Az illúzió világa? - sztereokép történet, technika

Annak ellenére, hogy a sztereofotózás szinte egyidõs a fényképezéssel, nem tartozik az elterjedt, közkedvelt technikák közé.
_{2004.04.08 21:13, Forrás: illuzio.hu}

Esetleg gyerekkorunkban találkozhattunk a sztereoszkóp valamilyen egyszerûbb változatával, amely néhány kockás meseképsort, állatképeket vagy más érdekes, játékos jelenetet mutatott meg.


A következõ oldalakon szeretnénk egy rövid áttekintést nyújtani a sztereoképek készítésével, történetével, megtekintésével kapcsolatban.
A téma iránt érdeklõdõk bõvebb információt, tudományos, leírást is találnak az Interneten.

A sztereofotózás elmélete
Sztereokép történet
Sztereoképek készítése
Sztereoképek megtekintésének módszerei
Rokon területek

A SZTEREOFOTÓZÁS ELMÉLETE

A térérzékelés látásmódunk egyik következménye és elõnye. Bal és jobb szemünkkel más-más szögbõl látunk, vagyis kicsit különbözõ képeket érzékelünk. A két képbõl agyunk alkotja meg a környezet 3 dimenziós képet. Fényképeken, illetve síkra képezett képeken ez a térbeliség elveszik. Ahhoz, hogy valamelyest visszaadjuk ezeken a sík felületeken a tér-érzékelést, a normális térlátáshoz hasonlóan, jobb- és bal szemünknek kicsit eltérõ képeket kell mutatnunk. Ezeket a képeket kicsit eltérõ pozícióból fényképeztünk vagy számítógéppel erre a célra szándékosan így állítottunk elõ. Az évtizedek során különbözõ technikák alakultak ki arra, hogy az egyik szemnek szánt képet csak - illetve minél inkább - csak az adott szem lássa, a másikat pedig a másik.

Elõször nézzük a sztereofényképezés elméletét (Morvay György: Új Fotolexikona alapján).
A sztereofényképezés alapja a sztereolátás, amely: "a térlátás egyik fajtája, amit az jellemez, hogy a tárgytérben levõ egyes tárgyakra koncentrálva a szemtengelyeinket összefelé kell fordítani úgy, hogy azok a tárgypontban messék egymást, különben kettõs képet látunk. A sztereolátás a kb. 0.25...50m távolsághatárok között fekvõ tárgyakról ad közvetlen távolságérzetet."(sztereohatás)

A két szemtengelyt a P pont nézésekor úgy kell összeforgatni ( + = ), hogy képe az A és B szem retináján azonos helyre kerüljön (b: bázistávolság)

Ezt a sztereohatást csak a két, kb. párhuzamos szemtengelyû szemmel látó élõlények tapasztalják és használják fel az elõttük lévõ dolgok egymáshoz viszonyított helyzetének megállapítására. A hatás gyakorlatilag azért keletkezik, mert a két szem nem ugyanazt a képét látja egy bizonyos tárgynak.

A bal szem a tárgy egyik, a jobb szem pedig a tárgy másik oldalából lát egy kissé többet, és a különbözõ nézõpontok miatt a perspektíva is más. Tehát ha készítünk két fényképet a két szemünk távolságával megegyezõen elhelyezett fényképezõgéppel, azután mindegyik képet a megfelelõ szemünkkel nézzük, akkor a képek egybeolvadva visszaadják az eredeti térélményt.

A távlati vagy mélységi hatás fokozható, ha a két felvétel bázistávolságát növeljük (hipersztereoszkopikus hatás). Gyakorlatban szinte mindig nagyobb bázistávolságot érdemes választani a néhány méternél távolabb lévõ dolgok esetén. Az emberi sztereolátás határán (kb. 50m) túl elhelyezkedõ témákról is készíthetõ így sztereohatást keltõ fénykép.

Ha a tárgy közelebb van, mint az éleslátás távolágának alsó határa (makro-, mikrofényképezés), akkor a bázistávolságot megfelelõ mértékben csökkenteni kell.
Nagyon jól használható ez az eljárás olyan esetekben, ahol szeretnénk visszaadni a látottak térbeliségét (magasságokat, mélységeket, dolgok térbeli formáját, egymáshoz viszonyított helyzetét, stb.).

