Стереоскоп - Stereoscope

Старый Zeiss карманный стереоскоп с исходным тестовым изображением
Обычный стереоскоп U&U

А стереоскоп это устройство для просмотра стереоскопическая пара отдельных изображений, отображающих виды для левого и правого глаза одной и той же сцены как единое трехмерное изображение.

Типичный стереоскоп снабжает каждый глаз линзой, которая заставляет изображение, видимое через него, казаться больше и более удаленным, и обычно также смещает его видимое горизонтальное положение, так что для человека с нормальным биноклем восприятие глубины края двух изображений как бы сливаются в одно «стереоокно». В настоящее время изображения подготавливаются так, чтобы сцена выглядела за пределами этого виртуального окна, через которое объекты иногда могут выступать, но это не всегда было обычаем. Обычно предусмотрен разделитель или другая функция ограничения обзора, чтобы каждый глаз не отвлекался на изображение, предназначенное для другого глаза.

Большинство людей могут с практикой и некоторыми усилиями просматривать пары стереоскопических изображений в 3D без помощи стереоскопа, но физиологические сигналы глубины, возникающие в результате неестественного сочетания глаз конвергенция и фокус Это будет отличаться от тех, которые наблюдаются при просмотре сцены в реальности, что делает невозможным точное моделирование естественного просмотра и может вызвать напряжение и усталость глаз.

Хотя более свежие устройства, такие как Реалист-формат 3D-просмотрщики слайдов и View-Master также являются стереоскопами, это слово в настоящее время чаще всего ассоциируется со зрителями, предназначенными для стереокарт стандартного формата, которые пользовались несколькими волнами популярности с 1850-х по 1930-е годы в качестве домашнего средства развлечения.

Такие устройства, как поляризационные, анаглифические и затворные очки, которые используются для просмотра двух фактически наложенных или смешанных изображений, а не двух физически отдельных изображений, не относятся к категории стереоскопов.

История

Зеркальный стереоскоп Уитстона
Стереоскоп Брюстера

Стереоскоп Уитстона

Самые ранние стереоскопы, «как с отражающими зеркалами, так и с преломляющими призмами», были изобретены Сэр Чарльз Уитстон и сконструирован для него оптиком Р. Мюрреем в 1832 году.[1] Герберт Мэйо кратко описал открытие Уитстона в своей книге Очерки физиологии человека (1833) и утверждал, что Уитстон собирался опубликовать эссе об этом.[2] Это был лишь один из многих проектов Уитстона, и он впервые представил свои открытия 21 июня 1838 года Королевскому колледжу Лондона.[3][4][5] В этой презентации он использовал пару зеркал под углом 45 градусов к глазам пользователя, каждое из которых отражало изображение, расположенное сбоку. Это продемонстрировало важность бинокль восприятие глубины показывая, что когда два изображения, имитирующие вид одного и того же объекта левым и правым, представляются так, что каждый глаз видит только изображение, предназначенное для него, но, очевидно, в одном и том же месте, мозг объединяет их и принимает их как вид одного твердого трехмерного объекта. Стереоскоп Уитстона был представлен за год до первого практического фотографический стали доступны процессы, поэтому изначально использовались чертежи. Зеркальный тип стереоскопа имеет то преимущество, что при желании два изображения могут быть очень большими.

Стереоскоп Брюстера

Стереоскоп Брюстера, 1870 г.

Вопреки распространенному утверждению, Дэвид Брюстер не изобретал стереоскоп, поскольку он сам часто пытался разъяснить.[6] Соперник Уитстона, Брюстер приписал изобретение устройства мистеру Эллиоту, «учителю математики» из Эдинбурга, который, по словам Брюстера, придумал эту идею еще в 1823 году и в 1839 году сконструировал «простой стереоскоп без линз или зеркал », состоящий из деревянного ящика длиной 18 дюймов (46 см), шириной 7 дюймов (18 см) и высотой 4 дюйма (10 см), который использовался для просмотра нарисованных пейзажных прозрачных пленок, поскольку фотография еще не получили широкого распространения.[7] Личным вкладом Брюстера было предложение использовать линзы за объединение разнородных картин в 1849 г .; и соответственно линзовидный стереоскоп (на основе линз) можно справедливо назвать его изобретением.[8] Это позволило уменьшить размер и создать портативные устройства, которые стали известны как стереоскопы Брюстера. Королева Виктория когда они были продемонстрированы на Большая выставка 1851 г.[9]

Брюстеру не удалось найти в Великобритании производителя инструментов, способного работать с его конструкцией, поэтому он отвез его во Францию, где стереоскоп был улучшен. Жюль Дюбоск кто сделал стереоскопы и стереоскопический дагерротипы, и знаменитая фотография королевы Виктории, которая была представлена ​​на Большой выставке.[8] Почти в мгновение ока появилась 3D-индустрия, было произведено 250 000 стереоскопов и большое количество стереовизуальные изображения, стерео карты, стереопары или стереографы были проданы в короткие сроки. Стереографы были отправлены по всему миру, чтобы запечатлеть виды для нового носителя и удовлетворить спрос на 3D-изображения.[10] Карточки были напечатаны с этими видами, часто с пояснительным текстом, когда карты просматривались через просмотрщик с двумя объективами, иногда также называемый стереоптик, распространенное неправильное название.

Стереоскоп Холмса

А Холмс стереоскоп, самая популярная форма стереоскопа 19 века

В 1861 г. Оливер Венделл Холмс создали и намеренно не запатентовали портативную, модернизированную, гораздо более экономичную программу просмотра, чем была доступна раньше. Стереоскоп 1850-х годов состоял из двух призматических линз и деревянной подставки для стереокарты. Этот тип стереоскопов производился в течение столетия, и в настоящее время есть компании, производящие их в ограниченном количестве.

