Стереоскопическая фотосъемка.
Стереоскопической съемкой (стереофотографией) называется метод получения фотоснимков, позволяющий воспринимать объемность сфотографированных пространства и объектов (протяженность в глубину).
В следственной практике стереофотография обычно используется для запечатления сложной обстановки места происшествия, например при дорожно-транспортном происшествии, аварии на производстве, при проведении следственного эксперимента, когда важно показать взаимное расположение предметов, хотя с ее помощью также решается задача определения расстояний между предметами и их размеров.
Термин?стереофотография? переводится как пространственная фотография. При помощи плоскостной фотографии окружающее пространство передается на фотоснимке в двух измерениях, стереофотография позволяет передать и третье измерение - глубину фотографируемого пространства.
Стереофотография основана на способности зрения человека различать при наблюдении не только форму и величину предметов, но и судить об их пространственном положении. Это объясняется тем, что каждый глаз рассматривает предметы с разных точек, поэтому для каждого из них изображение будет разным, так как оно имеет другую перспективу. Различие перспективы возникает вследствие расстояния между глазами, которое у человека в среднем составляет 65 мм.
Для получения стереопары можно применить фотоаппарат специальной конструкции, например?Спутник?, призматическую стереонасадку для малоформатного фотоаппарата или обычный фотоаппарат, укрепленный на штативе с приспособлением для получения двух снимков. Фотоматериалы для стереопар лучше применять обращаемые (черно-белые или цветные), но можно использовать и негативные, с которых контактным способом получают позитивные изображения.
Для просмотра стереопар с базисом 65 мм (базис человеческого зрения) применяются стереоскопы, позволяющие левым глазом воспринимать левое изображение, а правым глазом - только правое.
Для демонстрации стереопар на большом экране применяют стереодиапроекторы. Система стереопроекции должна обеспечивать сепарацию, т.е. раздельное восприятие изображений правым и левым глазом. Наибольшее распространение получил поляризационный способ сепарации изображений. При стереопроекции на объективы сдвоенного диапроектора надевают поляризационные светофильтры с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Анализаторами являются поляроидные очки у каждого зрителя, причем все левые светофильтры ориентированы параллельно левому поляризатору, а правые - правому. В результате каждый глаз рассматривает одно изображение.
Экран для такого рода проекции не должен быть деполяризатором, т.е. падающий на него поляризованный свет должен отражаться также поляризованным. Этим свойством обладают металлические поверхности, поэтому экран изготавливают из матированного алюминия или гофрированной алюминиевой фольги.
Усовершенствованной разновидностью стереоскопической съемки является стереофотограмметрическая съемка. Она объединяет возможности стерео-и измерительного методов, позволяя получить стереопару снимков, по которым с помощью специальных приборов (стереокомпаратора или стереографа) можно построить масштабный план места происшествия и определить точные размеры имеющихся на нем объектов. Стереопары получают с помощью специальной аппаратуры, которая монтируется в машине-лаборатории.
При отсутствии такого комплекта оборудования, можно порекомендовать простейший способ стереофотограмметрической съемки. Он основан на закономерностях образования изображения при съемке стереопары. Ее получают, фотографируя объект с двух разных точек, находящихся на одном уровне. Расстояние между этими точками составляет базис съемки. На одном из полученных негативов изображение объекта смещено по горизонтали по сравнению с его положением на другом негативе. Величина смещения, являющаяся параллаксом, обусловлена величиной базиса, фокусным расстоянием и дистанцией съемки.
Для выполнения измерительной стереофотосъемки необходимо обязательно выполнить следующие правила:
1)точное измерение базиса и точность установки фотоаппарата на его концах;
2)обеспечение параллельности оптической оси фотокамеры при размещении ее на правом и левом концах базиса;
3)горизонтальное перемещение положения фотоаппарата.
Определение линейных размеров предметов по стереопаре производится на основании существующей зависимости между действительными размерами предметов и размерами его изображения на снимке, фокусным расстоянием объектива, дистанцией съемки, параллаксом и базисом. Две последние величины являются элементами стереосъемки, остальные получают путем измерений по стереопаре.
Техника получения стереопары сводится к последовательному фотографированию обычным фотоаппаратом, в том числе и малоформатным, обстановки места происшествия с левого и правого концов базиса. Длина базиса стереосъемки в каждом конкретном случае зависит от расстояния до фотографируемого предмета, от его размеров, требований к точности вычислений (при большем значении базиса точность определения размеров выше). Однако увлекаться увеличением длины базиса не следует, так как необходимо обеспечить наличие фотографируемого предмета на обоих негативах стереопары полностью.
Общим правилом обычно является использование наибольшего базиса при съемке удаленных предметов. Например, при фотографировании предметов, удаленных на 10 м и более, желательно использовать величину базиса не менее 80-100 см, на меньших расстояниях съемки базис может составлять 50 см и менее. Целесообразным также при съемке близко расположенных от фотоаппарата объектов (например в тесном помещении) применять широкоугольные объективы.