SZTEREOKÉP TÖRTÉNET

Már Dürer is készített olyan rajz-párokat, amelyek egy adott tárgyat a két szem különbözõ nézõpontjaiból ábrázolták. 1832-ben Sir Charles Wheatstone szerkesztett olyan tükrös sztereoszkóp készüléket, amellyel festett ábrákat néztek. 1840 körül W.H. Fox Talbot és Henry Collen által készített talbotípiákat. 1841-ben jelentek meg J. Fizeau és Claudet sztereó-dagerrotípiái, késõbb a London Stereoscopie Company nagy tömegben gyártott sztereóképeket. A sztereo-fotózás úgy az 1850-es évektõl kezdve, röviddel a fotográfia felfedezése után, elindult népszerûsége útján.

1854-ben még csak 10.000 féle képet árultak, ezt 1858-ra megtízszerezõdött. Az 1890-es években a három legnagyobb amerikai sztereó cég (az Underwood & Underwood, a Keystone View & Co. és a H.C.White & Co.) milliós példányszámban gyártotta és adta el a sztereó képeket, riportfotókat. Az 1920-as évek környékén már sztereo-képeslapokat is árultak, majd kis visszaesés után az 1950-es években újra föltámadt az érdeklõdés a sztereo-fényképezés iránt, csakúgy mint az történt az elmúlt években. Egyre több kamera és különbözõ eszközök érhetõek el a piacon.

Az 1920-as évektõl kezdve kisebb-nagyobb erõsségû hullámokban sztereo-filmek is készültek, melyek közül néhányat video-kazettán is kiadtak, sõt, napjainkban sztereo-részleteket tartalmazó DVD-k is napvilágot láttak. Az utóbbi években, elsõsorban az Egyesült Államokban, néha a televízió is vetített 3-D filmeket, melyhez a speciális szemüvegeket nyilvános áruházláncokon keresztül lehetett beszerezni. Magyarországon is elõfordult, hogy különbözõ magazinok 3-D hirdetéseket vagy részleteket tartalmaztak, illetve 3-D könyv is megjelent, bár hazánkban a sztereo-fotózás népszerûsége egyelõre sokkal kisebb mértékben észlelhetõ.

SZTEREOKÉPPÁROK KÉSZÍTÉSE

- A sztereofényképezés egyszerûbb, könnyebb megvalósításához különféle technikai segédeszközöket találtak ki. Ilyenek például:

- A sztereofényképezõgép, amely két azonos jellemzõjû fényképezõgép egy házban, kb. szemtávolságnyira elhelyezve, szinkronban mûködõ zárral és blendével

- A sztereoszán, amely a fényképezõgép és az állvány közé rögzíthetõ vízszintes sín, a fényképezõgép bázistávolságnyira való elcsúsztatására,

- A sztereoelõtét, segítségével egy képkockára készíthetõ el a két részkép.

- Hasonló technikai segédeszközök nélkül, egyetlen fényképezõgéppel is készíthetünk sztereoképeket, igaz csak statikus jellegû témákról.
Eseményfényképezéshez, vagy bármilyen más, dinamikusabb téma térhatású megörökítéséhez feltétlenül két, szinkronban mûködõ, azonos jellemzõkkel rendelkezõ kamera, sztereoelõtét vagy sztereofényképezõgép szükséges.

- Ha nincs sztereofényképezõgépünk, a képek készítésénél érdemes figyelembe venni az alábbi szempontokat:

- A képek készítésekor mindig tartsuk azonos helyzetben a fényképezõgépet. Legjobb, ha állványt használunk.

- Fontos, hogy mindkét képnél azonos legyen az expozíció beállítás.

- Ha távoli dolgokat szeretnénk lefényképezni, nagyobb bázistávolsággal, akkor lényeges, hogy ne kerüljenek a képre a fõtémánál jóval közelebb lévõ részletek, mert ezekrõl agyunk már nem lesz képes térbeli képet elõállítani. Ideális eset, ha az elõtérben valamilyen homogénebb anyag (hó, homok, víz,...) van, vagy nincs semmi.

- A bázistávolság megválasztásához nehéz általános formulát adni, mert ez függ az elérendõ hatástól, az objektív gyújtótávolságától és persze a terepviszonyoktól. Van egy u.n. 30-ad szabály, ami annyit jelent, hogy a bázistávolság a tárgytávolság 30-ad része legyen. Így a természetes térhatáshoz közeli hatást érhetünk el. A két kép elkészítésének helyei közt szükséges távolság megállapítása - kis gyakorlat után - lehetséges a két helyrõl látott képek perspektívikus eltérésének mértéke alapján is. Ehhez szükséges, hogy megtanuljuk észrevenni a jobb és bal kép közti minimális különbséget, a zavaró hatást keltõ részeket.

