Stereovalokuvaus ( muinaisesta kreikasta στερεός "stereos" - "spatiaalinen"), 3D-valokuvaus on valokuvauksen tyyppi, jonka avulla voit nähdä kaapatun kohtauksen kolmiulotteisena binokulaarisen näön ansiosta . Stereokuvaus tehdään samanaikaisesti kahdesta tai useammasta kuvakulmasta ( kuvauspisteistä ), jolloin syntyy stereopari , jonka osia katsojan silmät näkevät erikseen [1] . Äänenvoimakkuutta voidaan tallentaa myös holografisilla menetelmillä , mutta se perustuu täysin erilaisiin periaatteisiin, eikä sitä pidetä stereokuvauksena.
Stereokuvaus yleistyi Isossa-Britanniassa 1800-luvun puolivälissä. Eräänä stereovalokuvauksen pioneereista pidetään brittiläistä aristokraattia ja amatöörivalokuvaajaa Clementine Gawardenia . Hän otti kaksi valokuvaa Dundrumin kartanon ympärillä olevista maisemista , hieman siirrettynä luodakseen kolmiulotteisen vaikutelman [2] . Valokuvahistorioitsija Kimberley Rhodes katsoi, että näitä Hawardenin varhaisia teoksia ei voitu pitää korkean taiteen teoksina, eikä niitä luultavasti ollut esillä hänen elinaikanaan tämän vuoksi [3] . Tähän mennessä on säilynyt suuri määrä hänen stereoskooppisia parejaan, jotka on otettu Dundrumin kartanolle Irlannissa vuosina 1857-1864, jonka hänen miehensä peri isänsä kuoleman jälkeen. Huomattava osa niistä on nyt Lontoon Victoria and Albert Museumin kokoelmassa [2] .
Stereoparin saamiseksi on tarpeen ampua samat objektit kahdesta eri pisteestä vaakasuorassa päässä toisistaan stereoperustan etäisyydellä. Samalla ei ole väliä, miten nämä kuvat on otettu: kahdessa vaiheessa yhdellä tavallisella kameralla , joka siirretään pisteestä toiseen, kahdella identtisellä kameraparilla ("valokuvapuisto") tai erikoisstereolla . kamera [4] . Toinen stereokuvausmenetelmä sisältää erityisen stereoliittimen käytön tavanomaisen kameran linssissä. Tällainen suutin muodostaa prismoja tai peilejä käyttäen kuvan kehysikkunaan, joka koostuu kahdesta eri kulmasta saadusta kuvasta [5] . Erikoisstereokameroissa on kaksi tai useampia objektiiveja, jotka kuvaavat samaa kohdetta eri kulmista.
Jokaisella menetelmällä on omat etunsa ja haittansa. Yksinkertaisin on kuvata tavanomaisella kameralla, jota liikutetaan vaakasuunnassa, joskus erityistä ohjainta pitkin. Tämä tekniikka ei kuitenkaan sovellu kuvaamaan liikkuvia kohteita, joilla on aikaa liikkua kahden valotuksen välillä [6] . Kaksi identtistä kameraa vaativat tarkan suljinsynkronoinnin samasta syystä . Kätevin kuvaus on erikoisstereokameralla, jossa rakenteellisesti yhdistyvät kaksi kameraa yhteisessä rungossa erillisillä sulkimilla, mutta yhteisellä etsimellä ja nauharadalla. Tällaiset kamerat voivat sisältää enemmän kuin kaksi objektiivia, mikä mahdollistaa monikulmakuvauksen, joka on suunniteltu erityisiä esittelytekniikoita varten, joiden avulla voit todella "katsoa" pääkohteen taakse.
Taittuva stereokamera
Neuvostoliiton stereokamera " Sputnik "
Kamera stereoobjektiivilla
Neuvostoliiton stereokamera " FED-Stereo "
Stereokamera "Nimslo"
Valmiina kuvaa voi katsella ilman laitteita ( rinnakkaiset ja ristikkäiset stereoparit ), stereoskoopilla , kaksoispiirtoprojektorilla tai linssipainatuksella tai kaksivärisellä anaglyfikuvalla tehdyllä litteällä printillä . Stereoskoopissa stereoparin kuvat erotetaan erillisillä okulaareilla oikealle ja vasemmalle silmälle. Linssimainen tuloste ei vaadi optisia laitteita, kun taas anaglyfitulostus vaatii yksinkertaiset lasit punaisilla ja vihreillä suodattimilla. Lisäksi linssimainen painatus mahdollistaa stereoparin useamman kuin kaksi kulmaa. Diaprojisoinnissa erotus suoritetaan useimmiten polarisoinnilla käyttämällä suodattimia projektorin linsseissä ja sopivan tyyppisissä laseissa [7] .