После фотосъемки и фотохимической обработки пленки она разрезается на отрезки, каждый из которых содержит одну стереопару. Со стереопары изготавливается один позитивный снимок, содержащий оба кадра. На снимке необходимо сохранить внешние границы кадров. Параллакс для каждого из предметов, размеры которого восстанавливаются, определяется следующим образом. Во всю длину фотоснимка проводится горизонтальная линия, проходящая через одну и ту же точку изображения какого-либо предмета на обоих фотоснимках. Желательно, чтобы линия проходила вблизи изображений, размеры которых восстанавливаются, или даже через точку одного из них. Измерение отрезка между точками пересечения этой линией, например, левых границ кадров даст величину Ь. Затем измеряется расстояние между одноименными точками изображений предмета d. Разность между этими величинами является параллаксом Р = Ь - d.
Удаление сфотографированного предмета от линии базиса съемки определяется по формуле:
Где О - расстояние от базиса до объекта съемки;
F - фокусное расстояние используемого объектива;
Р - вычисленное значение параллакса.
Значение фокусного расстояния объектива при расчетах необходимо брать не номинальное, а фактическое. Например, для объектива?Гелиос-44? фактическое значение фокусного расстояния составляет 58,6 мм.
Истинные размеры предмета по ширине и высоте можно определить по формулам:
Z=Oz / f X=Ox / f
Где Z - восстанавливаемый размер предмета по ширине;
Z - ширина изображения предмета на снимке;
X - восстанавливаемый размер предмета по высоте;
Х - высота изображения предмета на снимке.
Размеры предмета в глубину определяются как разница расстояний от базиса до передней и дальней плоскости предмета:
Для этого нужно отдельно установить параллаксы для ближней и дальней плоскости, а затем уже вычислить расстояния до них от базиса (О и О1). Вычисление искомой ширины и глубины предмета описанным выше путем возможно, если предмет своей фронтальной плоскостью параллелен фокальной плоскости (линии базиса). При расположении предмета под углом к линии базиса нужные размеры восстанавливаются с помощью вспомогательного прямоугольного треугольника, гипотенузой в нем является сторона предмета, размер которой восстанавливается. Длины катетов этого треугольника находят по формулам для ширины и глубины предмета.
Необходимые измерения можно произвести по снимку, отпечатанному контактным способом. Однако при использовании малоформатных фотоаппаратов производство необходимых измерений на снимках, полученных контактной печатью, весьма затруднительно из-за мелкого изображения деталей обстановки. В этом случае облегчить измерения можно по увеличенному снимку стереопары. Точность измерений практически не снижается, если выполнить определенные требования при изготовлении позитивных стереоснимков:
1)плоскость кадрирующей рамки должна быть строго параллельна плоскости фотопленки;
2)негатив необходимо разместить между прижимными стеклами, чтобы уменьшить влияние изгиба пленки на точность измерений;
3)резкость изображения должна быть достаточно высокой;
4)на стереоснимках должны быть сохранены внешние границы стереокадров;
При позитивной печати малоформатных снимков оптимальным считается увеличение в 3-3,5 раза, в этом случае размер одного кадра стереопары будет иметь размеры приблизительно 80 на 120 мм.
Порядок вычисления параллакса в целях определения удаления сфотографированного объекта от базиса съемки остается прежним. Но его истинная величина определяется с учетом кратности К увеличения при позитивной печати:
Формула расстояния до фотографируемого объекта преобразуется к следующему виду:
Вычисляя другие размеры предметов, можно пользоваться разницей b-d без поправки на коэффициент позитивного увеличения. В этом случае без поправки берутся размеры изображений по ширине и высоте. Объясняется это тем, что поправка на коэффициент взаимно уничтожается при вычислениях.
Основные методы судебно-следственной фотографии: панорамная съемка фотография, стереоскопическая, измерительная, крупномасштабная, репродукционная, опознавательная фотографии.
Панорамная фотография. Применяется в том случае, когда изображение объекта не может поместиться в обычном кадре. Панорамную съемку делают с помощью специального аппарата или объект фотографируют по частям, получая ряд снимков. Следующий снимок должен охватывать край участка, запечатленного на предыдущем снимке. Все снимки делаются с одинакового расстояния, при одинаковом освещении и т.д. При этом выбирают деталь, которая служит ориентиром при съемке следующего кадра, чтобы обозначить край кадра. С полученных негативов делают фотоотпечатки, которые склеиваются одна к другой.
Панорамная съемка может проводится как по вертикали, так и по горизонтали. По вертикали фотографируют пространство или объект в высоту. Например, фотосъемка высокого здания с относительно близкого расстояния. При горизонтальной панораме фотографируется участок, значительный по своей протяженности. Например, участок дороги, где произошла авария.