- Az elkészült képek vágásával vagy bekeretezésével, paszpartuzásával korrigálhatjuk a fényképezésnél esetlegesen elkövetett hibákat (képkivágás-eltérés, fõtéma helyzete, képdõlés, ). Vagy ugyanezt megtehetjük a digitalizát képpel, megfelelõ képszerkesztõ programok segítségével.

- Ha egy sztereoképet nézünk, akkor a képben látott motívumok helyzetét, meghatározhatjuk aszerint, hogy a fényképpárokat befoglaló sík (papírkeret, paszpartu, asztal- vagy fal síkja,) elõtt vagy mögött látszanak. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy az illetõ motívum vagy kiemelkedni látszik a képbõl vagy belesüllyed. Ezt a hatást tudatosan, befolyásolhatjuk, a következõkben leírtak alapján:

A képnek mindig az a részlete lesz a befoglaló síkban, amely a részképeken a képhatárokhoz képest azonos helyzetben van. Tehát, ha a részképek bal-alsó sarkaihoz egy-egy derékszögû koordinátarendszer kezdõpontjait rendeljük és tengelyeit a képek függõleges-bal(y) és vízszintes-alsó(x) széleinek feleltetjük meg, akkor azok a pontok - a két képen azonos képrészletek (pl. A1-a bal képen, A2-a jobb képen) - látszanának a befoglaló síkban, a papírképek síkjában, amelyeknek mindkét koordinátája megegyezik (A1x=A2x és A1y=A2y) .

- A sztereokép ilyenfajta "beállítása" elsõsorban a fényképezéskor lehetséges, a pontossághoz célkeresztes keresõt és állványt érdemes használnunk. Ha a képek készítésekor kiválasztott, mindkét képen azonos helyre komponált motívum/képrészlet, az elkészült képeken is azonos helyzetben van, akkor a sztereonézõn keresztül azt láthatjuk, hogy ez a részlet a (papír)kép síkjában helyezkedik el és ami a valóságban a motívum elõtt volt az olyan, mintha kiemelkedne a képbõl, ami mõgötte volt, az pedig belesüllyed a képbe.

Ha a képszerkesztés nem a terveink szerint sikerült, akkor a képszélek vágásával (takarásával) lehetséges a pontosítás, valamint így utólag is eldönthetjük, hogy egy tárgyat a fényképek fizikai síkjában, az elõtt vagy mögött szeretnénk látni. Például, ha azt szeretnénk elérni, hogy a képen látható tárgy látszólag kiemelkedjen a képbõl, akkor egy olyan pontot kell keresni a képeken, amely a valóságban a tárgy mögött található, és ezt a pontot kell mindkét képen a képhatárokhoz képest azonos helyzetbe hozni.

SZTEREOKÉPEK MEGTEKINTÉSE

Sztereoszkóp

A sztereofényképeket legegyszerûbben az un. sztereonézõ vagy sztereoszkóp segítségével szemlélhetjük, amelynek két fõ fajtája van: az egyik dia-, a másik papírképek nézésére szolgál. Közös jellemzõjük, hogy az emberi szempár távolságának megfelelõen elhelyezett, két egyforma, párhuzamos tengelyû gyûjtõlencsét tartalmaznak. Ezeken át mindegyik szem a neki megfelelõ képet látja felnagyítva.

Léteznek még un. tükrös és prizmás sztereoszkópok is. Ezek nagyobb méretû képpárok megtekintésére alkalmasak. Mûködésük a szemek optikai tengelyének vízszintes eltolásán alapszik.

Keresztezett nézés

Ez a technika megfelel egy kiadós szemtornának. A papíron vagy képernyõn elõttünk levõ képpárt 'keresztirányú' nézéssel nézzük. Ehhez többnyire azt ajánlják, hogy szemünk és a képpár között nézzünk mindkét szemünkkel egy adott pontra (pl. az ujjunk hegye), majd közelítsük ezt a pontot az arcunk felé, egészen addig, míg a háttérben levõ képek fedésbe kerülnek és kialakul a 3-D kép.

A sztereoképek bemutatása történhet még sztereovetítõgéppel is. Itt a két részképet egy ikervetítõgép segítségével, különbözõ szûrési (pl. szín, polár) eljárások közbeiktatásával egymásra vetítik. A nézõ megfelelõ szemüvegen át nézheti a képet (ha a vetítési technika megkívánja).