Современное использование

В середине 20 века View-Master стереоскоп (запатентован в 1939 г.) с его вращающимися картонными дисками, содержащими пары изображений, был популярен сначала для «виртуального туризма», а затем в качестве игрушки. В 2010 году компания Hasbro начала производить стереоскоп My3D, предназначенный для хранения iPhone или iPod Touch. В 2014, Google выпустила шаблон для стереоскопа из бумаги под названием Картон Google. Приложения на мобильном телефоне заменяют стереокарты; эти приложения также могут определять вращение и расширять возможности стереоскопа до полноценного виртуальная реальность устройство. В остальном основная технология не изменилась по сравнению с более ранними стереоскопами.

Несколько фотографов изобразительного искусства и художников-графиков создавали и продолжают создавать оригинальные произведения искусства, которые можно просматривать с помощью стереоскопов.

Принципы

Стереокарта используемого стереоскопа (1901 г.). (Стереограмма parallel.png)

Простой стереоскоп ограничен размером изображения, которое можно использовать. Более сложный стереоскоп использует пару горизонтальных перископ -подобные устройства, позволяющие использовать более крупные изображения, которые могут представлять более подробную информацию в более широком поле зрения. Стереоскоп - это, по сути, инструмент, в котором одновременно представлены две фотографии одного и того же объекта, сделанные под немного разными углами, по одной для каждого глаза. Это воссоздает способ, которым в естественном зрении каждый глаз видит объект под немного другим углом, поскольку они разделены на несколько дюймов, что дает людям естественное восприятие глубины. Каждое изображение фокусируется отдельным объективом, и, показывая каждому глазу фотографию, сделанную на расстоянии нескольких дюймов друг от друга и сфокусированную на одной и той же точке, воссоздается естественный эффект трехмерного видения предметов.

Расширение движущегося изображения стереоскопа имеет большой вертикально установленный барабан, содержащий колесо, на котором установлена ​​серия стереографических карт, которые образуют движущееся изображение. Карты удерживаются воротами, и когда имеется достаточная сила, чтобы согнуть карту, она проскальзывает мимо ворот и становится видимой, скрывая предыдущее изображение. Эти монетные устройства были обнаружены в игровых автоматах в конце 19-го и начале 20-го века и управлялись зрителем с помощью рукоятки. Эти устройства все еще можно увидеть и использовать в некоторых музеях, специализирующихся на аркадном оборудовании.

Стереоскоп имеет несколько преимуществ:

  • Используя линзы с положительной кривизной (увеличительные), точка фокусировки изображения изменяется с небольшого расстояния (примерно 30-40 см) на виртуальное расстояние на бесконечности. Это позволяет фокусировать глаза в соответствии с параллельными линиями взгляда, что значительно снижает нагрузку на глаза.
  • Изображение карточки увеличивается, что дает более широкое поле зрения и возможность рассмотреть детали фотографии.
  • Средство просмотра обеспечивает разделение между изображениями, чтобы не отвлекать пользователя.

А просмотрщик стерео прозрачности это тип стереоскопа, который предлагает аналогичные преимущества, например то View-Master.

Недостатки стереокарт, слайдов или любой другой бумажной копии или печати состоят в том, что два изображения могут получить разный износ, царапины и другие виды разрушения. Это приводит к стерео-артефактам при просмотре изображений. Эти артефакты конкурируют в уме, отвлекая внимание от трехмерного эффекта, напрягая глаза и вызывая головные боли.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Времена. 1856 https://www.thetimes.co.uk/archive/article/1856-10-31/10/7.html?region=global#start%3D1856-01-01%26end%3D1985-01-01%26terms% 3Dyour% 20stereoscope% 26back% 3D / tto / archive / find / your + stereoscope / w: 1856-01-01% 7E1985-01-01 / 1% 26prev% 3D / tto / archive / frame / goto / your + stereoscope / w: 1856-01-01% 7E1985-01-01 / 1% 26next% 3D / tto / archive / frame / goto / your + stereoscope / w: 1856-01-01% 7E1985-01-01 / 3. Отсутствует или пусто | название = (Помогите)
  2. ^ Мэйо, Герберт (1833). Очерки физиологии человека. Берджесс и Хилл.
  3. ^ Вклад в физиологию зрения. Часть первая. О некоторых замечательных и до сих пор незамеченных явлениях бинокулярного зрения. ЧАРЛЬЗ УИТСТОУН, FR.S., профессор экспериментальной философии Королевского колледжа в Лондоне. Stereoscopy.com
  4. ^ Веллинг, Уильям 1978. Фотография в Америке, п. 23. 0690014511.
  5. ^ Дэвид сэр Брюстер (1856 г.). Стереоскоп; его история, теория и строительство, в применении к изящным и полезным искусствам и образованию: с пятьюдесятью гравюрами на дереве. Джон Мюррей.
  6. ^ Гордон, Маргарет Мария (2010). Домашняя жизнь сэра Дэвида Брюстера. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета. С. 345–346. ISBN  978-1175699923.
  7. ^ Зона, Рэй (2007). Стереоскопическое кино и истоки трехмерного кино, 1838–1952 гг.. Лексингтон: Университетское издательство Кентукки. стр.9 –10. ISBN  978-0813124612.
  8. ^ а б «Истоки стереоскопии». Виртуальная Империя. Музеи Сиднейского университета. Получено 16 сентября 2013.
  9. ^ Стаффорд, Барбара Мария, Фрэнсис Терпак и Изотта Погги (2001). Чудесные устройства: от мира в коробке до изображений на экране. Лос-Анджелес: Публикации Гетти. п. 357. ISBN  978-0892365906.
  10. ^ E2 3-D - история 3-D

внешние ссылки