Различают два способа панорамной съемки - круговой и линейный. При линейной съемке фотоаппарат перемещают параллельно переднему плану фиксируемого участка. При этом по шкале контролируют, чтобы расстояние от аппарата до последнего участка было постоянным. При круговой съемке фотоаппарат поворачивают в горизонтальной плоскости вокруг оси штатива. Применяется в тех случаях, когда передний план объекта удален от аппарата. Например, съемка двора из его центра. С помощью панорамной съемки можно зафиксировать места происшествия, места обыска или проведения следственного эксперимента.
На приведенном ниже рисунке мы можем наглядно увидеть процесс склейки панорамной съемки.
Стереоскопическая фотография это метод получения изображений в трех измерениях, объемно. На таких снимках легко определить пространственное расположение предметов, их форму, размеры и расстояние между ними. Съемка производится из двух точек, находящихся одна от другой на расстоянии, которое называется базисом стереоскопической съемки. Величина базиса равна среднему расстоянию между зрачками глаз человека. Поэтому при съемке из каждой точки получают снимки, как бы видимые раздельно правым и левым глазом. Оба снимка наклеивают на картон, чтобы расстояние между их центрами составляло 65 мм. Рассматривают такую пару через стереоскоп. Изображение можно приблизить или удалить от окуляров для более объемного эффекта.
Стереоскопический метод применяется в следующих случаях:
- 1. Нагромождения большого количества предметов;
- 2. Наличия множества расположенных близко друг к другу планов, которые на обычном фотографическом снимке могут слиться в одну плоскость.
- 3. Необходимости быстро зафиксировать обстановку места происшествия, например, при ДТП.
- 4. Фиксации объектов, которые трудно воспринимаются по обычному фотоснимку (колодцы, ямы).
- 5. Получения более правильного и четкого представления о позе трупа, обнаруженного на месте происшествия.
- 6. Невозможности проведения фотосъемки без нарушения общепринятых правил фотографирования. Например, сложные условия, не позволяющие выбрать оптимальную точку съемки.
Стереосъемка возможна различными способами.
Первый способ: для съемки из двух точек фотоаппаратами типа «Зенит» или зеркальными фотокамерами иного типа с помощью специальной стереопланки.
Второй способ: с применением стереофононасадки к обычному фотоаппарату. Она представляет собой комбинацию из зеркал и линз, которые обеспечивают получение обоих снимков стереопары на одном кадре пленки.
Третий способ: с использованием специальной стереоскопической фотоаппаратуры. Вся она снабжена двумя одинаковыми, расположенными объективами.
Измерительная фотосъемка производится для того, чтобы получить изображения, по которым можно определить пространственные характеристики запечатленных на снимке объектов. Этот метод был разработан французским криминалистом А. Бертильоном, который создал серию фотоаппаратов для этих целей. Измерительная фотосъемка делится на масштабную и метрическую.
Масштабная съемка позволяет определить длину, ширину и высоту. Она используется при фотографировании документов, предметов преступлений, следов и т.п. Она заключается в фотографировании объекта вместе с помещенной рядом масштабной линейкой, располагая фотоаппарат строго горизонтально к плоскости фотографируемого объекта. Осуществляется масштабная съемка с соблюдением следующих правил:
- 1. Масштабная линейка располагается в одной плоскости с фотографируемой поверхностью.
- 2. Фотоаппарат должен быть расположен так, чтобы оптическая ось объектива была перпендикулярна фотографируемой поверхности.
Метрическая съемка применяется для того, чтобы помимо представления о размерах сфотографированных объектов можно было вычислить и расстояние между ними. С ее помощью получают обзорные и узловые снимки. Метрическую фотосъемку производят различными способами. Например, к фотоаппаратам типа «Зенит» применяется фотосъемка с глубинным масштабом. В качестве масштаба используется бумажная лента до 10 метров с делениями в виде черно-белых квадратов, со сторонами, равными кратному фокусному расстоянию объектива фотоаппарата. Например, при фокусном расстоянии объектива «Индустар-50 в 50 мм, стороны квадратов должны быть 50 см. При этой съемке необходимо также соблюдать правила:
- 1. Фотоаппарат должен устанавливаться таким образом, чтобы его оптическая ось была параллельно полу.
- 2. Масштабную ленту необходимо уложить параллельно оптической оси объектива. Начало ленты должно быть строго под объективом.
Съемка с квадратным масштабом - это разновидность фотосъемки с глубинным масштабом, отличается от нее тем, что вместо ленты в кадре помещают картонный квадратный масштаб, со сторонами, равными кратному расстоянию объектива - 25, 50, 100 см.
