Стереоскопическая фотосъемка.

Стереоскопической съемкой (стереофотографией) называется метод получения фотоснимков, позволяющий воспринимать объемность сфотографированных пространства и объектов (протяженность в глубину).

В следственной практике стереофотография обычно используется для запечатления сложной обстановки места происшествия, например при дорожно-транспортном происшествии, аварии на производстве, при проведении следственного эксперимента, когда важно показать взаимное расположение предметов, хотя с ее помощью также решается задача определения расстояний между предметами и их размеров.

Термин?стереофотография? переводится как пространственная фотография. При помощи плоскостной фотографии окружающее пространство передается на фотоснимке в двух измерениях, стереофотография позволяет передать и третье измерение - глубину фотографируемого пространства.

Стереофотография основана на способности зрения человека различать при наблюдении не только форму и величину предметов, но и судить об их пространственном положении. Это объясняется тем, что каждый глаз рассматривает предметы с разных точек, поэтому для каждого из них изображение будет разным, так как оно имеет другую перспективу. Различие перспективы возникает вследствие расстояния между глазами, которое у человека в среднем составляет 65 мм.

Для получения стереопары можно применить фотоаппарат специальной конструкции, например?Спутник?, призматическую стереонасадку для малоформатного фотоаппарата или обычный фотоаппарат, укрепленный на штативе с приспособлением для получения двух снимков. Фотоматериалы для стереопар лучше применять обращаемые (черно-белые или цветные), но можно использовать и негативные, с которых контактным способом получают позитивные изображения.

Для просмотра стереопар с базисом 65 мм (базис человеческого зрения) применяются стереоскопы, позволяющие левым глазом воспринимать левое изображение, а правым глазом - только правое.

Для демонстрации стереопар на большом экране применяют стереодиапроекторы. Система стереопроекции должна обеспечивать сепарацию, т.е. раздельное восприятие изображений правым и левым глазом. Наибольшее распространение получил поляризационный способ сепарации изображений. При стереопроекции на объективы сдвоенного диапроектора надевают поляризационные светофильтры с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Анализаторами являются поляроидные очки у каждого зрителя, причем все левые светофильтры ориентированы параллельно левому поляризатору, а правые - правому. В результате каждый глаз рассматривает одно изображение.

Экран для такого рода проекции не должен быть деполяризатором, т.е. падающий на него поляризованный свет должен отражаться также поляризованным. Этим свойством обладают металлические поверхности, поэтому экран изготавливают из матированного алюминия или гофрированной алюминиевой фольги.

Усовершенствованной разновидностью стереоскопической съемки является стереофотограмметрическая съемка. Она объединяет возможности стерео-и измерительного методов, позволяя получить стереопару снимков, по которым с помощью специальных приборов (стереокомпаратора или стереографа) можно построить масштабный план места происшествия и определить точные размеры имеющихся на нем объектов. Стереопары получают с помощью специальной аппаратуры, которая монтируется в машине-лаборатории.

При отсутствии такого комплекта оборудования, можно порекомендовать простейший способ стереофотограмметрической съемки. Он основан на закономерностях образования изображения при съемке стереопары. Ее получают, фотографируя объект с двух разных точек, находящихся на одном уровне. Расстояние между этими точками составляет базис съемки. На одном из полученных негативов изображение объекта смещено по горизонтали по сравнению с его положением на другом негативе. Величина смещения, являющаяся параллаксом, обусловлена величиной базиса, фокусным расстоянием и дистанцией съемки.

Для выполнения измерительной стереофотосъемки необходимо обязательно выполнить следующие правила:

1)точное измерение базиса и точность установки фотоаппарата на его концах;

2)обеспечение параллельности оптической оси фотокамеры при размещении ее на правом и левом концах базиса;

3)горизонтальное перемещение положения фотоаппарата.

Определение линейных размеров предметов по стереопаре производится на основании существующей зависимости между действительными размерами предметов и размерами его изображения на снимке, фокусным расстоянием объектива, дистанцией съемки, параллаксом и базисом. Две последние величины являются элементами стереосъемки, остальные получают путем измерений по стереопаре.

Техника получения стереопары сводится к последовательному фотографированию обычным фотоаппаратом, в том числе и малоформатным, обстановки места происшествия с левого и правого концов базиса. Длина базиса стереосъемки в каждом конкретном случае зависит от расстояния до фотографируемого предмета, от его размеров, требований к точности вычислений (при большем значении базиса точность определения размеров выше). Однако увлекаться увеличением длины базиса не следует, так как необходимо обеспечить наличие фотографируемого предмета на обоих негативах стереопары полностью.

Общим правилом обычно является использование наибольшего базиса при съемке удаленных предметов. Например, при фотографировании предметов, удаленных на 10 м и более, желательно использовать величину базиса не менее 80-100 см, на меньших расстояниях съемки базис может составлять 50 см и менее. Целесообразным также при съемке близко расположенных от фотоаппарата объектов (например в тесном помещении) применять широкоугольные объективы.

