От автора

Все окружающие нас предметы размещены в пространстве. Объемность предметов и пространство мы воспринимаем как нечто естественное.

Пространственность видимых предметов отображается присущим человеку стереоскопическим зрением.

Слово стереоскопия происходит от греческих слов "стереос", то есть объемный, и "скопео" - смотрю, вижу. Помимо термина "стерео" используют русское слово "объемный", а также термин "трехмерный".

Изображения окружающих нас предметов, созданные художником на картине или фотографом на фотоснимке, точно так же, как и все полиграфические репродукции, не передают истинной их глубины. Мы привыкли к этому. И все же неудовлетворенность тем, что изобразительные методы не передают трехмерность пространства, издавна побуждала наиболее пытливых людей к поиску.

Еще в XV веке великий художник и изобретатель Леонардо да Винчи отмечал, что потеря подлинного ощущения глубины на картинах нежелательна, поэтому он изучал природу стереоскопического зрения, чтобы найти путь к воспроизведению объемных изображений [1]¹.

¹ (Здесь и далее в квадратных скобках даны ссылки на литера- туру (см. в конце книги))

В течение почти пятисот лет, прошедших с тех пор, люди различных поколений пытались решить эту задачу, но достичь оптимального результата не удалось и сегодня. В каком состоянии находится эта проблема в наши дни, читатель может узнать, прочтя эту книгу, но вначале попробуем ответить на вопрос: "А зачем нужны объемные изображения?"

Ощущение глубины появилось в процессе эволюции. Такое свойство зрительного аппарата давало заметные преимущества. Обладая стереоскопическим зрением, обезьяны, например, могут точно оценить расстояние и направление до ближайшей ветки и перепрыгнуть на нее [2]. Первобытный человек, обладающий стереоскопическим зрением, мог успешно охотиться.

Итак сформированный природой зрительный аппарат человека и животных обладал свойством видеть глубину и объемность предметов, поскольку это было необходимо для быстрой и точной ориентации.

И в наши дни, в условиях развитой цивилизации, аппарат ориентации необходим, но если раньше у него была только одна функция, то на более позднем этапе Развитая человеческой психики появились и некоторые другие функции. Так, ощущение глубины и объемности предметов является весьма сильным источником эстетического наслаждения Известные шедевры живописи обладают множеством свойств, но одного - истинной объемности - им все же недостает В течение столетий люди привыкали к тому, что живопись не воспроизводит натуральную глубину изображаемых предметов, и эта привычка так велика, что вопрос о том, необходимо ли это свойство для художественных изображений, в какой-то мере дискуссионный.

В одном аспекте этот спор уже решен. Когда в 1839 году была изобретена фотография, стремление получить объемные изображения сразу же стало на реальную почву. Стереофотография фактически ровесница обычной фотографии поэтому то, что можно выразить средствами художественной фотографии, можно передать и стереоскопически.

Таким образом, одно из конкретных применении объемных изображений - фотоизображения, привлекающие людей как источник познания и как источник эстетического наслаждения.

Другим конкретным применением стереоскопии является получение объемных изображений в научных исследованиях. Сложные системы взвешенных в пространстве частиц внутренние органы человека при рентгеновском просвечивании, неизвестные предметы на дне моря или в земных недрах, куда можно спустить только прибор, и, наконец, неизвестная обстановка на поверхности удаленных космических тел - все это для облегчения расшифровки и понимания необходимо фиксировать в виде объемных изображений.

В недавнее время возникла еще одна область применения объемных изображений, где требуется абсолютное правдоподобие, чтобы человек не мог отличить объемное изображение от реального предмета, иначе воспроизведение теряет смысл.

Чтобы открыть человеку дорогу в космос, понадобилось создать систему жизнеобеспечения на борту космического кора ля, причем сложность этой системы наращивалась постепенно при переходе с околоземных орбит к лунным полетам. Однако на всех этих этапах сложнейшая система жизнеобеспечения охватывала только лишь главные физиологические потребности человека, а психологический климат на борту космических кораблей формировался непрерывной связью с землей и насыщенной программой работы.

Вероятно, в будущих длительных космических полетах появится опасность сенсорной (от латин. sensus - чувство, ощущение) изоляции. Экспериментами установлено, что у некоторых людей в состоянии длительной изоляции возникают галлюцинации и совершенно теряется способность концентрировать внимание или решать задачи.

Сенсорная система - это система зрительного, слухового осязательного и др. ощущений человека, нагружаемая в обычных земных условиях непрерывным потоком информации о внешней среде. По-видимому, она нуждается в более или менее постоянном притоке информации, в противном случае сенсорная система начинает выходить из строя, как это происходит, например, в состоянии крайнего утомления.

Таким образом, задача жизнеобеспечения в космосе усложняется задачей создания искусственной биосферы визуально не отличимой от земной.

Очевидно, что только субъективно объемные изображения земных видов - сада, леса, реки, цветов, травы, неба с облаками и т. п. - могут создать на борту космического корабля столь необходимую иллюзию земной обстановки Правдоподобность этих объемных изображений должна быть столь велика, чтобы даже тренированный мозг космонавта хотя бы на короткое время поверил в подлинность всего, что видят его глаза. Только в этом случае возможно психологическое удовлетворение.

Итак, перспективной областью применения объемных изображении является задача создания искусственной биосферы, психологически адекватной земной, на борту космических кораблей, спутников Земли и планет, на Луне и на планетах, где отсутствует привычная среда.

В целом, техника фиксации и воспроизведения объемных изображений сейчас еще находится на относительно низком уровне. Значительный рост и соответствующее развитие этой техники следует ожидать в ближайшем будущем.

В предлагаемой читателю книге предпринята попытка показать нынешнее состояние этой техники и возможные пути ее дальнейшего развития.

Большую помощь в подготовке этой книги оказал канд. техн. наук И. С. Барбанель, которому автор выражает свою искреннюю признательность.