Крупномасштабная съемка применяется для фиксации мелких следов, предметов или деталей. Если изображение помещается в кадре, его легко получить при наличии фотоаппарата с двойным растяжением меха или раздвижной приставкой к объективу. Проблематично фотографировать малоформатными камерами типа «Зенит», однако возможно. Существует несколько способов, но чаще всего используют дополнительное выдвижение объектива с помощью удлинительных колей или муфт. Это металлические трубки, снабженные резьбой. В зависимости от масштаба съемки подбирают кольцо или комбинацию из них, ориентируясь по таблице, которая приводится в справочниках для следователей. Соединив кольца и поместив их между фотоаппаратом и объективом, делают наводку на резкость.
Репродукционная фотография предназначена для получения плоских объектов: фотокопий текстов, рисунков, чертежей и др. Репродукционная съемка производится как с помощью специальной установки, так и с помощью фотоаппарата типа «Зенит».
Документ помещают на плоскость так, чтобы избежать неровностей, прижимают стеклом. Рядом с документом помещают миллиметровый масштаб. При этом нужно соблюсти условия:
- 1. Задняя стенка аппарата должна быть строго параллельна плоскости документа.
- 2. Документ должен быть равномерно освещен.
Репродукционную съемку можно осуществлять камерами любого типа, однако все надлежащие условия обеспечиваются при использовании специальных фотокамер. Репродукционные установки бывают портативные типа «С-64» и стационарные типа «МРКА», «УЛАРУС» и т.п.
Опознавательная фотосъемка применяется для запечатления живых лиц и трупов с целью опознания, последующей регистрации и экспертного отождествления лиц по фотоизображениям. Эта съемка производится фотоаппаратами общего пользования, однако предпочтение следует отдавать средне- и крупноформатным фотокамерам.
Фотографирование живых лиц осуществляется в фас и в правый профиль. Если есть особые приметы, то фотографируют оба профиля. Перед съемкой головной убор снимается, волосы зачесываются так, чтобы открыть уши, очки снимаются, голова должна занять правильное положение.
Опознавательная съемка трупа осуществляется в фас, правый и левый профиль и? поворота головы с обеих сторон. Предварительно эксперт производит так называемый туалет трупа для придания ему прижизненного вида. Съемку трупа рекомендуется осуществлять с трех точек: сверху и с боковых сторон. Нельзя фотографировать труп со стороны головы и ног, так как это может привести к значительным перспективным искажениям. При фотографировании расчлененного трупа сначала фотографируются части трупа на месте их обнаружения в том виде и в той упаковке, в которой они найдены. Затем делаются снимки каждой части в отдельности, после чего все части составляются в одно целое и фотографируются.
При эксгумации трупа фотографируют вначале общий вид могилы, гроб в могиле, извлеченный гроб, труп в гробу, затем труп изолированно от окружающей обстановки.
Существует также ориентирующая, обзорная, узловая и детальная фотосъемки.
Ориентирующая съемка применяется при фотографировании какого-либо участка или объекта одновременно с окружающей обстановкой. На месте происшествия должны быть видны территория осматриваемого участка или здания, заграждения вокруг него, рельеф местности. Пути подхода или подъезда. Съемка производится с возвышения либо с удаленных точек. При авиакатастрофах съемку производят с вертолета. В результате снимок несет в себе большой объем информации.
Обзорная фотосъемка проводится с целью запечатления самого места происшествия без окружающей обстановки. Место снимается с разных сторон, но более с близкого расстояния, чем ориентирующая съемка. Наиболее важные детали помечают указателями в виде таблиц или стрелок с цифрами. При необходимости эту съемку осуществляют с использованием глубинного масштаба или квадратного, если расположение объекта или их размеров имеют важное значение для расследования.
Узловая съемка применяется при запечатлении наиболее важных участков, объектов, следов преступного действия. Она получила свое название от термина «узел», что означает наиболее важную часть фиксируемой обстановки. Например, место взлома, обнаружение трупа, нахождения тайника и др. узловая фотосъемка осуществляется с меньшего расстояния, чем обзорная. Точку съемки выбирают так, чтобы полностью охватить участки и объекты для получения наглядного представления о них. Количество снимков зависит от количества объектов, следов и их взаиморасположения. Здесь могут быть использованы различные способы криминалистической фотографии.
Детальная съемка делается с целью зафиксировать крупным планом отдельные предметы или следы. Это фиксация оружия, пуль, гильз, орудий преступления и их следов, следов рук, ног, транспорта и иных объектов, имеющих значение для расследуемого дела. Детальную съемку производят с такого расстояния, чтобы в кадре находился только объект. Выполняют по правилам масштабной фотографии. Съемка может быть осуществлена как на месте обнаружения объекта, так и после его перемещения в другое место.
Ориентирующая и обзорная фотосъемки осуществляются в самом начале проведения следственного действия. Например, при осмотре места происшествия, обыске или следственном эксперименте. Узловая и детальная - в ходе следственного действия, когда имеется представление о происшедшем событии и установлено значение следов, предметов.