После фотосъемки и фотохимической обработки пленки она разрезается на отрезки, каждый из которых содержит одну стереопару. Со стереопары изготавливается один позитивный снимок, содержащий оба кадра. На снимке необходимо сохранить внешние границы кадров. Параллакс для каждого из предметов, размеры которого восстанавливаются, определяется следующим образом. Во всю длину фотоснимка проводится горизонтальная линия, проходящая через одну и ту же точку изображения какого-либо предмета на обоих фотоснимках. Желательно, чтобы линия проходила вблизи изображений, размеры которых восстанавливаются, или даже через точку одного из них. Измерение отрезка между точками пересечения этой линией, например, левых границ кадров даст величину Ь. Затем измеряется расстояние между одноименными точками изображений предмета d. Разность между этими величинами является параллаксом Р = Ь - d.

Удаление сфотографированного предмета от линии базиса съемки определяется по формуле:

Где О - расстояние от базиса до объекта съемки;

F - фокусное расстояние используемого объектива;

Р - вычисленное значение параллакса.

Значение фокусного расстояния объектива при расчетах необходимо брать не номинальное, а фактическое. Например, для объектива?Гелиос-44? фактическое значение фокусного расстояния составляет 58,6 мм.

Истинные размеры предмета по ширине и высоте можно определить по формулам:

Z=Oz / f X=Ox / f

Где Z - восстанавливаемый размер предмета по ширине;

Z - ширина изображения предмета на снимке;

X - восстанавливаемый размер предмета по высоте;

Х - высота изображения предмета на снимке.

Размеры предмета в глубину определяются как разница расстояний от базиса до передней и дальней плоскости предмета:

Для этого нужно отдельно установить параллаксы для ближней и дальней плоскости, а затем уже вычислить расстояния до них от базиса (О и О1). Вычисление искомой ширины и глубины предмета описанным выше путем возможно, если предмет своей фронтальной плоскостью параллелен фокальной плоскости (линии базиса). При расположении предмета под углом к линии базиса нужные размеры восстанавливаются с помощью вспомогательного прямоугольного треугольника, гипотенузой в нем является сторона предмета, размер которой восстанавливается. Длины катетов этого треугольника находят по формулам для ширины и глубины предмета.

Необходимые измерения можно произвести по снимку, отпечатанному контактным способом. Однако при использовании малоформатных фотоаппаратов производство необходимых измерений на снимках, полученных контактной печатью, весьма затруднительно из-за мелкого изображения деталей обстановки. В этом случае облегчить измерения можно по увеличенному снимку стереопары. Точность измерений практически не снижается, если выполнить определенные требования при изготовлении позитивных стереоснимков:

1)плоскость кадрирующей рамки должна быть строго параллельна плоскости фотопленки;

2)негатив необходимо разместить между прижимными стеклами, чтобы уменьшить влияние изгиба пленки на точность измерений;

3)резкость изображения должна быть достаточно высокой;

4)на стереоснимках должны быть сохранены внешние границы стереокадров;

При позитивной печати малоформатных снимков оптимальным считается увеличение в 3-3,5 раза, в этом случае размер одного кадра стереопары будет иметь размеры приблизительно 80 на 120 мм.

Порядок вычисления параллакса в целях определения удаления сфотографированного объекта от базиса съемки остается прежним. Но его истинная величина определяется с учетом кратности К увеличения при позитивной печати:

Формула расстояния до фотографируемого объекта преобразуется к следующему виду:

Вычисляя другие размеры предметов, можно пользоваться разницей b-d без поправки на коэффициент позитивного увеличения. В этом случае без поправки берутся размеры изображений по ширине и высоте. Объясняется это тем, что поправка на коэффициент взаимно уничтожается при вычислениях.

Это получение стерео-пары изображений фотографическим способом. Стереопара представляет собой сочетание двух изображений одного и того же объекта с различных точек зрения. Одно изображение предназначается для левого, а другое - для правого глаза. При рассматривании стереопары, например, в стереоскоп изображение объекта воспринимается с такой же локальной глубиной, что и сам объект.

Стереофотография имеет несомненную ценность для научных исследований. Особенно возрос интерес у исследователей к этой области фотографии в связи с изобретением сканирующего электронного микроскопа, в котором объект можно наблюдать только косвенным путем, т. е. либо в виде двумерного изображения на просмотровом экране, либо в виде фотографического изображения (отпечатка). Стереосъемка позволяет наблюдать объект объемно и точно определить пространственные соотношения между исследуемыми объектами. Существующее предубеждение против использования стереофотографии для научных публикаций до некоторой степени объясняется непониманием, а может быть, и незнанием основных положений стереофотографии и практических способов рассматривания стереоснимков.

