобъективного стереофотоаппарата в 1849 году описал физик Брюстер. В 1850 г. Милле и в 1852 г. Дансер изготавливают фотокамеры для съемки на дагерротипных пластинках.

Впервые в России стереоскопический фотоаппарат был разработан И. Ф. Александровским в 1854 г.

Пока не встал вопрос о быстрой съемке серии кадров, переделка обычного аппарата в стереоскопический сводилась к установке в объективную доску вместо одного двух объективов, а внутрь аппарата — перегородки, делящей фотопластинку на две части. 

Стереокамера сделана из ФКД, в которую установлен блок объективов от Mamiya C33.

Так выглядит стереопара на матовом стекле камеры.

О использовании ФКД в компьютерную эпоху читайте в статье «Реализация неликвидов».

Для получения стереоснимков с неподвижных объектов всегда можно воспользоваться одним аппаратом и сделать два снимка, сдвинув его на базовое расстояние.

Если угол зрения объектива примерно соответствует углу зрения глаза, то и сдвиг аппарата должен соответствовать расстоянию между глазами.  Для стереосъемки можно воспользоваться и двумя одинаковыми аппаратами.

Однако если они имеют достаточно большие габариты, то их трудно будет поместить столь близко к другу, чтобы базовый отрезок несущественно превышал расстояние между глазами. С развитием миниатюризации появились специализированные фотоаппараты.

Листая фотоежегодник 100-летней давности (1907 года), я обнаружил, что больше половины рекламных полос отведено именно стереофотоаппаратам.    

В советское время для стереосъемки выпускались специальные фотоаппараты: ГОМЗ-стерео, Спутник, Чайка-стерео, Смена-стерео, ФЭД-стерео.

Спутник — на базе Любителя, создание специального аппапата вместо использования двух позволило сэкономить на одном из объективов видоискателя и использовать одну, а не две пленки.

Чайка-стерео, Смена-стерео, ФЭД-стерео, на базе одноименных аппаратов. По сравнению с парой аппаратов, закрепленных на одном штативе и снабженных сдвоенным спусковым тросиком, эти конструкции позволяли сэкономить на пленке и сделать стереобазу близкой к расстоянию между глазами.

Выпускались также насадки на дальномерные и зеркальные фотоаппараты, позволявшие получить стереопару на одном кадре, разделенном пополам.

Мода на стереофотографию, на мой взгляд, в значительной степени коррелирует с модой на диапозитивы, поскольку было придумано множество стереоскопов, и более эффектными оказались системы, работающие с прозрачными материалами.

Так, в 60-е годы, когда появились массовые общедоступные диапозитивные пленки ORWO, появилась и масса всевозможных стереоскопов.

В цифровой фотографии основным способом просмотра отснятых изображений пока является экран компьютера, который по физической сути, безусловно, ближе  диапозитиву, чем к отпечатку. В дальнейшем я попытаюсь применить известные приемы стереосъемки к цифровой фотографии. Стереокомплект фотографический СКФ-1

«Стереокомплект фотографический СКФ-1 (стереокомплект) предназначен для получения фотолюбителями стереоскопических снимков на обращаемых цветных и черно-белых пленках с помощью фотоаппарата «Зенит»с объективами типа «Гелиос-44» и просмотра стереоскопических снимков в диапозитивных рамках размерами 50×50 см».

 Если у вас есть цифровой фотоаппарат с полноразмерной матрицей типа Canon 1 Ds, вы можете прямо установить на него этот стереокомплект, либо ввернув через переходник EOS — M42 объектив Гелиос 44, и на него штатным образом стереонасадку, либо установив стереокомплект на объектив Canon 50 мм через переходное кольцо для светофильтров, понижающее резьбу с М58 на М52.

Однако  сегодня наиболее массовыми являются камеры с размером кадра 21×15 мм. В этом случае при установке стереонасадки  центры полукадров будут существенно смещены к краям, и область, на которой содержатся одни и те же объекты, окажется крайне маленькой. Таким образом, для получения стереопары можно использовать только маленькую часть и так уже меньшего, чем пленочный, кадра.