Фотография охватывает способы получения фотоизображений, при рассматривании которых создается ощущение объёмности (стереоскопичности).
Стереоизображение состоит из двух (как минимум) сопряжённых изображений, образующих стереопару и рассматриваемых одновременно и в то же время раздельно левым и правым глазом. Сопряжёнными являются изображения, полученные фотографированием одного и того же объекта с точек, соответствующих расположению глаз, т.е. сделанные в одинаковом масштабе, с одинаковой яркостью и связанные единой перспективой. Такие изображения называются стереопарой. Для получения стереофотографии используются специальные фотоаппараты или приемы съёмки.
Стереофотоаппараты
Красногорский механический завод никогда не производил стереофотоаппараты, хотя, разработки таких камер велись, например — фотокамера «Астра », специально созданная к брюссельской выставке 1958 года :
Были и ещё разработки, например, стереофотоаппарат Н.В. Исаева для подводных съёмок (1989 г.):
Переделкой обычных фотокамер в стерео варианты в советское время часто занимались сами фотолюбители.
Ещё существуют энтузиасты этого направления, к примеру: «Стереофото клуб» в Днепропетровске, Украина.<.>
Владимир Жиденко из этого клуба в 2001 году прислал нам фотографию переделанных ЗЕНИТов-АМ в один стереофотоаппарат. Что ж, как видим, получилось весьма неплохо:
Стереонасадки
Проводить стереофотосъёмку неподвижных объектов с двух различных точек можно любым фотоаппаратом.
При этом базис выбирается в зависимости от расстояния до тех планов, объемное восприятие которых должно быть наилучшим. При рассматривании стереопар, снятых с нормальным базисом (около 65 мм , что соответствует среднему расстоянию между центрами зрачков взрослого человека — от 54 до 72 мм ), оптимально воспринимаемая зона находится в пределах от 3 до 10-11 метров от камеры, а при расстоянии около 100 м и более стереоскопический эффект практически исчезает.
Значения величин базисов стереосъёмки и соответствующих им зон объемного восприятия приведены в таблице:
Величина базисов стереофотосъемки и зоны объемного восприятия
| Величина базиса стереофотосъёмки, см | Зона оптимально воспринимаемого пространства, м | Граница ещё хорошо воспринимаемого пространства, м |
| 6,5 | 3,0-11 | 22 |
| 10 | 5,0-17 | 34 |
| 15 | 7,5-24 | 51 |
| 20 | 10-33 | 68 |
| 30 | 15-51 | 102 |
| 40 | 20-69 | 135 |
| 50 | 25-85 | 170 |
| 100 | 50-170 | 340 |
| 200 | 100-340 | 680 |
| 500 | 250-850 | 1700 |
| 1000 | 500-1700 | 3400 |
| 2000 | 1000-3400 | 6800 |
Если при съёмке удаленных объектов нужны базисы, увеличенные по сравнению с нормальным, то стереоскопическая макросъёмка (с близкого расстояния) требует, наоборот, уменьшенных величин. При этом помимо смещения самого аппарата часто производят визуальное смещение объекта: горизонтальный поворот оптической оси фотоаппарата на угол до 15° или поворот самого объекта.
Другое эмпирическое правило заключается в том, что стереобаза равна расстоянию до объекта съёмки, деленному на 50 (вариант: на величину глазного базиса, выраженному в миллиметрах).
Стереопара может быть получена и при съёмке с рук, если первый снимок делать при некотором смещении аппарата влево, а второй — вправо . Базис фотографирования при этом должен иметь величину 100-200 мм , что обеспечивает хороший стереоэффект для большинства видовых сюжетов. Простейший приём при такой съёмке — перемена опорной ноги . Первый снимок производят, например, при опоре на левую ногу, а второй — при опоре на правую ногу. При этом следят за совпадением границ кадра и отсутствием перекосов.
Особое требование при стереосъёмке — необходимость сильно диафрагмировать объектив, т.к. пространство по глубине должно быть резким. В противном случае глаз может попасть в своеобразный «тупик» — он пытается «навестись» на объекты, оказавшиеся на фотографии не в фокусе, но не может этого сделать, что вызывет сильный дискомфорт при просмотре стереопар с малой глубиной резкости.
Для наилучших результатов, при стереосъёмке необходимо выбирать границы кадра таким образом, чтобы в кадр вообще не попадали объекты, расположенные на расстояниях менее указанных для зон оптимально воспринимаемого пространства в вышеприведенной таблице.