В данном разделе мы попытаемся кратко изложить основы стереофотографии и наиболее простые способы рассматривания стереопар. При этом предполагается, что фотографируется неподвижный объект, так как в этом случае не требуется сложного стереофотографического оборудования, и съемка может быть осуществлена либо одной фотокамерой (последовательные одиночные экспозиции), либо двумя фотокамерами, расстояние между которыми можно менять.

Для того чтобы стереопару можно было рассматривать без особых трудностей, оба изображения и на оригинальной фотографии и на смонтированных фотоотпечатках должны быть соосны. Если стереопара представляет собой два последовательных изображения, выполненных одной и той же фотокамерой (или двумя несвязанными между собой фотокамерами), то оборудование должно быть установлено так, чтобы имелась общая горизонтальная база, перпендикулярная осям объективов. Если это условие не выполняется, то верхние и нижние части изображений будут смещены, или два изображения будут иметь угловое отклонение от соосности (рис. 1). Тогда правильно соотноситься между собой будут только части объекта, расположенные в центре изображения, и, следовательно, в тех частях каждого из изображений, которые не включаются в границы другого изображения, стереоэффекта наблюдаться не будет.

Рис. 1


б

Смещение стереопары. а - вертикальное смещение; б - угловое смещение.

Оба фотоотпечатка должны быть смонтированы (или по крайней мере тщательно разложены) так, чтобы сохранить эту единую горизонтальную ось. Если два изображения стерео-пары сфотографированы с правильным расположением осей, а при рассматривании несколько смещены один относительного другого (один несколько выше другого или под углом друг к другу), то зрительно слить эти изображения трудно. Некоторые люди настолько управляют своим зрением, что подобные небольшие ошибки в соосности не мешают им правильно воспринимать изображение объекта, однако, к сожалению, такой способностью обладают далеко не все.

Важным фактором, связанным с расположением осей по одной линии, является правильное размещение двух изображений справа или слева. Сущность стереофотографии состоит в том, что оси объективов, используемых для получения двух изображений, составляющих стереопару (независимо от того, экспонированы ли они одновременно или последовательно), разнесены вправо и влево по аналогии с человеческими глазами. Для того чтобы получить правильное впечатление о пространственных соотношениях, два фотоотпечатка должны быть смонтированы с правильным порядком расположения слева направо. Если они расположены в обратном порядке, то впечатление глубины также будет казаться обратным: более близкие части объекта будут казаться расположенными далеко, а более удаленные части - более близко. На фотографиях привычных объектов такая ошибка немедленно станет очевидной, но в научной практике есть множество объектов, для которых эффекты рельефа не столь легко ощутимы, и именно для них стереоскопическое впечатление глубины наиболее важно. Поэтому при размещении изображений надо быть очень внимательным.

Если при рассматривании фотографий перед монтажом вдруг обнаруживается, что неизвестно, какая из них сделана с объективом в правом положении, а какая с объективом в левом положении, то не все еще потеряно, если точно известно, каким должно быть общее очертание снимаемого объекта - выпуклым или вогнутым. Следует только помнить, что правый глаз будет больше видеть вокруг правой части объекта чем левый, и наоборот. Тогда тщательное изучение двух фотографий поможет выявить признаки для правильного их размещения. В противном случае стереосъемку придется повторить, помечая принадлежность изображений по расположению.

Наиболее простой способ стереосъемки состоит в выполнении последовательных экспозиций, в промежутке между которыми фотокамера или объект перемещаются так, чтобы получить требуемый базис фотосъемки. При работе со стереокамерой необходимо строго следовать инструкции.

При фотографировании крупным планом, когда объект удален от объектива менее чем на 400 мм, а увеличение изображения ненамного превышает 1 х, можно использовать данные, приведенные в таблице.

Возможные значения базиса фотосъемки для стереофотографии крупным планом с близкого расстояния

УВЕЛИЧЕНИЕ

ИЗОБРАЖЕНИЯ

РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОБЪЕКТОМ И ОБЪЕКТИВОМ", ММ

БАЗИС ФОТО

СЪЕМКИ", MM

0,20 х

330

54

0,25 х

275

45

0,33 х

220

36

0,50 х

165

27

0,75 х

128

21

1 х

110

18

2 х

82

13

3 х

73

12

" Рассчитано для “тонкой линзы” с фокусным расстоянием 55 мм при нормальном расстоянии между глазами, равном 65мм, и кажущемся расстоянии до снимаемого объекта 400 мм.

" При увеличениях 2 х и 3 х предполагаемые базисные расстояния остаются подходящими независимо от используемого метода получения заданного размера изображения (с применением телеконвертера или за счет растяжения меха).

В макрофотографии с использованием крупноформатных фотопленок (или при получении негативов больших размеров фотографированием через микроскоп) часто более удобно и целесообразно перемещать объект съемки, а не фотокамеру в соответствии с базисом фотосъемки. При этом необходимо выполнять следующие требования.

