Стереоскоп

Старый карманный стереоскоп Zeiss с оригинальным тестовым изображением

Обычный Андервуда и Андервуда. стереоскоп

Стереоскоп — это устройство для просмотра стереоскопической пары отдельных изображений, отображающих виды одной и той же сцены для левого и правого глаза, как единое трехмерное изображение.

Типичный стереоскоп снабжает каждый глаз линзой, которая делает изображение, видимое через него, более крупным и отдаленным, а также обычно смещает его видимое горизонтальное положение, так что для человека с нормальным бинокулярным восприятием глубины края двух изображений кажутся сливающимися в одно. «стереоокно». В современной практике изображения подготавливаются так, что сцена кажется за пределами этого виртуального окна, через которое иногда могут выступать объекты, но это не всегда было принято. Обычно используется разделитель или другая функция ограничения обзора, чтобы каждый глаз не отвлекался на изображение, предназначенное для другого глаза.

Большинство людей могут, при некоторой практике и некоторых усилиях, просматривать пары стереоскопических изображений в 3D без помощи стереоскопа, но физиологические сигналы глубины, возникающие в результате неестественной комбинации требуемой конвергенции глаз и фокусировки, будут отличаться от тех, которые возникают при реальном просмотре сцены в режиме реального времени. реальности, что делает невозможным точную имитацию естественного зрительного восприятия и приводит к перенапряжению и утомлению глаз.

Хотя более поздние устройства, такие как формата Realist средства просмотра 3D-слайдов , View-Master или гарнитуры виртуальной реальности, также являются стереоскопами, сейчас это слово чаще всего ассоциируется со средствами просмотра, предназначенными для стереокарт стандартного формата, которые пользовались несколькими волнами популярности в с 1850-х по 1930-е годы как средство домашнего развлечения.

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

История

Стереоскоп Уитстона

Зеркальный стереоскоп Уитстона

Самые ранние стереоскопы «как с отражающими зеркалами, так и с преломляющими призмами» были изобретены сэром Чарльзом Уитстоном и сконструированы для него оптиком Р. Мюрреем в 1832 году. Герберт Мэйо кратко описал открытие Уитстона в своей книге «Очерки физиологии человека» (1833 г.) и заявил, что Уитстон собирается опубликовать об этом эссе. Это был лишь один из многих проектов Уитстона, и он впервые представил свои открытия 21 июня 1838 года Королевскому колледжу Лондона. В этой презентации он использовал пару зеркал под углом 45 градусов к глазам пользователя, каждое из которых отражало изображение, расположенное сбоку. Он продемонстрировал важность бинокулярного восприятия глубины , показав, что когда два изображения, имитирующие вид одного и того же объекта левым и правым глазом, представлены так, что каждый глаз видит только изображение, предназначенное для него, но, по-видимому, в одном и том же месте, мозг объединит их и примет их как вид одного твердого трехмерного объекта. Стереоскоп Уитстона был представлен за год до того, как стали доступны первые практические фотографические процессы, поэтому первоначально использовались рисунки. Преимущество стереоскопа зеркального типа состоит в том, что при желании два изображения могут быть очень большими.

Стереоскоп Брюстера

Стереоскоп типа Брюстера, 1870 г.

Стереоскоп Брюстера

Вопреки распространенному утверждению, Дэвид Брюстер не изобрел стереоскоп, о чем он сам часто старался прояснить это. Соперник Уитстона, Брюстер приписывал изобретение устройства г-ну Эллиоту, «учителю математики» из Эдинбурга, который, по словам Брюстера, придумал эту идею еще в 1823 году, а в 1839 году сконструировал «простой стереоскоп без линз и 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 существовала . получить широкое распространение. Личным вкладом Брюстера было предложение использовать линзы для объединения разнородных изображений в 1849 году; и, соответственно, двояковыпуклый стереоскоп (на основе линз) можно справедливо назвать его изобретением. Это позволило уменьшить размеры и создать портативные устройства, которые стали известны как стереоскопы Брюстера, которыми очень восхищалась королева Виктория , когда они были продемонстрированы на Великой выставке 1851 года.