Примечания:
Мы не используем здесь спекулятивного термина «3D» как вводящего в заблуждение. Стереоскопическая фотография, которую ныне в рекламных целях называют «3D», представляя как нечто абсолютно новое, появилась практически одновременно с самой фотографией — первые стереоснимки были получены в 1844 году — и была вполне обыденным явлением в течение полутора веков. Термин «3D» (3D-фотография, 3D-кино, 3D-телевидение и т.п., где «D» — от английского «dimension», итого — «3-х мерный»), широко распространившийся и ставший модным в последнее время, на самом деле в подавляющем большинстве случаев совершенно некорректен, т.к. ни о какой «трёхмерности», не создающей впечатление, а реальной объёмности (голографичности) изображения, ни о каких новаторских, ранее неведомых технологиях речи идти не может. И стереофотография, и стереокино и соответствующие техника и технологии съёмки и показа насчитывают многие десятки лет истории и развития и даже технологии стереоскопического телевидения не являются чем-либо абсолютно новым и только что появившимся. Мало того, за последнее время не было решено ни одной проблемы, которые действительно имеются, чтобы дать хоть какой-то повод к переименованию стереотехнологий.Последовательность съёмки дана для фотокамер, имеющих приёмную катушку справа от фотографа для случая просмотра слайдов. В принципе, т.к. пары снимков, как правило, всё равно разрезаются, порядок фотографирования особой роли не играет, но для определённости и удобства дальнейшей работы лучше всё-таки придерживаться единой схемы.
«Простейший прием при такой съемке — перемена опорной ноги» — в англоязычной литературе это прием называют «Shift left / shift right» или «Cha-cha».
Основные источники сведений по стереофотосъемке:
Фотография. Энциклопедический справочник — «Беларуская Энцыклапедыя» имени Петруся Бровки, Минск, 1992 г.
«Справочник фотолюбителя», под общей редакцией Е.А. Иофиса и В.Г. Пелля — «Искусство», М., 1962 г.
Фотографии стереонасадки и стереоскопа взяты из объявлений о продаже на аукционе Molotok.ru.
Благодаря так называемому псевдоскопическому эффекту стереоскопическая съемка позволяет получить объемное, трехмерное фотоизображение объекта, воспринимаемое как его оптический слепок. Человеческое зрение является бинокулярным вследствие различного восприятия предметов правым и левым глазом, создающим впечатление глубины пространства, объемности. Человек видит предметы в трех измерениях: в высоту, в ширину и в глубь перспективы. Один глаз дает восприятие предметов лишь в двух измерениях - по высоте и ширине. Фотоаппарат воспроизводит предметы аналогично, однако если сфотографировать предмет с двух точек, отстоящих одна от другой на 60-65 мм (среднее расстояние между центрами глаз), и рассматривать снимки через специальное устройство, то они будут восприниматься как одно объемное изображение. На таких фотоснимках легко определяется пространственное расположение объекте, их форма, расстояния между ними, а с помощью приборов ещё и размеры. Следовательно, стереоскопический метод представляет совокупность приемов съемки для получения фотографий, рассматривая которые можно воспринять предметы в трехмерном виде.
В криминалистической практике стереофотосъемку целесообразно применять в тех случаях, когда на снимках необходимо точно воспроизвести форму объектов и их взаимное расположение в пространстве. Примером может служить место крупного дорожно-транспортного происшествия, осмотр которого обычно проводится в довольно сжатые сроки. По объемным фотографиям обстановку ДТП можно проанализировать в любое удобное время, что по обычным плоским фотоизображениям практически невыполнимо.
Стереоскопическое изображение получают с помощью специальной двухобъективной фотокамеры «Спутник» или аппарата общего назначения. Стереокамеры обеспечивают съемку стереопары, поместив которую в стереоскоп наблюдают объемное изображение запечатленных криминалистических объектов. Обычным аппаратом стереосъемку производят с использованием стереонасадки на объектив. Она позволяет получить при съемке с одной точки стереопару на кадре размером 24x36 мм. Неподвижные объекты можно заснять на два кадра, переместив точку съемки путем переноса центра тяжести тела с одной ноги на другую, стоящую рядом.
Проявлять негативы при стереосъемке нужно в мягко работающем проявителе, стремясь получить на негативе как можно больше деталей. Печатать снимки можно только на глянцевой фотобумаге. Отпечатки должны быть одного тона и без каких-либо дефектов. Снимки нельзя сразу рассматривать в стереоскопе, так как в таком случае будет восприниматься обратный рельеф. Для получения прямого рельефа стереопару разрезают по средней линии и наклеивают на картон так, чтобы снимок, сделанный правым объективом, находился против правого глаза, а сделанный левым - против левого. При наклейке надо следить, чтобы оптические оси линз стереоскопа проходили через главные точки отпечатков. Расстояние между этими точками должно соответствовать промежутку между оптическими осями стереоскопа. Главную точку снимка находят проведением диагонали. Затем снимки кладут рядом и определяют расстояние между этими точками. Если оно больше промежутка между оптическими осями линз стереоскопа, то обе фотографии подрезают на 0,5 этой разницы, а если меньше, то соответственно раздвигают.