Одно из них состоит в том, чтобы размеры используемой фотопленки были несколько больше, чем требуемый формат изображения (предполагается, что негатив будет отпечатан контактным способом, если фотосъемка не производится на фотоматериал типа Polaroid Land). Ориентировочно практически удобный наименьший стандартный размер фотоматериала Polaroid Land - это 82 х 108 мм. Использование черно-белых и цветных отпечатков на материале типа Polaroid позволяет сразу проверить качество полученного стереоэффекта.

Для получения первого изображения следует скомпоновать требуемую 65-мм ширину объекта съемки на одной стороне от центра экрана видоискателя фотокамеры и затем произвести экспонирование. Второе изображение выполняется на другом листе фотопленки, причем объект на нем сдвинут к противоположной стороне, что легко проконтролировать на экране видоискателя.

Другое требование, которое необходимо выполнять при монтаже отпечатков для просмотра, заключается в том, что полученные отпечатки монтируются в обратном порядке: изображение, которое при экспонировании находилось слева, помещается справа, и наоборот. Такой порядок расположения отпечатков обусловлен тем, что при смещении объекта от оси объектива влево фотокамера “видела” его так, как видел бы его правый глаз, и наоборот. Если это требование не выполняется, то эффект рельефа будет противоположным нормальному, т. е. выпуклые части объекта будут казаться впадинами, а впадины - выпуклостями.

Значения возможных базисов фотосъемки даны в таблице ниже. Кажущееся расстояние до снимаемого объекта вновь принято равным 400 мм, а расстояние между глазами - 65 мм.

Глубина резкости в макрофотографии всегда является проблемой из-за дифракции, влияние которой становится значительным при использовании малых относительных отверстий объектива. Автор установил, что при стереомак-росъемке полезно для каждого из снимков ис-

Возможный базис фотосъемки для стереомакрофотографии

УВЕЛИЧЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

ФОКУСНОЕ РАССТОЯНИЕ ОБЪЕКТИВА", ММ

РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ОБЪЕКТОМ И ОБЪЕКТИВОМ 2 , ММ

БАЗИС ФОТОСЪЕМКИ 3 , MM

8 х

40

48

5

8-15* 20-50 X

25 16

28 16,5

4,5 3

1) Фокусные расстояния приведены для имеющихся объективов, которые используются при макросъемке. Такие объективы при нормальном растяжении меха обеспечивают получение перечисленных кратностей увеличения.

2) При увеличениях много выше 1 х с дальнейшим ростом увеличения расстояние между объектом и объективом изменяется очень мало (рис. 33), поэтому здесь приведены средние значения. Они основаны на расчетах для “тонкой линзы”, но пригодны и для рассматриваемого применения.

3) Эти величины-близкое приближение, пригодное для данных целей.

пользовать несколько разную наводку на резкость; если это различие не чрезмерно, то оно приводит к расширению кажущейся глубины резкости, не ухудшая стереоэффекта глубины. Человеческий глаз легко приспосабливается к возникающим при этом небольшим различиям в увеличении.

Стереофотографии можно делать через окуляры разделяющего микроскопа, в котором используются сдвоенные объективы, применяя специальные промышленного изготовления фотокамеры. Однако при стереосъемке невозможно управлять глубиной резкости, и в некоторых таких микроскопах оптика, вполне пригодная для визуального наблюдения, имеет недостаточно высокое качество для фотографических целей. Используя другие способы, можно получить значительно лучшие результаты. В любом случае для стереосъемки нельзя использовать бинокулярные исследовательские микроскопы, так как они снабжены только одним объективом.

Очевидно, самым простым и самым дешевым устройством для рассматривания стереопар больших или малых размеров (без ограничения по форматам и практически пригодным для просмотра столь малых стереопар, как 35-мм цветные слайды) является пара бумажных или картонных трубок диаметром ~40 мм и длиной ~П5 мм. Для этой цели годятся трубки от рулонов туалетной бумаги.

При таком способе отпечатки располагаются на одной линии с соблюдением параллельности осей и затем рассматриваются через трубки, которые выполняют роль бинокля. Положение трубок следует отрегулировать таким образом, чтобы каждый глаз наблюдал только один соответствующий ему отпечаток стереопары. Это позволяет зрительно совместить два изображения и получить полный стереоэффект глубины изображения.

Непосредственное (визуальное) рассматривание стереопар

После некоторой практики большинство людей могут визуально совмещать стереопару без использования каких-либо просмотровых устройств. Естественно, что такой способ не накладывает никаких ограничений на размеры отпечатка.

После того как вы разложили или смонтировали отпечатки с правильным расположением осей, посмотрите “через” них, фокусируя глаза на бесконечность. В таком положении изображения находятся не в фокусе, но оси глаз параллельны, и вы должны увидеть третье несфокусированное изображение, которое появится между двумя изображениями стереопары. Сложность приема заключается в фокусировке глаз наблюдателя на этом центральном изображении, не сводя их в одну точку, как это делается при нормальной фокусировке. В противном случае центральное изображение немедленно исчезнет и окажется, что вы смотрите на один из отпечатков стереопары. При фокусировании на центральное изображение без сходимости наблюдается стереоэффект со всей глубиной рельефа, различимой при любом другом способе рассматривания стереопар.

