Cтереокино. Принципы получения и демонстрации объёмных изображений

 

Всероссийский государственный  университет кинематографии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему : Cтереокино. Принципы получения и демонстрации объёмных изображений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент 3 курса 

факультета продюсерства и экономики

Крыков Филипп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сте́реокинемато́граф — система кинематографа, имитирующая наличие третьего измерения, или вызывающая у зрителя иллюзию глубины пространства.

Метод, как правило, предполагает одновременную  съёмку с помощью двух синхронизированных плёночных или цифровых кинокамер с идентичными техническими характеристиками, объективы которых расположены на расстоянии стереобазиса, равного или большего, чем расстояние между глазами человека. Некоторые технологии (например, АЙМАКС 3D или советский «Стерео-70») предусматривают использование для съемки одной специальной камеры с двумя объективами, производящими съемку  на одну или две кинопленки.

При демонстрации фильма по специальной  технологии, каждый глаз зрителя видит  только предназначенную для него часть , в результате чего зрительная зона коры головного мозга воспринимает эти изображения как одно объемное целое.

Современные компьютерные технологии позволяют создавать псевдо-стереоизображения с помощью компьютерной графики , без применения стереокамер.

Термин *Трёмерная графика* ( 3D графика) и «3D кинематограф» описывают принципиально разные явления и технологии. Само определение «трёхмерный» в отношении средств вывода графической информации связано с употреблением западными СМИ термина «3D» в отношении стереоскопических технологий наряду с трёхмерной компьютерной графикой, несмотря на отсутствие связи между этими областями.

[Для производства и демонстрации стереокинофильмов использовалось и используется множество разных методик, популярность которых менялась с годами. 1950-е годы считаются в США «Золотым веком» стереокинематографа. В этот период наибольшей популярностью пользовались анаглифические системы. С переходом к цветному кинематографу анаглиф вытеснили поляризационные технологии. Ниже приведены несколько примеров наиболее проработанных методик.

]Анаглиф

 

Очки со специальными светофильтрами

Анаглафический метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений заключается в цветовом кодировании изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Зритель надевает очки, в которые вместо диоптрийных стёкол вставлены специальные светофильтры (как правило, для левого глаза — красный, для правого — голубой или синий), благодаря которым каждый глаз видит только нужную часть изображения.

Недостатком метода анаглифов является неполная цветопередача.

]Затворный

Очки XpanD с затворами

Другие названия — «эклипсный», «светоклапанный». Технология заключается в попеременной демонстрации на экране изображений, предназначенных для левого и правого глаза, и также поочерёдном затемнении стёкол очков, так что каждый глаз поочерёдно видит предназначенное только ему изображение. Смена «левого» и «правого» изображения на экране и затемнение соответствующих стёкол жёстко синхронизированы и осуществляются с очень высокой частотой, так что за счёт эффекта инерции зрения у человека создаётся иллюзия, что он видит цельное трёхмерное изображение.

Метод предложил Д’Альмейда в 1858 году. В кинематографе этот метод впервые реализовал Э.Банкли в 1936 году.

В настоящее время набирают популярность жидкокристаллические затворные очки, где вместо механических затворов используются ЖК-заслонки.

На этом принципе основана технология Xpand (в кинотеатрах, редко дома) и nVidia 3D Vision (дома).

Основные недостатки затворного метода:

• увеличенное ослабление светового потока, что требует повышения яркости лампы проектора
• эффект раздвоения изображения быстро движущихся объектов
• повышенная утомляемость глаз
• повышенный вес очков, создающий нагрузку на переносицу
• очки с электроникой плохо поддаются санобработке

Достоинство — не требуется специальный экран (для nVidia 3D Vision требуется).

 

 

]Поляризационные системы

Очки с поляризационными фильтрами

При использовании линейной поляризации  два изображения накладываются  друг на друга на один и тот же экран через ортогональные (расположенные  под углом 90 градусов друг к другу) поляризационные фильтры в проекторах. При этом необходимо использование специального посеребрённого экрана, который позволяет избежать деполяризации и компенсировать потерю яркости (поскольку на экран падает только 0,71 света излученного каждым проектором^[2].

Зритель надевает очки, в которые  также встроены ортогональные поляризационные  фильтры; таким образом каждый фильтр пропускает только ту часть световых волн, чья поляризация соответствует поляризации фильтра, и блокирует ортогонально поляризованный свет.

Линейно поляризованные очки требуют, чтобы зритель держал голову на одном  уровне, не наклоняя её, иначе эффект теряется.

Пример технологии, использующей линейную поляризацию — IMAX 3D.

При использовании круговой поляризации  два изображения так же накладываются  друг на друга через фильтры с  противоположно направленной поляризацией. В очки, предназначенные для зрителя, встроены «анализирующие» фильтры (с противоположно направленной поляризацией). В отличие от линейной поляризации, если зритель наклоняет голову, разделение левого и правого изображений  сохраняется, а соответственно сохраняется  и иллюзия стереоизображения.

