§ 37. Наблюдение стереоскопического изображения по паре снимков

Стереоскопическое наблюдение снимков основано на том, что каждый снимок представляет перспективное изображение объ­екта, полученное на плоскости по законам центральной проек­ции. Если снимки установить перед глазами наблюдателя, то при соблюдении указанных ниже условий изображения точек сним­ков спроектируются на сетчатки глаз и наблюдатель увидит объ­емное изображение сфотографированного объекта так, как будто бы он стоит перед ним.

Для получения по двум снимкам, на которых изображен один и тот же объект, его стереоскопического изображения должны быть выполнены следующие условия.

1. Снимки должны быть получены из разных точек фотогра­фирования. Условие является обязательным для получения из­мерительного стереоизображения. Например, стереоизображение можно получить, сфотографировав объект с одной точки, повер­нув фотоаппарат на небольшой угол влево (вправо), но это сте­реоизображение измерить нельзя.

2. Разность масштабов снимков не должна превышать 16 % от их значения. Условие является обязательным, если снимки на­блюдаются на приборах, у которых обе ветви наблюдательной системы имеют одинаковое неизменное увеличение. Если же на приборе можно изменять увеличение в каждой ветви наблюда­тельной системы независимо, то предельное значение разномасштабности может быть больше.

3. При фотографировании объекта конвергенция главных оп­тических осей фотокамер не должна превышать 15°. Предельное значение угла конвергенции справедливо при фотосъемке плос­ких объектов. С увеличением их рельефности угол конвергенции должен уменьшаться, иначе на стереоизображении появятся «мертвые зоны».

4.Каждым глазом следует наблюдать только один снимок.

5.Снимки нужно развернуть в своей плоскости так, чтобы линии, соединяющие одноименные точки на обоих снимках, были параллельны глазному базису. У некоторых приборов в наблю­дательной системе имеются призмы Дове, которые позволяют разворачивать изображения, а не снимки.

Чтобы выполнить четвертое условие, используют разные спо­собы: анаглифический, поляроидный, растровый, миганий, опти­ческий.

Анаглифический способ основан на том, что снимки проекти­руются на экран через цветные светофильтры. Например, левый через красный, а правый через сине-зеленый. Наблюдатель оде­вает очки с такими же и при таком же расположении светофильт­рами. В результате каждый глаз будет видеть снимок, спроекти­рованный через светофильтр с одинаковой окраской, и наблю­датель увидит черно-белое стереоскопические изображение. Недостатки способа: нужны сильные осветители для компенсации потери света в светофильтрах; светофильтры должны быть тща­тельно подобраны, иначе глаз будет видеть второй снимок и сте­реоскопическое изображение окажется окрашенным; нельзя об­рабатывать цветные снимки.

У поляроидного способа принцип получения стереоизображе­ния такой же, как и у анаглифического, только используются поляроидные светофильтры с углом поляризации между ними 90°. Способ позволяет рассматривать не только черно-белое, но и цветное изображение на большом экране, он нашел примене­ние в очковом стереокино. Недостатки способа: нужны мощные осветители, так как потеря света в поляроидах составляет 50 %; при отражении от экрана происходит деполяризация и глаз ви­дит слабое изображение второго снимка.

При растровом способе два снимка проектируются на экран, составленный из линз цилиндрической формы. Оптические лучи, несущие изображения разных снимков, отражаются противопо­ложными гранями линз и попадают в разные глаза наблюдателя. Способ нашел применение в безочковом стереокино, а также при производстве объемных и «мигающих» открыток, на которых на­клеен пластмассовый растр. Недостатки способа: неравномер­ность освещения стереоизображения и ограниченность размеров экрана.

При способе миганий снимки проектируются на экран пооче­редно с помощью вращающихся перед объективом бленд. Такие же бленды установлены перед глазами наблюдателя. Частота вращения обеих пар бленд синхронизирована и составляет не менее 10 миганий в секунду. Бленды можно заменить фильтрами на жидких кристаллах, что позволяет применить способ в очко­вом стереотелевидении. Недостаток способа — сложность обору­дования.

Оптический способ основан на применении оптических си­стем для рассматривания снимков. Этот способ является основ­ным в фотограмметрии. Простейшим оптическим прибором, поз­воляющим получить стереоизображение, является зеркально-лин­зовый стереоскоп, схема которого приведена на рис. 57. Каждая оптическая ветвь стереоскопа состоит из двух зеркал 1, 3 и линзы 2. Последняя дает увеличение изображения. Есть стереоскопы со сменными линзами, позволяющими менять увеличение в каждой ветви независимо.

В нашей стране широко используется интерпретоскоп Народ­ного предприятия «Карл Цейс Йена» (ГДР), предназначенный для дешифрирования снимков и измерения продольных парал­лаксов. Прибор выпускается в двух вариантах с одной биноку­лярной системой и с двумя. Второй вариант (совещательный) позволяет двум наблюдателям одновременно рассматривать снимки. Изменение увеличения в каждой ветви производится не­зависимо и плавно в двух диапазонах: 2 6 и 5 15^х. На при­боре можно рассматривать как неразрезанные аэрофильмы, так и отдельные снимки как на прозрачной основе, так и на непро­зрачной.

При рассматривании стереопары можно наблюдать прямой, обратный и нулевой стереоэффекты.

Прямой стереоэффект наблюдается при рассматри­вании левого снимка левым глазом, а правого снимка — правым глазом (рис. 58, а — перекрывающиеся части заштрихованы). Если снимки поменять местами (рис. 58, б), то левый глаз будет рассматривать правый снимок, а правый глаз — левый снимок. В результате будет наблюдаться обратный стереоэф­фект, т. е. возвышенности будут восприниматься как углубле­ния и наоборот. Если оба снимка повернуть на 90° и сместить вверх-вниз (рис. 58, в), то будет наблюдаться нулевой сте­реоэффект, т. е. два изображения сольются в одно плоское. В фотограмметрии обработку снимков ведут при прямом стерео­эффекте.