Для некоторых людей визуальное рассматривание стереопар является привычным делом и не вызывает особых затруднений. Однако для других такой способ получения стереоэффекта оказывается неприемлемым. Что касается автора, то он, как правило, пользуется именно этим способом, хотя в некоторых случаях использует и вариант с трубками, приставив согнутые пальцы в виде бинокля к глазам. После того как эффект глубины изображения достигнут, можно опустить руки и рассматривать стереопару сколь угодно долго без потери стереоэффекта и без особого напряжения глаз.

Ощущение напряжения глаз, которое развивается во время непосредственного рассматривания или наблюдения стереоэффекта через трубки, обычно связано с нарушением расположения двух изображений по одной линии или вызвано тем, что голова наблюдателя слегка повернута от осей снимков. Если два незакрепленных изображения не соосны, сфокусируйте глаза на бесконечность, и вы увидите основные массивы светлого и темного этих двух изображений. Когда расположение осей правильно, третье изображение обычно появляется немедленно и наблюдается стереоэффект.

Стереоскопической фотосъемкой называют фотографирование объекта или участка местности с двух точек съемки, соответствующих точкам зрения левого и правого глаза.

Если каждым глазом рассматривать предназначенный только для него снимок, то при наблюдении стереопары (с помощью специальных приборов-стереоскопов) мы видим объемную модель, снятого пространства. По ней можно не только получить ясное представление об объеме и пространственном расположении объекта съемки, но даже можно измерить ее и получить координаты любых (видимых на стереопаре) точек.

Для стереоскопической съемки существуют специальные двухобъективные фотоаппараты, у которых расстояние между оптическими осями объективов (базис съемки) примерно равно расстоянию между осями глаз, т. е. базису зрения (58 - 72 мм). Таков, например, стереоскопический фотоаппарат "Спутник" и ряд других.

Стереосъемки неподвижных объектов можно производить любой фотоаппаратурой последовательно с двух точек зрения с помощью специальных стереобазисов (рис. V.16) с постоянным и переменным расстояниями между левой и правой точками съемки. Для съемки фотоаппарат сдвигают в крайнее левое положение и делают первый снимок; затем, переместив аппарат в крайнее правое положение на нужную величину базиса, снимают второй снимок. Стереосъемку удаленных подвижных объектов производят одновременно двумя фотоаппаратами, установленными на двух концах базиса.

С =65 мм; стереопара с В с от 0 до 500 мм; стереопара с Вс от 0 до 65 мм">
Рис. V.16. Различные типы стереобазисов: сверху вниз: стереопара с Bс=65 мм; стереопара с В с от 0 до 500 мм; стереопара с В с от 0 до 65 мм

Стереосъемку с рук осуществляют следующим приемом. Встав на место выбранной точки съемки и поставив ноги на ширину плеч, переносят тяжесть тела на левую ногу и делают первый снимок. Затем взводят затвор, переносят тяжесть тела на правую ногу и, выбрав в видоискателе то же расположение кадра, делают второй снимок.

При наблюдении стереопар, снятых с нормальным базисом (65 мм), объемное пространственное восприятие можно получить в пределах расстояний до 50 - 100 м. При расстояниях свыше 100 м на стереопарах, снятых с базисом в 65 мм, стереоскопический эффект практически не ощущается. Оптимальное пространственное восприятие при рассматривании стереопар будет только в том случае, если величина базиса съемки близка к 1 / 50 удаления объекта от фотоаппарата.

Зона оптимально воспроизводимого пространства простирается в пределах расстояний от 50 до 170 базисов съемки, а восприятие глубины наблюдается даже при расстояниях до 340 базисов съемки. При съемке с параллельным расположением оптических осей с расстояний меньше 50 базисов слияния изображений двух снимков не происходит.

Значения оптимальных величин базисов стереосъемки и соответствующих им глубин стереоскопического восприятия приведены в табл. V.7, которой и следует руководствоваться при выборе условий съемки.

Съемку с большими базисами производят одним фотоаппаратом, поочередно перенося его с одной точки на другую, или одновременно двумя фотоаппаратами, установленными на двух точках базиса. Снимки должны охватывать одно и то же пространство, а съемка производиться с одинаковой выдержкой и диафрагмой.

Оба снимка стереопар, предназначенных для рассматривания под обычным стереоскопом (с базисом зрения 52 - 72 мм), можно печатать на одном листе фотобумаги с соблюдением следующих правил:

1) расстояние между двумя идентичными точками среднего плана стереопары должно быть равно величине среднего базиса зрения;

2) оба снимка должны быть взаимно ориентированы как по горизонтали, так и по вертикали;

3) если снимки сделаны двухобъективным фотоаппаратом, то левый негатив должен печататься на правой стороне позитива, а правый - на левой или снимки после печатания нужно разрезать и поменять местами.