Примеры технологий с круговой поляризацией —Real D Cinema

Благодаря последним технологическим достижениям поляризационные технологии стремительно набирают популярность.

Технология интерференционных  фильтров

Технология Dolby 3D формирует для каждого глаза изображения с разными длинами волн красного, зелёного и синего цветов. Специальные очки отфильтровывают определённые длины волн, так что зритель видит стереоизображение. В сравнении с поляризационным данный метод позволяет сэкономить на стоимости экрана (не требуется посеребрённый или алюминированный экран), но стоимость самих фильтр-очков оказывается намного выше.

                                           

Эффект Пульфриха

Использование эфеект пульфриха нельзя отнести к стереоскопическим методам, поскольку при этом не формируются разные картинки для правого и левого глаз. Эффект Пульфриха заключается в том, что при запаздывании нервного сигнала от одного глаза, движение объекта справа налево (или слева направо, но не вверх или вниз) кажется изменяющим глубину, к наблюдателю или от наблюдателя. Такое запаздывание может быть вызвано размещением нейтрального (серого) затемняющего фильтра перед одним глазом.

Поскольку эффект Пульфриха зависит от движения в определенном направлении, его применимость сильно ограничена.

Преимуществом метода является возможность  просмотра «обычным» способом, без  специальных очков, при этом изображение  не двоится, в отличие от стереоскопических  методов, а только пропадает иллюзия  глубины.

Безочковые (автостереоскопические) методы

Включают несколько технологий, не требующих от зрителя использования  специализированных очков для создания иллюзии стереоизображения. Используются в экспериментальных видеопанелях. В основном, представлены растровыми системами. Кроме растрового, из безочковых методов известен также игольчатый, но сведений о его применении в кинематографе нет.

В растровых методах используется пространственное разделение стереопары. Изображение на экране состоит из узких вертикальных полосок, с чередованием изображений стереопары. Перед экраном  размещается растр с таким  же шагом, элементы которого позволяют  каждому глазу видеть только «свои» полоски изображения. При достаточном  удалении зрителя от экрана полоски  сливаются в единое полутоновое  изображение.

Существует два типа растра — оптический (также называемый щелевым или барьерным) и линзовый (лентикулярный).

Оптический растр состоит из вертикальных непрозрачных полос, с щелями между ними. Полосы затеняют для каждого глаза «несоответствующие» части изображения.

Линзовый растр (более применимый в настоящее время) состоит из вертикально расположенных цилиндрических плоско-выпуклых линз. Линза одновременно выполняет функции щели и затеняющей полосы. Этот метод также применяется  при изготовлении стереоткрыток.

Недостатки растровых методов:

• Качественное изображение наблюдается только при некоторых ракурсах, что, помимо необходимости расположения зрителей в фиксированных секторах обзора, накладывает ограничения на размер экрана
• Эффективное разрешение изображения по горизонтали уменьшается в два раза.

 

 

Ранние патенты и исследования

 

Эра стереоскопического кинематографа  началась по сути в конце 1890-х годов, когда британский первопроходец кинематографа Уильям фриз грин подал патнетную заявку на метод производства стерескопического фильма. В описании процесса указывалось, что изображения с двух плёнок проецируются на экран рядом друг с другом; зритель надевает стереоскоп, который совмещает два изображения в одно целое. Однако из-за того, что метод подразумевал использование слишком громоздкой аппаратуры, использование его в театрах представлялось непрактичным^[5].

Фредерик Юджин Ив запатентовал установку для стереосъёмки в 1900 году. Его камера оснащалась двумя объективами, расставленными на расстоянии 1,75 дюйма (~4,44 см)^[6].

10 июня 1915 года Эдвин Портер и Уильям Уодделл представили Нью-Йоркском  театре «Астор» серию экспериментальных фильмов, снятых по анагафлическому методу (в красном и зелёном цвете); в том числе экспериментальные съёмки с участием Мари Доро, сцены из фильма «Писец Джим» с участием Джона Мэйсона (фильм выпущен в «обычном» формате в том же 1915 году., Тем не менее, после этих тестов ни один кадр не вошел в фильм для публичного просмотра, как рассказывает Адольф Цукор в автобиографии 1953 «Публика никогда не ошибается: мои 50 лет в киноиндустрии».

Примеры систем стереоскопической  киносъёмки до 1952 года

Считается, что первым стереофильмом, демонстрировавшимся публично в  коммерческом порядке, была кинолента  «Сила Любви» представленная в Лос Анджелессе 22 сентебря 1922 года.

Камера была разработана продюсером фильма Гарри Фейроллом и кинематографистом Робертом Элдером^[5]. Фильм демонстрировался с двойной плёнки в красно-зелёном анаглифе. Таким образом, это был первый случай применения двойной плёнки и первый случай применения анаглифических очков^[11].

При этом неизвестно, использовал  ли Фейролл цветные фильтры на объективах или применил тонирование плёнки. После демонстрации фильма прокатчикам и прессе в Нью-Йорке фильм пропал из виду и теперь считается утраченным.