Усовершенствованной разновидностью стереоскопической съемки является стереофотограмметрическая съемка.
Для этого полученную стереопару (два фотоснимка одного объекта, снятого с двух разных точек пространства) помещают в стереофотограмметрический прибор, который позволяет наблюдателю увидеть пространственное (стереоскопическое) изображение и измерить расстояния между точками, объектами, определить их размеры и т. п. Существуют специальные комплексы технических средств для фиксации обстановки места происшествия, основанные на стереофотограмметрии, в частности стереофотограмметрический комплекс (Фомп-1) и электронный стереограмметрический комплекс (Фомп-Э).
Фотопластикон или Имперская Панорама
Греческое stereos означает «телесный», «объемный». Объемный звук в наши дни является общепринятым стандартом, но стереофотография (или 3D-фотография) для многих остается диковинной забавой. А зря, ведь она позволяет запечатлевать реальность примерно так же, как ее видит человек.
Традиционная фотография выработала серьезный арсенал технических и художественных средств передачи объема: глубина резкости, фокусное расстояние оптики, перспектива, рисунок теней и композиция. Человеческий мозг может получить информацию о пространстве из содержания плоской картинки. Но обычная фотография неспособна передать объем непосредственно так, как его воспринимает человек.
Объем, глубина изображения - субъективная штука, поскольку мы ограничены своими органами чувств. Оси глаз человека пересекаются под определенным углом в точке, на которую направлено наше зрение. Получается пара плоских изображений, в которых имеет место смещение видимого пространства (параллакс). В результате слияния этих изображений в сознании возникает объемная картинка. Воспринимать объем позволяет расстояние между двумя точками (например, глазами), называемое стереобазой. Расстояние можно изменять, используя технические средства (например, стереобинокль или артиллерийский дальномер). С увеличением стереобазы уменьшается глубина резкости и увеличивается острота зрения.
Стереофотография - метод съемки, предполагающий наличие у камеры двух «глаз» вместо одного. Речь идет необязательно об объективах. Важен результат - кадры на пленке с необходимым смещением базы. Стереофотография не создает в реальности объемное изображение, но позволяет произвести хитрую подмену реального пространства на фотографию, особым образом снятую и подготовленную.
Способность 3D-фотографий передавать сложную структуру изображаемого объекта особенно ценна в «технических» жанрах, таких как съемка архитектуры, природных и городских пейзажей, макро. Использование стереофотографии в художественных целях дает совершенно новые творческие инструменты.
История стереофотографии
В 280 году до н. э. Евклид впервые обнаружил, что восприятие глубины пространства достигается именно потому, что каждый глаз видит немного отличающиеся картинки одного и того же объекта. Вслед за ним описал эти способности в 1584 году Леонардо да Винчи, посвятивший особенностям зрительного восприятия несколько своих сочинений. Теория стереоскопического восприятия была изложена в научной форме немецким оптиком и геометром Иоганном Кеплером в сочинении «Диоптрика» (1611). Спустя два года иезуит Франсуа д’Агийон (Francois d’Aguillion) впервые использовал термин «стереоскопия».
Примерно в 1600 году итальянский художник Джованни Баттиста делла Порта (Giovanni Battista della Porta) написал первую стереокартину. В начале XVII века его опыт повторяет Джакопо Хименти да Эмполи (Chimenti da Empoli), использовавший технику парных изображений. Спустя полтора столетия француз Буа-Клэр (G. A. Bois-Clair) создавал объемные изображения, используя метод растров. Успел попробовать себя в стереоскопических рисунках русский писатель Лев Толстой. В XX веке испанец Сальвадор Дали писал трехмерные картины, используя метод игольчатого экрана, предложенный изобретателем объемного кино - русским эмигрантом Алексеевым. Просмотр изображений, полученных с помощью растрового и игольчатого методов, не требовал никаких специальных приспособлений.
Открытие стереофотографии связано с именем профессора Лондонского Королевского колледжа Чарльза Уитстона (Charles Wheatstone). В 1833 году Уитстон создал зеркальный стереоскоп - прибор, позволяющий видеть объемную картинку, используя пару исходных картин со смещением. В качестве объектов ученый поначалу использовал свои рисунки. В соответствии с опытами была создана научная база. В 1838 году Уитстон делает исторический доклад о вопросах получения объемных изображений перед Королевским обществом в Лондоне. Доклад носил название «О некоторых поразительных и до сих пор не изученных явлениях бинокулярного видения» (On Some Remarkable and Hitherto Unobserved Phenomena of Binocular Vision).
Почему Уитстон использовал в своем стереоскопе рисунки, а не фотографические изображения? Ответ прост: фотография была изобретена французом Дагером только спустя шесть лет после открытия Уитстона - в 1839-м. Первые снимки, сделанные стереоскопическим методом, Уитстон представил общественности только в 1851 году на Всемирной выставке в Лондоне.