Монтаж как стереоснимков, так и стереодиапозитивов производят с помощью стереоскопов. В стереоскоп укладывают лист основы (плотной бумаги или картона) и оба снимка стереопары. Рассматривая снимки через стереоскоп и взаимно перемещая их, добиваются получения стереоэффекта.

Фотография охватывает способы получения фотоизображений, при рассматривании которых создается ощущение объёмности (стереоскопичности).

Стереоизображение состоит из двух (как минимум) сопряжённых изображений, образующих стереопару и рассматриваемых одновременно и в то же время раздельно левым и правым глазом. Сопряжёнными являются изображения, полученные фотографированием одного и того же объекта с точек, соответствующих расположению глаз, т.е. сделанные в одинаковом масштабе, с одинаковой яркостью и связанные единой перспективой. Такие изображения называются стереопарой. Для получения стереофотографии используются специальные фотоаппараты или приемы съёмки.

Стереофотоаппараты

Красногорский механический завод никогда не производил стереофотоаппараты, хотя, разработки таких камер велись, например — фотокамера «Астра », специально созданная к брюссельской выставке 1958 года :

Были и ещё разработки, например, стереофотоаппарат Н.В. Исаева для подводных съёмок (1989 г.):

Переделкой обычных фотокамер в стерео варианты в советское время часто занимались сами фотолюбители.

Ещё существуют энтузиасты этого направления, к примеру: «Стереофото клуб» в Днепропетровске, Украина.<.>

Владимир Жиденко из этого клуба в 2001 году прислал нам фотографию переделанных ЗЕНИТов-АМ в один стереофотоаппарат. Что ж, как видим, получилось весьма неплохо:

Стереонасадки

Проводить стереофотосъёмку неподвижных объектов с двух различных точек можно любым фотоаппаратом.

При этом базис выбирается в зависимости от расстояния до тех планов, объемное восприятие которых должно быть наилучшим. При рассматривании стереопар, снятых с нормальным базисом (около 65 мм , что соответствует среднему расстоянию между центрами зрачков взрослого человека — от 54 до 72 мм ), оптимально воспринимаемая зона находится в пределах от 3 до 10-11 метров от камеры, а при расстоянии около 100 м и более стереоскопический эффект практически исчезает.

Значения величин базисов стереосъёмки и соответствующих им зон объемного восприятия приведены в таблице:

Величина базисов стереофотосъемки и зоны объемного восприятия

Величина базиса стереофотосъёмки, см Зона оптимально воспринимаемого пространства, м Граница ещё хорошо воспринимаемого пространства, м
6,5 3,0-11 22
10 5,0-17 34
15 7,5-24 51
20 10-33 68
30 15-51 102
40 20-69 135
50 25-85 170
100 50-170 340
200 100-340 680
500 250-850 1700
1000 500-1700 3400
2000 1000-3400 6800

Если при съёмке удаленных объектов нужны базисы, увеличенные по сравнению с нормальным, то стереоскопическая макросъёмка (с близкого расстояния) требует, наоборот, уменьшенных величин. При этом помимо смещения самого аппарата часто производят визуальное смещение объекта: горизонтальный поворот оптической оси фотоаппарата на угол до 15° или поворот самого объекта.

Другое эмпирическое правило заключается в том, что стереобаза равна расстоянию до объекта съёмки, деленному на 50 (вариант: на величину глазного базиса, выраженному в миллиметрах).

Стереопара может быть получена и при съёмке с рук, если первый снимок делать при некотором смещении аппарата влево, а второй — вправо . Базис фотографирования при этом должен иметь величину 100-200 мм , что обеспечивает хороший стереоэффект для большинства видовых сюжетов. Простейший приём при такой съёмке — перемена опорной ноги . Первый снимок производят, например, при опоре на левую ногу, а второй — при опоре на правую ногу. При этом следят за совпадением границ кадра и отсутствием перекосов.

Особое требование при стереосъёмке — необходимость сильно диафрагмировать объектив, т.к. пространство по глубине должно быть резким. В противном случае глаз может попасть в своеобразный «тупик» — он пытается «навестись» на объекты, оказавшиеся на фотографии не в фокусе, но не может этого сделать, что вызывет сильный дискомфорт при просмотре стереопар с малой глубиной резкости.

Для наилучших результатов, при стереосъёмке необходимо выбирать границы кадра таким образом, чтобы в кадр вообще не попадали объекты, расположенные на расстояниях менее указанных для зон оптимально воспринимаемого пространства в вышеприведенной таблице.