При использовании объектива с фокусным расстоянием 50 мм полукадры будут выглядеть так, будто они сняты объективом с фокусным расстоянием более 100 мм на 35 мм камеру. Я уже не говорю о том, что будет использоваться незначительная часть матрицы и  поэтому будет существенная потеря разрешения. Кроме того, подобная система страдает существенным виньетированием краев полукадра.

Стереонасадки выпускались двух конструкций: сделанные из зеркал или из призм. Стереонасадка СКФ 1 имеет зеркальную конструкцию, причем предусмотрена юстировка зеркал.

Подкрутив юстировочные винты, можно добиться совпадения положения объектов в обоих полукадрах, даже снятых на матрицу размером 15×21 мм. И можно попытаться воспользоваться более короткофокусным объективом. Я попытался использовать объектив Мир-1 с фокусным расстоянием 35 мм.

При этом корпус удерживал насадку слишком далеко от передней линзы объектива. Поэтому от стандартного крепления пришлось отказаться и сделать собственное.

Существенной проблемой при работе со стереонасадкой является невозможность варьировать в широком диапазоне диафрагмы.

При полностью открытой диафрагме полукадры перекрываются, а при закрытой диаметр отверстия становится сопоставимым с ребром призмы, разделяющей изображение, и черная полоса посередине кадра занимает почти всю его площадь.

Для объектива с фокусным рассоянием 50 мм рабочий диапазон диафрагм колеблется от F:4 до F:8. Оптимальный результат получается при диафрагме F:5,6.

Результаты съемки можно увидеть в галерее в приложении к этой статье. При съемке на 6 Мп камеру Canon EOS D60 размер полукадров с допустимыми искажениями был менее 3 Мп.

Мир1. F=35 мм.

Canon 50/1,4.

Очевидно, что стереокамера, собранная из двух даже 3 Мп цифровых камер, должна давать лучший результат. Стереокамера из двух камер Casio QV 4000

В первом случае две камеры крепились на стальной рельс с помощью штативных гаек, синхронизация аппаратов осуществлялась путем синхронного нажатия на кнопки двух пультов дистанционного управления, при желании у них можно сделать общую спусковую кнопку.

Запустить две камеры от одного пульта, вероятно, не удастся, поскольку в данной модели пульты общаются с камерой через последовательный интерфейс. Если у вас камеры с ИК пультами дистанционного управления, то хватит и одного.

Если пульты управляют камерами просто замыканием контактов, как у зеркальных камер Canon и камер Minolta, то можно просто подсоединить провода к разъемам двух аппаратов и замыкать их одним выключателем.

 Надо иметь в виду, что если вы не отказались от автоматики, то камеры перед съемкой производят автофокусировку и замер экспозиции.

Неочевидно, что они это делают одинаково быстро, поэтому чтобы получить синхронные кадры, надо предварительно зафиксировать фокусировку и экспозицию (нажать кнопку на аппарате наполовину), убедиться, что камеры выбрали одинаковую выдержку и диафрагму, и только после этого полностью нажимать кнопку.

В этом случае есть надежда, что кадры будут сняты практически одновременно. Стереосъемка оказалась хорошим тестом  настройки фотоаппарата. Тестированные мной камеры Casio при наводке на один объект при фиксированной диафрагме выбирали чуть разное значение выдержки.

Однако при этом кадры по плотности получались ближе, чем если принудительно задать одинаковую выдержку. Из этого можно сделать следующие выводы.  Либо чувствительность матриц несколько различается, и она учитывается автоматикой камеры, либо никто реально не калибровал значения выдержки, выводимые на дисплей.

И хотя одна камера индицирует  выдержку 1:100 с, а другая  — 1:125, на самом деле они одинаковы и равны, например, 1:112 и 1:113 с.

В качестве другого способа крепления была использована пластина с двумя отверстиями, в которые вставлялись объективы камер и зажимались адаптерами для оптических насадок. Эта конструкция не позволяет изменять базу стереосъемки , но зато дает возможность легко переходить от горизонтального к вертикальному положению аппарата. 

