Третье измерение в фото- и видеосъемке

Часть II. Как получить эффектное стереоизображение

Олег Татарников

Как снимать стереопары

Стереоокно

Параллакс

Съемка стереоизображений с помощью цифровой камеры

 

3D-телевизор

Как снимать стереопары

Сразу оговоримся, что специальные двухобъективные фотоаппараты с синхронным затвором мы рассматривать не будем. Во-первых, они мало у кого есть, поскольку стоят довольно дорого, а во-вторых, как показывает практика, слепое соблюдение того же расстояния между объективами стереофотоаппарата, что и между зрачками глаз, в большинстве случаев не позволяет получить выразительной стереокартинки. Стереопара — это изображения для левого и правого глаза в отдельности, для получения которых делают два снимка, смещаясь параллельно на расстояние, называемое базой стереосъемки, или стереобазой. При этом даже допускают стереосъемку с поворотом фотоаппарата на штативе, то есть с небольшим отклонением от параллельности («носками наружу»).Однако такой способ несколько противоречит свойствам человеческого зрения. Человек разглядывает предметы совсем по-другому: оси глаз пересекаются под определенным углом в одной точке, на которую направлен взгляд («носками внутрь»). Поэтому снимки, полученные при параллельном или расходящемся положении осей объективов, вызывают некоторые нарекания: чтобы увидеть стереоэффект, нужно расфокусировать глаза и держать их оси параллельно. Простая логика подсказывает, что для получения сильного стереоэффекта, воспроизводящего механизм зрения человека, после съемки первого кадра фотоаппарат должен смещаться на некоторое расстояние (назовем его линейной стереобазой) и поворачиваться внутрь к снимаемому предмету на определенный угол (назовем его угловой стереобазой). picture

У «параллельного» способа стереосъемки есть интересная особенность: ближайшие попавшие в кадр предметы будут определять передний план только до тех пор, пока мы не откадрируем изображение. Убрав эти предметы из кадра (допустим, отрезав их), мы получим на переднем плане следующий по удаленности объект. При таком кадрировании изменится перспектива и предметы к нам приблизятся. Со «сходящимся» видом стереосъемки все обстоит по-другому. Как бы вы ни кадрировали изображение, предметы не будут ни приближаться к вам, ни удаляться от вас. Видимо, это связано с тем, что в первом случае параллельность осей дезориентирует мозг человека и не дает ему точно определить удаленность передних объектов. При втором же способе стереосъемки, когда фотоаппарат поворачивается внутрь, возникает ось нулевого параллакса, которая дает нам некое представление об удаленности предметов.

В начало В начало

Стереоокно

Возможно, вы когда-нибудь видели объемные изображения, на которых часть предметов как бы выступает вперед, висит в воздухе между вами и плоскостью картинки и кажется, что их можно потрогать рукой. Создать иллюзию того, что предметы находятся над плоскостью изображения, можно, например, при съемке с поворотом фотоаппарата внутрь. Расскажем как это получается. picture

Стереоокно — пространственная граница стереоизображения (фронт эффекта), начиная с которой появляется глубина. Добиваясь соответствующих пропорций в стереопаре, мы можем сделать один и тот же объект выступающим, стоящим непосредственно в плоскости или видимым в глубине, в нише за плоскостью изображения. Три стереопары на рисунке как раз иллюстрируют данный эффект. Эти визуальные свойства необходимо учитывать, чтобы получать интересные эффекты и не допускать досадных ошибок.

В начало В начало

Параллакс

Параллакс (от греч. parallaxis — уклонение) — это кажущееся перспективное смещение рассматриваемого объекта, вызванное изменением точки наблюдения. Если вы посмотрите сначала одним глазом, а потом другим, то увидите, что предметы, находящиеся на разном расстоянии от вас, смещаются относительно друг друга — это смещение и называется параллаксом. Благодаря параллаксу мы получаем представление о расположении объектов относительно друг друга.

При получении стереопар «параллельным» способом объекты, находящиеся очень далеко, не смещаются и на обоих кадрах находятся на одном и том же месте. Изменяется лишь расположение объектов переднего плана. picture

Таким образом, для переднего плана параллакс максимальный, а для бесконечно удаленных объектов равен нулю. При съемке с поворотом на заднем плане тоже появляется параллакс, но с обратным знаком. На оси вращения фотоаппарата нет никакого смещения, поэтому мы и назвали ее осью нулевого параллакса.

Человек не в состоянии соединить в объемное изображение две стереопары с очень большим параллаксом: в жизни этого не происходит, потому что человеческий глаз — динамическая система, которая очень быстро перестраивает фокус, то есть человек видит или близко расположенные, или отдаленные предметы. Стереофотография же статична, а глубина резкости может быть значительно большей, чем у глаза, поэтому существует ограничение на максимальный параллакс.