Примечания:

Мы не используем здесь спекулятивного термина «3D» как вводящего в заблуждение. Стереоскопическая фотография, которую ныне в рекламных целях называют «3D», представляя как нечто абсолютно новое, появилась практически одновременно с самой фотографией — первые стереоснимки были получены в 1844 году — и была вполне обыденным явлением в течение полутора веков. Термин «3D» (3D-фотография, 3D-кино, 3D-телевидение и т.п., где «D» — от английского «dimension», итого — «3-х мерный»), широко распространившийся и ставший модным в последнее время, на самом деле в подавляющем большинстве случаев совершенно некорректен, т.к. ни о какой «трёхмерности», не создающей впечатление, а реальной объёмности (голографичности) изображения, ни о каких новаторских, ранее неведомых технологиях речи идти не может. И стереофотография, и стереокино и соответствующие техника и технологии съёмки и показа насчитывают многие десятки лет истории и развития и даже технологии стереоскопического телевидения не являются чем-либо абсолютно новым и только что появившимся. Мало того, за последнее время не было решено ни одной проблемы, которые действительно имеются, чтобы дать хоть какой-то повод к переименованию стереотехнологий.
Последовательность съёмки дана для фотокамер, имеющих приёмную катушку справа от фотографа для случая просмотра слайдов. В принципе, т.к. пары снимков, как правило, всё равно разрезаются, порядок фотографирования особой роли не играет, но для определённости и удобства дальнейшей работы лучше всё-таки придерживаться единой схемы.
«Простейший прием при такой съемке — перемена опорной ноги» — в англоязычной литературе это прием называют «Shift left / shift right» или «Cha-cha».

Основные источники сведений по стереофотосъемке:
Фотография. Энциклопедический справочник — «Беларуская Энцыклапедыя» имени Петруся Бровки, Минск, 1992 г.
«Справочник фотолюбителя», под общей редакцией Е.А. Иофиса и В.Г. Пелля — «Искусство», М., 1962 г.

Фотографии стереонасадки и стереоскопа взяты из объявлений о продаже на аукционе Molotok.ru.

Панорамная фотосъемка применяется в случаях, когда не удается запечатлеть интересующий объект полностью, даже с помощью широ­коугольного объектива, либо не представляется возможным отойти на достаточное расстояние от фотографируемого объекта (ограниченность пространства; нежелательность получения снимка со значительным уменьшением).

Панорамную фотосъемку производят с помощью специального аппарата или объект фотографируют по частям, последовательно получая ряд сним­ков. Каждый следующий снимок должен охватывать краевую часть учас­тка, запечатленного на предыдущем снимке, перекрывая около 10% его площади. Все снимки производятся в одинаковых условиях (расстояние освещение, выдержка, диафрагма и т. д.). Правильность установки аппа­рата определяют, глядя в видоискатель. При этом замечают какую-либо деталь, расположенную у края кадра. Эта деталь служит ориентиром при фотосъемке следующего кадра, на котором она также должна быть изображена. При необходимости прибегают к искусственным ориентациям (колышки и т. п.). С полученных таким образом негативов изготавливают (в одинаковых условиях) фотоотпечатки. Последние разрезаются по имеющимся на них общим линиям и подклеиваются один к другому.

Рис. 12.1 Схематическое изображение линейной панорамы


Рис. 12.2. Схематическое изображение круговой панорамы

Панорамная фотосъемка может проводиться как по вертикали, так и по горизонтали. В первом случае фотографируют пространство или объект высоту (например, фотосъемка многоэтажного дома с относительно близкого расстояния). При горизонтальной панораме фотографируется участок, значительный по своей протяженности. Например, участок дороги, где произошло столкновение автомобилей. Фотоснимок можно полу­чить также с помощью круговой или линейной фотосъемки.

При линейной фотосъемке фотоаппарат перемещают параллельно переднему плану фиксируемого участка. При этом по шкале контролируют, чтобы расстояние от аппарата до переднего плана было постоянным. Особенно следят за тем, чтобы аппарат не имел перекоса (рис. 12.1).

При круговой фотосъемке фотоаппарат поворачивают в горизонтальной плоскости вокруг оси штатива (или воображаемой оси штатива - при фотосъемке с рук) (рис. 12.2). Круговая фотосъемка применяется в случаях, когда передний план объекта значительно удален от аппарата (например, фотосъем­ка большого двора из его центра), в противном случае возможны силь­ные перспективные искажения.

Панорамная фотосъемка может осуществляться и с помощью специаль­ной аппаратуры.

ОШШХПШО Рис. 12.3. Стереопланка, вид сверху и сбоку

Рис. 12.4. Перемещение фотоаппарата, закрепленного на стереопланке во время фотографирования

Рис. 12.5. Фотоаппарат с двумя объективами, предназначенный для стереосъемки

Стереоскопическая фотосъемка позволяет получать объемное восприятие предметов, что дает возможность полнее судить об их форме и взаимном расположении. Она производится из двух точек, находящихся одна от другой на расстоянии, называемом базисом стереоскопической фотосъемки. Величина базиса равняется среднему расстоянию между зрачками глаз человека.