Párhuzamos nézés

Ezúttal szintén két egymás melletti képre kell koncentrálnunk, amelyek most szemhelyes oldalon helyezkednek el. Nézzük egészen közelrõl a képpárt tartalmazó papírt vagy képernyõt és fokozatosan távolítsuk tõle szemünket, miközben megtartjuk a párhuzamos szem sugarakat (az úgynevezett 'mágikus kép'-eket lehet ugyanezzel a technikával nézni). Ha idõnként három képet vélünk látni egymás mellet, a középsõre koncentráljunk, míg az nem mutatja a 3-D hatást.

'Interlaced'

Ez a számítógépre készült képek egyik sztereo-technikája. A képeket ekkor egy úgynevezett 'LCS' (Liquid Crystal Shutter) szemüveggel kell néznünk a sztereohatás kedvéért. A legjobb eredmények 1024 x 768 felbontás mellett érhetõek el.

Anaglyph

A két szemnek szánt két különbözõ kép ennél a technikánál egy képmezõben látható, az elkülönítés vörös illetve kék (cián) vagy zöld színszûrõzéssel, színeltolással látható. A képek erre a célra készült szemüveggel nézhetõek meg, amelyek egyik (többnyire a bal) lencséje a vörös, a másik pedig a kék(cián) illetve zöld.

'JPS'

A JPS képek internetrõl ingyenesen letölthetõ software segítségével tekinthetõek meg. A software installálása után különbözõ lehetõségeket ajánl föl, hogy e képeket keresztezett nézéssel, párhuzamos vagy szabad nézéssel, illetve vörös/cián vagy vörös/zöld anaglyph szemüveggel, vagy LCS szemüveggel kívánjuk megtekinteni.

Shutter-technológia

Egyes számítógépes 3-D alkalmazások (fõleg játékok) nézéséhez két kis képernyõt raknak a 3D eszközbe (nagy mérete miatt régebben ez még egy sisak volt), ennek az a hátránya, hogy 320*200 pixel-nél nem igazán mentek feljebb felbontás tekintetében.

Aztán kitalálták a shutter technológiát, mely úgy mûködik, hogy a felhasználó egy két LCD kijelzõbõl álló szemüveget kap, melynek kijelzõi felváltva eltakarják a szemeit, a monitoron pedig ezzel szinkronban, mindig az éppen el nem takart szemnek megfelelõ kép látható. Hátránya, hogy a monitor képfrissítési frekvenciája látszólag felére csökken.

ROKON TERÜLETEK

A "TNTmips"
Képes egy sztereofotó képpontból (a két kép közös, átfedési területérõl) meghatározni a felületmodellt. Miután a két képen megadtunk néhány azonosító pontot, a program raszteres objektumként elkészíti a magassági felületet.

Színkeverés

Az additív színkeveréssel ellentétes jelenség a kivonó (szubtraktív) színkeverés. Ez színszûrõkkel hozható létre. Ha egy lámpa elé piros, illetve sárga színszõrõt helyezünk, piros, illetve sárga fényt látunk. Ha mindkét színszûrõt feltesszük, a keverékszín narancs lesz, a fényintenzitás csökken. Komplementer párnak nevezünk két színt akkor, ha szubtraktív színkeverést alkalmazva feketét (sötétet) kapunk eredményül. Ha például 650 nm-es vörös és 492 nm-es zöldeskék szûrõt használunk, ez az együttes nem enged át fényt. Másként: ha 650 nm-es vörös felületet 492 nm-es kékeszöld szûrõn át figyelünk, a felületet feketének látjuk. Ezen alapszik az anaglif sztereo technika.

Fotogrammetriai módszerek pontok helyzetének meghatározására

A fotogrammetria a távérzékelt felvételek kvantitatív kiértékelésén alapuló eljárás. A lokális geoinformatikai rendszerekben a távérzékeléssel együtt elsõdleges adatgyûjtési szerepet tölthet be. A fotogrammetria szoros kapcsolatban áll a raszter és vektor alapú geoinformatikával, a képfeldolgozási módszerekkel és a felületmodellezéssel

Hologram

A lézersugarat optikailag kettéválasztva a referenciasugarat és a felvétel tárgyára irányuló sugarat kapjuk. A referenciasugár a holografikus filmet világítja meg, miközben a másik sugár a felvétel tárgyáról visszaverõdve olyan interferenciamintát hoz létre a holografikus filmen, amely rögzül a fényérzékeny emulzión. Mivel ez az interferenciaminta minden információt tartalmaz a tárgy helyérõl, helyzetérõl, nagyságáról, formájáról és textúrájáról, elõhívása után a filmet a referenciasugárral azonos szögbõl megvilágítva láthatóvá válik az eredeti tárgy háromdimenziós képe.

cikk nyomtatása

Szólj hozzá!