Первый фотоаппарат с двумя объективами, предназначенный для создания стереопар, создан в 1849 году шотландским ученым Давидом Брюстером (David Brewster). Брюстер, кроме того, является создателем простого стереоскопа без зеркал. В 1855 году француз Бернард создает первую зеркальную насадку для обычных однообъективных фотокамер, позволяющую снимать стереопары. Чуть позже англичанин Барун усовершенствовал данную конструкцию.
Одним из первых, оценивших потенциал 3D-фотографии, был английский репортер Роджер Фентон (Roger Fenton), который в 60-е годы XIX века путешествовал по России и является автором серии снимков, посвященных Русско-турецкой войне. В те же годы трехмерной фотографией заинтересовался известный французский фотограф Антуан Клод (Antoine Claude), открывший в 1851 году лондонский «Храм фотографии». По словам Клода, стереоскоп в дешевой и компактной форме преподносит модель всего, что существует в различных участках земного шара. Интересно, что именно Клод в 1853 году запатентовал метод получения стереофотографий.
В 1858 году француз Жезеф д’Альмейда (Joseph d’Almeida) открыл анаглифный метод создания объемных изображений, который позволял просматривать трехмерные картинки с помощью очков с красным и зеленым стеклами. Этот метод применялся для создания книг, открыток, комиксов, географических карт. В 1920-х появляются первые анаглифные фильмы, которые называли пластиграммами.
В начале XX века французский физик Йонас Липпман (Jonas Lippmann) открыл метод создания изображений, не требующий специальных приспособлений для просмотра. Изображения должны иметь особую поверхность на основе линзовой решетки (растра). Поверхность состоит из микролинз, под которыми находятся фрагменты изображений для правого и левого глаз. Рассматривая изображение под определенным углом, можно видеть объемное изображение. Фотограф Морис Бонне (Maurice Bonnet) впервые использовал растровый метод в 1930-х годах для создания объемных портретов.
В наши дни метод создания растровых изображений предполагает подготовку бумажной подложки на компьютере, которая затем печатается обычными средствами и снабжается пластиковым экраном с линзовым растром. Данный способ применяется при создании карманных календарей с трехмерными картинками или меняющимся изображением (вариоэффект).
Стереофотография появилась практически одновременно с обычной фотографией. Однако потребовалась почти сотня лет, чтобы она приобрела массовую популярность. В начале XX века стереофотография воспринималась как массовое развлечение, а не вид искусства. Пользовались популярностью аттракционы, основанные на стереоскопическом эффекте. Распространение получили ящички со стереографическими изображениями, на которых были запечатлены виды далеких стран, сделанные путешественниками, деревенские зарисовки и обнаженные натурщицы.
В первой половине XX века интерес к стереофотографии был весьма высок. Первые камеры, выпущенные компанией Franke & Heideke, были предназначены именно для стереосъемки: Heidoskop (1920), снимающий на листовую пленку, и Rolleidoskop (1922), в котором использовался рольфильм (формат стереопары 6 x 13 см). Вскоре в продаже появляется Stereoflektoscop компании Voigtlander (формат 6 x 13 см) и Verascope француза Юлия Ричарда (формат 45 x 107 см, пленка тип 127).
В 1939 году американец Вильям Грубер (William Gruber) основал компанию View-Master, которая спустя год выпускает узкопленочную стереокамеру. Компания View-Master произвела на свет немало инновационных приспособлений для съемки и просмотра 3D-фотографий и кинофильмов.
Появление в конце 1930-х годов цветной слайдовой пленки Kodachrome с высокой детализацией, а также рост популярности компактных узкопленочных камер способствуют появлению в 1940–50-х большого числа стереокамер с форматом кадра 24 x 23 мм (Edixa, Iloca, Kodak Stereo, Stereo-Realist) и 24 x 29 мм (Belplasca, Verascope F40). Немецкие фирмы Zeiss (Contax) и Leica предлагают зеркальные адаптеры, позволяющие получать объемные фотографии на обычных дальномерных камерах. Отметим, что конструкция с третьим визирующим объективом или дальномером вплоть до сегодняшнего дня не претерпела принципиальных изменений.
В 1950–60-е годы наблюдается всплеск массового интереса к стереофотографии. Выпускаются специальные камеры и стереонасадки, стереоскопы для просмотра изображений. Продаются сувенирные наборы, состоящие из парных слайдов с изображением мировых достопримечательностей. Стереокамеры применялись при съемке поверхности Луны, Марса и Солнца в американских космических программах.
В будущем трехмерная фотография наверняка станет привлекать намного больше внимания, чем ей уделяется сейчас. Безусловно, это зависит от технической базы, которая постоянно совершенствуется. Пока же доступны два простых способа создания трехмерных фотографий.