При рассматривании стереоизображения мозг человека в течение некоторого времени будет анализировать его, приспосабливаться к нему и, наконец, создаст иллюзию объема. При этом взгляд привязывается к предмету, изображение которого имеет минимальный параллакс. Этот предмет и будет центром композиции.

Если вы откадрируете стереоизображение, вырезав кусок с минимальным параллаксом, то взгляд будет скользить мимо него, ища точку пересечения осей глаз. Не находя этой точки, человек может испытывать дискомфорт, а стереоэффект будет слабым. В некоторых случаях отсутствие точки с нулевым параллаксом вызывает ощущение движения.

Однако практика показывает, что для целого ряда приложений более эффектное стереоизображение дают стереопары с большим параллаксом, чем у человеческого глаза.

Причем максимально допустимый параллакс в действительности есть угловая величина и зависит от расстояния, с которого мы рассматриваем картину: чем дальше от нас картина, тем больше максимально допустимый параллакс.

Если параллакс на фотографии намного меньше действительного, то объекты на ней кажутся плоскими, как будто вырезанными из картона. При этом они сильно сжаты в продольном направлении. При увеличении параллакса предметы, наоборот, вытягиваются, но выглядят не такими плоскими.

В начало В начало

Съемка стереоизображений с помощью цифровой камеры

С помощью цифровой камеры вполне можно получить пару стереоизображений, если действовать в соответствии с вышеизложенными требованиями.

Итак, необходимо получить два изображения, которые являются абсолютно идентичными, но снятыми со смещением по горизонтали и, возможно, с небольшим поворотом. С движущимися объектами такая схема не получится, но она вполне сработает со статическими объектами. Это может быть натюрморт, пейзаж либо объекты, которые перемещаются очень медленно. picture

Сделайте первый кадр, переместите камеру немного в сторону и сделайте второй кадр. Убедитесь, что в обоих случаях вам удалось выполнить одинаковое кадрирование и что вы не переборщили со смещением. Наклона камеры вверх или вниз тоже лучше не допускать, поэтому вам придется кадрировать изображения и сильно уменьшать результирующее поле. Старайтесь, чтобы в центре кадра всегда находился один и тот же объект — это поможет вам сохранить точку зрения. Во многих камерах для облегчения этой задачи можно вывести специальную сеточку в видоискателе.

Значительное смещение обычно усиливает эффект, но может привести к тому, что изображение нужно будет рассматриваться с некоторым усилием, поэтому правильнее будет снять серию кадров с разным сдвигом и поворотом, а затем выбирать ту пару, которую лучше всего использовать для стереоизображения.

Из полученных двух исходных изображений необходимо вырезать абсолютно идентичные по формату части — кадрирование изображений должно совпадать с высокой точностью:

  1. Откройте первое изображение в графическом редакторе (мы будем пользоваться Adobe Photoshop) и увеличьте размер подложки (Canvas size –> larger). Так как понадобится дополнительное место для совмещения двух или более изображений, сделайте размер подложки примерно 120% по сравнению с первоначальным.
  2. Наложите второе изображение поверх первого на другой слой, выставьте ему некоторую прозрачность и двигайте его до тех пор, пока оно не совпадет с первым наиболее точно. При этом вы должны определить нулевой параллакс, то есть какие предметы не будут смещаться, и выравнивать изображения по ним. Та часть изображения, которая будет объемной, должна смещаться на втором изображении по вышеописанным правилам. Детали, края которых вы выравниваете на обоих изображениях, находятся либо в области нулевого параллакса, либо в области «совпадения». Например, в простейшем случае предметы, которые на снимках находятся с большим смещением друг относительно друга, в трехмерном изображении окажутся дальше, а те, что совпадают, выдвинутся вперед.
  3. Если пропорции изображений слегка нарушены, то можно воспользоваться командой Transform. Когда вы будете уверены, что все пропорции одинаковы, вырежьте оба изображения, пометив их одной и той же рамкой Select так, чтобы на них остались лишь те детали, которые есть на обоих снимках. picture

Использование стереоизображения зависит от способа его получения. В простейшем случае картинки можно поставить рядом и попытаться увидеть трехмерное изображение, совмещая их глазами друг с другом. Если вы перепутаете правую и левую картинку, то изображения произведут в вашем мозгу эффект «обратной глубины» и вы будете неприятно удивлены результатом.

Подробнее о вариантах просмотра и других способах применения полученных стереоизображений читайте в следующих номерах нашего журнала.

КомпьютерПресс 6'2003

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует