Способы получения кодированного изображения

Рассмотрим основные отличительные особенности процесса фотосъемки при получении кодированных изображений. Возможны два пути: кодирование во время съемки объекта и кодирование стереопары, т. е. после предварительной съемки объекта двухобъективным или многообъективным аппаратом.

Схема, приведенная на рис. 17, поясняет процесс кодирования, выполняемый непосредственно во время съемки. Фотоаппарат оснащен двумя объективами 1 с центральными затворами. Позади объективов установлены призмы 2, предназначенные для нормализации базиса стереосъемки. Перед фотопленкой 3 установлен линзовый растр 4.

Рис. 17. Схема фотоаппарата, позволяющего получить во время съемки кодированное изображение, содержащее одну стереопару

Если с помощью этого аппарата произвести экспонирование фотопленки, то на ней появится линейчатое кодированное изображение, в котором будут заключены два изображения стереопары, аналогичные показанным на рис. 9. Линзовый растр, установленный перед фотопленкой, разделяет изображение на элементы (липни), ширина которых в 10 - 20 раз меньше ширины линзы, т. е. всей зоны кодированного изображения. В каждой полузоне будет только один элемент изображения. Мы уже знаем, что для расширения зон избирательного видения необходимо полностью заполнять каждую полузону кодированными элементам изображения. Для этого необходим специальный механизм, который будет осуществлять смещение лучей света, образованных линзовым растром, относительно светочувствительной эмульсии во время экспозиции. Это смещение можно осуществить тремя способами: перемещением фотопленки относительно неподвижного растра; перемещением линзового растра относительно фотопленки; поворотом пленки и растра вокруг вертикальной оси симметрии пленки.

К механизму предъявляют два основных требования:

1) за время экспонирования лучи, образуемые линзовым растром, должны переместиться поперек полузоны, не выходя за ее границы;

2) перемещение лучей света должно осуществляться с постоянной скоростью.

Указанные задачи весьма сложны и к настоящему времени еще не решены для малого времени экспозиции, например при моментальной съемке. Если же снимать статические объекты, когда возможна выдержка в несколько секунд, то механизм становится достаточно простым.

Процесс заполнения полузон кодированного изображения можно выполнить и в лаборатории, имея в качестве исходного материала одну стереопару. Результат будет таким же, как и в случае использования фотоаппарата (см. рис. 17).

Для этого используют стереоувеличитель, схема которого показана на рис. 18. Два фонаря 1 освещают два кадровых окна, где установлены негативы стереопары, например левое изображение 2 и правое 3. Два объектива 4 и 5 проецируют оба изображения на доску 6 увеличителя, причем для обеспечения совмещения обоих изображений перед объективами установлены оптические клинья 7. На доске увеличителя лежит фотопленка 8 эмульсией вверх, а на фотопленке расположен линзовый растр 9, прижатый плоской стороной к светочувствительной эмульсии. Электродвигатель 10 с помощью ходового винта 11 может сдвигать растр на нужную величину. Соответственно, совместив изображения стереопары, можно экспонировать фотопленку при условии непрерывного сдвига растра во время экспозиции. В результате получают кодированное изображение со структурой, показанной на рис. 14. Этот способ имеет существенное преимущество, которое заключено в том, что стереопара снимается обычным двухобъективным аппаратом, например с выдержкой ¹/₃₀ с, и возможна моментальная фотосъемка.

Рис. 18. Схема стереоувеличителя, позволяющего получить в лаборатории кодированное изображение с одной стереопары

Разновидностью моментальной фотосъемки с последующей шифровкой в лаборатории исходных плоских изображений в единое кодирование изображение является фотосъемка многообъективными фотоаппаратами. В настоящее время в патентной литературе описаны семиобъективные фотоаппараты. Было сообщение о постройке тринадцати-объективной камеры, съемка которой дает комплект негативов или слайдов, содержащий множество стереопар. Такой комплект изображений является группой стереопар одного и того же сюжета, снятого во многих ракурсах.

Шифровка этих негативов или слайдов производится на многообъективном фотоувеличителе, схема которого представлена на рис. 19. Группа независимых проекторов 1 в количестве от 7 до 20 направлена на одну и ту же доску увеличителя, так что их оптические оси сходятся в одной точке. В каждом проекторе установлен один негатив или слайд из комплекта, снятого многообъективной камерой. На доске 2 находится фотопленка 3, поверх которой размещен линзовый растр 4.

Рис. 19. Схема стереоувеличителя, позволяющего получить в лаборатории кодированное изображение, содержащее множество стереопар

Каждая линза растра изображает соответствующий кадр каждого проектора в форме элемента, но поскольку проекторов много, то и элементов изображений под каждой линзой набирается много. При большом количестве проекторов и достаточно широких элементах можно добиться заполнения всей зоны под линзой при неподвижном растре.

Существует еще один интересный и наиболее популярный сейчас способ получения кодированного изображения - съемка однообъективной фотокамерой и получение при этом объемного изображения с параллакс-панорамограммой.

Отличительная особенность этого способа в том, что съемку производят однообъективной фотокамерой, непрерывно перемещая ее по горизонтальной дуге, в центре которой находится объект, в то время как все стереокамеры, описанные выше, в момент съемки неподвижны.

Схема фотосъемки однообъективной камерой показана на рис. 20. Объект 1 установлен перед объективом 2 на нужном расстоянии, например R. Перед фотопленкой 3 установлен линзовый растр 4, причем светочувствительная эмульсия находится в фокальной плоскости линз растра. Плоская сторона растра прижата к эмульсии, но сила прижима не препятствует их взаимному скольжению. Корпус фотокамеры установлен на каретке 5, которая может перемещаться по рельсам 6, имеющим, например, вид дуги. Фотосъемку производят при равномерном и непрерывном движении камеры (по стрелке А) по дуге с радиусом R. Одновременно двигается и линзовый растр 4 (по стрелке а) относительно неподвижной фотопленки 3. Затвор открывают в начале дуги и закрывают ее в конце, т. е. выдержка при такой съемке весьма длительная.

Рис. 20. Схема, поясняющая принцип действия растрового однообъективного фотоаппарата, позволяющего получить кодированное изображение, содержащее множество стереопар

Экспонирование светочувствительной эмульсии в таком аппарате производится последовательно, линия за линией, причем этот процесс аналогичен накоплению множества линейчатых изображений в фотопленке. Вначале появляется одно (см. на рис. 8), затем рядом с ним, вплотную к первому - другое (см. на рис. 9), но это изображение уже будет отличаться от первого, поскольку весь аппарат сдвинулся на рельсах в сторону и теперь "смотрит" на объект уже с другой позиции. Затем вплотную к первым двум добавляется третье линейчатое изображение и т. д. Процесс регистрации идет непрерывно, так как перемещение аппарата по рельсам сопровождается синхронным сдвигом линзового растра относительно фотопленки. В таком аппарате механизм смещает растр за время съемки на величину, равную ширине зоны. Сфокусированные лучи света (рис. 21) одновременно по всей площади кадра записывают различные ракурсные изображения объекта, но в пределах одной зоны запись ведется строго последовательно и только в одном направлении (сдвиг растра по стрелке а).

Рис. 21. Схема хода световых лучей сквозь съемочный растр фотоаппарата и пояснение процесса последовательного экспонирования линейчатых участков фотоэмульсии, заполняющих в конечном итоге всю площадь

Вернемся к рис. 8, из которого видно, что каждая деталь объекта проецируется объективом фотоаппарата на определенное место кадра и линзовым растром регистрируется на светочувствительной эмульсии в виде тонких линии с переменной плотностью почернения.

Таким образом, в параллакс-панорамограмме, получаемой при съемке однообъективным фотоаппаратом, производится уплотнение записи только в горизонтальном направлении.

Указанное уплотнение соответствует обычно неиспользованному резерву разрешающей способности светочувствительной эмульсии, поэтому для получения стереоскопических изображений с параллакс-панорамограммой вполне пригодны обычные фотоматериалы с разрешающей способностью 50 лин/мм (например, современные цветные многослойные фотопленки). Эта особенность выгодно отличает растровую стереофотографию от других методов синтеза объемных изображений.