Useimmissa tapauksissa stereokuvauksessa linssien optisten akselien välinen etäisyys otetaan suunnilleen samaksi kuin aikuisen silmän pupillien välinen etäisyys, eli 65 millimetriä [6] . Tällaista stereopohjaa pidetään vakiona. Samanaikaisesti valmiissa kuvassa äänenvoimakkuuden tunne vastaa vaikutelmaa, joka saadaan suoraan tarkkailemalla kohtausta. Jos koko kuvattava kohtaus on kuitenkin yli 100 metrin päässä kamerasta, stereokuva näyttää tasaiselta normaalilla pohjalla. Optimaalinen äänenvoimakkuuden tunne saavutetaan, jos stereoperusta on noin 1/50 kohteen etäisyydestä [8] [9] .
Suurilla etäisyyksillä ja laajoissa maisemissa kuvattaessa stereokanta voi olla tarpeen kasvattaa useisiin kymmeniin tai jopa satoihin metriin. Tällainen kuvaus on mahdollista yhdellä kameralla, joka siirretään pisteestä toiseen rajausta säilyttäen, tai kahdella radiosulkimen avulla synkronoidulla kameralla. Äärimmäisissä tapauksissa Maan kiertoradan liikkeestä johtuen stereopohja voi ulottua miljooniin kilometreihin ja näyttää tilavuudellisia tähtitieteellisiä kohteita [10] . Laajennettua stereoperustaa käytetään usein ilmakuvauksessa fotogrammetriassa . Yleisin tekniikka perustuu rakoilmakameroihin , jotka kuvaavat reittikuvausta kahdesta kulmasta: kurssin edellä ja jäljessä. Tuloksena oleva parallaksi voi olla jopa useita kilometrejä, mikä tarjoaa erinomaisen kohokuvion luettavuuden jopa korkeista korkeuksista [11] .
Kun valitset laajan stereopohjan, kuvauspisteet on sijoitettava tiukasti samalla korkeudella, mikä voi aiheuttaa vaikeuksia alueilla, joilla on selvä helpotus. Yhdellä kameralla kuvattaessa vaaditaan kaikkien kohteiden tiukka liikkumattomuus. Stereokuvan laatu voi heikentyä jopa pienistä kasvillisuuden vaihteluista, puhumattakaan suuremmista kohteista, kuten pilvistä. Suuri määrä liikkuvia kohteita, kuten ajoneuvoja, tulee kuvata kahdella synkronoidulla kameralla samanaikaisesti. Tässä tapauksessa linssien ja kehystyksen polttovälien tulee olla samat ja valotusparametrien tulee vastata [12] .
Toisin kuin tavallisella pohjalla otetut stereokuvat, hyperstereo vääristää subjektiivista käsitystä juonen koosta. Esineet näyttävät pienemmiltä kuin todellisuudessa ja lähempänä kuin ne olivat kuvaushetkellä. Erittäin suurilla stereopohjilla voidaan luoda vaikutelma "lelusta" [13] . Syvyyteen ulottuvat kaupunkimaisemat voivat tuntua tasaisten maisemien joukolta, jotka on sijoitettu eri etäisyyksille havainnoijasta. Näistä syistä suuria stereoemäksiä tulisi käyttää vain tarvittaessa, pääasiassa sovellustarkoituksiin. Yleisin hyperstereon sovellus on fotogrammetrian kenttämittaukset. Tässä lisääntynyt stereopohja parantaa stereokuviin perustuvan 3D-mallinnuksen tarkkuutta.
"Lelun" ja "pahvin" tunne voidaan poistaa lisäämällä objektiivien polttoväliä suhteellisesti laajennetulla stereopohjalla. Tässä tapauksessa kuvan kohteiden subjektiiviset koot säilyvät normaaleina ja koko kohtaus näyttää lähemmäs kuin se todellisuudessa oli. Esimerkiksi käytettäessä teleobjektiivia , jonka polttoväli on kaksinkertainen normaaliin objektiiviin verrattuna, stereopohja on myös kaksinkertaistettava tavalliseen 65 mm:iin verrattuna. Tässä tapauksessa kuvassa kohteet näyttävät olevan kaksi kertaa lähempänä kuin ne olivat todellisuudessa, samalla kun ne ovat normaalikokoisia.
Kun kuvataan lähempänä kuin 2 metriä, parallaksi kasvaa arvoihin, jotka heikentävät näkymän havainnointimukavuutta. Hyvin läheltä saadaan stereopari, jota ei voida havaita liian suurten konvergenssikulmien vuoksi [14] . Siksi makrokuvauksen aikana stereopohja pienenee suhteessa mittakaavaan . Mitä lähempänä kohteet ovat, sitä lyhyempi stereopohjan tulisi olla [9] . Kun kuvataan paikallaan olevia kohteita, stereoperusta on heikentynyt siirtämällä kameraa valotusten välillä. Liikkuvien kohteiden kuvaamiseen eri maissa valmistettiin erikoiskameroita, esimerkiksi Macro Realist, joka soveltuu makrokuvaukseen 10-15 senttimetrin etäisyyksillä.
Toinen stereomakrokuvausmenetelmä sisältää tasoskannerin käytön. Tässä tapauksessa kohde skannataan kahdesti, ja joka kerta se asetetaan dialle hieman eri asentoihin.
| stereokuva | |
|---|---|
| Tekniikka | |
| Havainto | |
| Sovellus, tuotteet | |