Брюстеру не удалось найти в Британии производителя инструментов, способного работать с его конструкцией, поэтому он отвез его во Францию, где стереоскоп был усовершенствован Жюлем Дюбоском , который делал стереоскопы и стереоскопические дагерротипы , а также знаменитую картину королевы Виктории, выставленную в Великая выставка. большое количество стереоизображений , стереокарт , стереопар или стереографов Почти за одну ночь возникла 3D-индустрия, было произведено 250 000 стереоскопов, а также за короткое время было продано . Стереографы были отправлены по всему миру, чтобы запечатлеть виды для новой среды и удовлетворить спрос на 3D-изображения. Карты печатались с этими изображениями, часто с пояснительным текстом, когда на карты смотрели через двойную линзу, которую иногда также называют стереоптиконом , что является распространенным неправильным названием.

стереоскоп Холмса

Стереоскоп Холмса , самая популярная форма стереоскопа XIX века.

В 1861 году Оливер Венделл Холмс создал и сознательно не запатентовал портативный, упрощенный и гораздо более экономичный зритель, чем тот, который был доступен раньше. Стереоскоп, датируемый 1850-ми годами, состоял из двух призматических линз и деревянной подставки для стереокарты. Стереоскопы этого типа производились на протяжении столетия, и в настоящее время существуют компании, производящие их ограниченным тиражом.

Стереоскоп с несколькими видами

Многоракурсный стереоскоп для стеклянных стереоскопов размером 45x107 мм, производства Hemdé.

Стереоскопы с несколькими изображениями позволяют последовательно просматривать несколько стереоскопических изображений, поворачивая ручку, рукоятку или нажимая рычаг. Первую конструкцию запатентовал Антуан Клоде в 1855 году. а конструкция Александра Беккерса 1857 года лег в основу многих вращающихся стереоскопов , производившихся с 1860-х годов. Изображения помещены в держатели, прикрепленные к вращающемуся ремню. Ремень обычно вмещает 50 бумажных карточек или стеклянных стереопросмотров, но существуют также большие напольные модели на 100 или 200 просмотров.

Более совершенный стереоскоп с несколькими изображениями предназначен только для предметных стекол и был особенно популярен во Франции, поскольку печать стереоизображений на стекле была французской специальностью и была популярна до 1930-х годов. Большинство устройств было произведено во Франции, а также в Германии компаниями ICA и Ernemann. Предметные стекла помещают в бакелитовый или деревянный лоток. Поворот рукоятки (или нажатие рычага) поднимет направляющую из лотка и переведет ее в положение для просмотра. Дальнейший поворот приведет к тому, что слайд вернется в лоток и переместит лоток по направляющей для выбора следующего слайда. Самой сложной и известной конструкцией был Таксифот Жюля Ришара , запатентованный в 1899 году.

Современное использование

В середине 20-го века стереоскоп View-Master (запатентован в 1939 году) с вращающимися картонными дисками, содержащими пары изображений, был популярен сначала для «виртуального туризма», а затем как игрушка. В 2010 году Hasbro начала производство стереоскопа My3D, предназначенного для размещения iPhone или iPod Touch. В 2014 году Google выпустила шаблон стереоскопа из бумаги под названием Google Cardboard . Приложения на мобильном телефоне заменяют стереокарты; эти приложения также могут определять вращение и расширять возможности стереоскопа до уровня полноценного устройства виртуальной реальности . В остальном лежащая в основе технология не отличается от более ранних стереоскопов.