Результаты съемки опять же в галерее в приложении к этой статье. Стереосканограммы

Сканер позволяет получить неплохие стереопары монет, если при сканировании объект расположить сперва у правого края стекла, а затем у левого.

Как мы неоднократно показывали, сканер классической схемы (не CIS) смотрит на объект под разными углами, зависящими от положения предмета на стекле, поэтому можно при сканировании посмотреть на объект, как справа, так и слева.
Просмотр снимков на экране

Чуть подробнее остановлюсь на стереопарах и на технологии получения стереоизображения на экране компьютера и на отпечатке для просмотра с помощью цветных очков, так называемый анаглифный метод.

Анаглифия (от греческого – рельефный) — полиграфический способ получения стереоскопического изображения путем наложения одного на другой (с некоторым смещением) двух цветных изображений (обычно сине-зеленого и красного), представляющих собой стереопару.

Для получения такой пары объект фотографируют со смещением  базы; с полученных двух фотоснимков изготовляют печатные формы и печатают с одной из них сине-зеленой, а с другой красной красками. При печати изображения стереопары накладывают со смещением одно на другое.

Полученный оттиск рассматривают через очки с сине-зеленым и красным светофильтрами, получая одно объемное изображение. Это происходит потому, что через сине-зеленый светофильтр глаз видит только красное изображение, как серо-черное, а через красный — только сине-зеленое, как серо-черное.

В результате глаза увидят два серо-черных изображения различной перспективы, что и обусловит их объемное восприятие.

Анаглифный метод предложен Д'Альмейда и Дюко дю Ороном в 1858 г. Реализован в кино Луи Люмьером в 1935 г.

Если объединить правый и левый снимок в одном кадре, после записать его, сохранив в формате JPEG, и изменить расширение с JPG  на JPS (в JPEG стерео), то файл данного формата будет восприниматься многими программами, которые могут автоматически его преобразовать для просмотра самыми разными способами. Это могут быть цветные очки (анаглифный метод, см. отступление), мерцающие очки, которые открывают то один, то другой глаз, призматические очки, которые позволяют скосить глаза, так чтоб каждый из них видел только свое изображение.

Цветные и призматические очки.

Наиболее известными из свободно распространяемых программ являются: StereoPhoto Maker (он, кстати, может работать и с парой отдельных, левых и правых изображений), DepthCharge Viewer, StereoPhotoViewer Applet.

Последние две программы позволяют встраивать стереоизображение в web-страницы, однако первая требует установки соответствующего Browser Plug-In размером около 4 Мб, а вторая — поддержки браузерами языка Java.

Какой из вариантов окажется более удачным на вашем браузере, я предсказать не могу, и привожу галерею для просмотра через обе эти системы. У меня на компьютере оба варианта видны через Internet Explorer 6.0, Netscape 7.1 и Opera 8 Beta.   

О возможностях  StereoPhoto Maker предлагаю судить по приведенному снимку экрана.

Это одна из лучших свободно распространяемых программ для преобразования стереопары как представленной в виде правого и левого снимка, так и в виде одного файла, содержащего оба изображения в формате JPS. Программа может очень многое и заслуживает отдельной статьи, но всем, кто интересуется стереофотографией, стоит ее скачать и изучить самостоятельно. Стереофото

Галерея 1

Анаглифы. Для просмотра нужны цветные очки. Перед левым глазом красный фильтр, перед правым голубой. Очки можно купить, сделать самому или дождаться выхода восьмого номера журнала iXBT.com и купить его. Очень надеюсь, что нам удастся вложить очки в этот номер.

Галерея 2

DepthCharge Viewer. Для просмотра нужны очки. Нажав правую кнопку мыши, можно преобразовать изображение практически под любой тип очков. Возможно маштабирование. Желательно перед просмотром скачать и установить DepthCharge Browser Plug-In.

Галерея 3

StereoPhotoViewer Applet практически аналогичен по возможнастям предыдущему, но если ваш браузер поддерживает Java, то установка дополнительного программного обеспечения не требуется. Программа позволяет рассматривать и фрагменты снимков.

Источник: https://www.ixbt.com/digimage/stereocam.shtml

Законный совет
Добавить комментарий