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

Принципы

Стереокарта действующего стереоскопа (1901 г.). ( )

Простой стереоскоп ограничен размером изображения, которое можно использовать. В более сложном стереоскопе используется пара горизонтальных устройств, подобных перископу , что позволяет использовать изображения большего размера, которые могут предоставлять более подробную информацию в более широком поле зрения. Стереоскоп, по сути, представляет собой инструмент, в котором одновременно предъявляются две фотографии одного и того же объекта, сделанные под несколько разными углами, по одной на каждый глаз. Это воссоздает то, как при естественном зрении каждый глаз видит объект под немного другим углом, поскольку они разделены несколькими дюймами, что дает человеку естественное восприятие глубины. Каждое изображение фокусируется отдельной линзой, и, показывая каждому глазу фотографию, сделанную на расстоянии нескольких дюймов друг от друга и сфокусированную на одной и той же точке, он воссоздает естественный эффект видения вещей в трех измерениях.

Расширение стереоскопа для движущегося изображения имеет большой вертикально установленный барабан с колесом, на котором закреплен ряд стереографических карт, образующих движущееся изображение. Карты удерживаются воротами, и когда имеется достаточная сила, чтобы согнуть карту, она проскальзывает мимо ворот и оказывается в поле зрения, скрывая предыдущее изображение. Эти устройства с поддержкой монет были найдены в игровых автоматах в конце 19-го и начале 20-го века и управлялись зрителем с помощью рукоятки. Эти устройства до сих пор можно увидеть и эксплуатировать в некоторых музеях, специализирующихся на аркадном оборудовании.

Стереоскоп имеет ряд преимуществ:

Стереокарточка с изображением детей перед домом К.М. Уайли, около 1880 года.

• При использовании линз с положительной кривизной (увеличительных) точка фокусировки изображения изменяется с небольшого расстояния (около 30–40 см) на виртуальное расстояние на бесконечности. Это позволяет фокусу глаз соответствовать параллельным линиям зрения, что значительно снижает нагрузку на глаза.
• Изображение карты увеличивается, обеспечивая более широкое поле зрения и возможность рассмотреть детали фотографии.
• Средство просмотра обеспечивает перегородку между изображениями, не отвлекая пользователя.

Средство просмотра стереопрозрачности — это тип стереоскопа, который предлагает аналогичные преимущества, например View-Master .

Недостатки стереокарточек, слайдов или любых других печатных или распечатанных копий заключаются в том, что два изображения могут подвергаться разному износу, царапинам и другим повреждениям. Это приводит к появлению стереоартефактов при просмотре изображений. Эти артефакты конкурируют в сознании, что приводит к отвлечению от 3D-эффекта, напряжению глаз и головным болям.

• 
  Никого не касается
• 
  Обручальное кольцо охраняет обручальное кольцо.
• 
  Свет погас, и все гости
• 
  Последний в постели, потуши свет
• 
  Нет места лучше дома».
• 
  «Маленькая бабушка
• 
  Я не буду практиковаться ни минуты

См. также

• Просмотр стерео слайдов
• Предшественники фильма
• Дьяволии
• Просмотр-Мастер
• Кинематоскоп
• Гаплоскоп
• Зографоскоп
• Гарнитура виртуальной реальности

Внешние ссылки

• Цифровые коллекции библиотек Вашингтонского университета Коллекция стереокарт
• Публичная библиотека Нью-Йорка Коллекция стереоскопических изображений Роберта Н. Денниса
• Справочный сайт стереопросмотра 20th Century
• Необыкновенная коллекция косоглазых 3D-стереопар Волкана Юкселя с планеты Земля
• Американский университет в Каире Цифровая библиотека редких книг и специальных коллекций Коллекция стереоизображений Андервуда и Андервуда в Египте
• Стереограммы Панамского канала , заархивированные 17 марта 2015 г. в Wayback Machine.
• Коллекция стереографий Риса из цифровой библиотеки Джорджии
• Стереографические виды Луисвилля и за его пределами, 1850-1930 годы из архивов и специальных коллекций Университета Луисвилля.