Стереоскопическую фотосъемку следователь использует для полу­чения обзорных, узловых (наиболее часто) и детальных фотоснимков.

Рис. 12.6. Пулевое огнестрельное повреждение стекла, сфотографированное по методу масштабной фотосъемки

Узловой фотоснимок особенно ценен в тех случаях, когда на сфотографиро­ванном участке находилось много предметов или когда фотосъемка проводится с близкого расстояния, что вызывает на плоскостной фотографии неизбежные перспективные искажения.

Измерительная фотосъемка производится для того, чтобы можно было вычислить размеры объектов и расстояние между ними. Измери­тельная фотосъемка подразделяется на масштабную и метрическую.

Масштабная фотосъемка позволяет определять размеры (длину или высоту и ширину). Она используется при фотографировании докумен­тов, предметов, орудий преступлений, следов и иных вещественных доказательств (рис. 12.6).

При масштабной фотосъемке вместе с объектом фотографируетсяи масштабная линейка. Она уменьшается в то же число раз, что иобъект, - тогда он может быть в дальнейшем измерен по всем парамет­-рам. Чтобы добиться такого одинакового уменьшения, при масштабнойфотосъемке необходимо строго соблюдать два условия: 1) помещатьмасштабную линейку не просто рядом с объектом, а в одной плоскостис фотографируемой поверхностью; 2) располагать фотоаппарат так, чтобыоптическая ось объектива была перпендикулярна фотографируемой по-­верхности. Масштаб не рекомендуется класть на фотографируемый объект, чтобы не закрывать его детали.

Рис. 12.7. Фотосъемка с глубинным масштабом

Метрическая фотосъемка осуществляется для того, чтобы можно было не только получить представление о размерах сфотографированных объектов, но и высчитать расстояние между ними. С ее помощью полу­чают обзорные и узловые фотоснимки. Метрическую фотосъемку производят различными способами. Применительно к фотоаппаратам типа "Зоркий" может быть рекомендована фотосъемка с глубинным масштабом. В каче­стве масштаба используется бумажная лента (длиной до 10 м) с нане­сенными на ней делениями. Каждое деление равно фокусному рас­стоянию объектива (для аппаратов класса "Зоркий" - 5 см). Деления ленты обычно окрашиваются через одно и на белых клетках ставятся номера (1-3-5-7 и т. д.). Лента помещается на полу (земле) у точки отвеса, опущенного от передней плоскости объектива, и идет в глубину снимаемого участка (рис. 12.7). Измерения по фотоснимку с помощью изображения глубинного масштаба основаны на зависимости негативно­го уменьшения предмета от числа фокусных расстояний, умещающихся между аппаратом и объектом съемки. Данная зависимость выражается значением Н + 1, где Н - число, обозначающее негативное уменьше­ние. Если необходимо получить изображение объекта, уменьшенное в 20 раз, то следует расположить аппарат от него на 21 фокусное рассто­яние (20 + 1) или, иначе, на 105 см (5 см х 21).

Фотосъемка с глубинным масштабом позволяет определять размеры сфо­тографированного объекта. Для этого берут номер деления глубинного масштаба, соответствующий горизонтальной плоскости, в которой рас­положен интересующий нас объект. Из числа, указывающего номер де­ления, вычитается единица (напомним о формуле Н + 1). Полученное число показывает коэффициент уменьшения (Н). Измерив по фотоснимку интересующую величину и умножив ее на коэффициент уменьшения (Н), получают натуральную его величину. Например, длина ящика на фотоснимке равна 2 см. Фронтальная плоскость ящика соответствует 37-му делению. Следовательно, уменьшение проведено в 36 раз (37 - 1). Отсюда длина ящика -72 см.

Такого рода расчеты справедливы для тех случаев, когда отпечаток был изготовлен с негатива контактным способом. Если печать с негатива проводилась с увеличением, то полученное произведение необходимо разделить на его масштаб. Так, если применялось увеличение в четыре раза (с кадра 2,4 см х 3,6 см до 9 см х 12 см), то приведенный выше пример выглядит так: 2 см х 36: 4 = 18 см.

Для измерения промежутка (по глубине) между двумя объектами определяют расстояние от фотоаппарата до фронтальной плоскости каж­дого из объектов. Допустим, первый объект расположен в плоскости 20-го деления. Значит, расстояние до него равняется 20 х 5 см = 100 см. Второй объект расположен в плоскости 30-го деления масштаба - рас­стояние до него - 30 х 5 см = 150 см. Тогда расстояние между объекта­ми будет 150 см - 100 см = 50 см.

Расстояния по диагонали рассчитывают геометрически, как сторо-­ны прямоугольных треугольников.

Метрическая фотосъемка проводится главным образом при обзорной фотосъемке места происшествия.

При выезде на места ДТП может быть использована стереофотограм-метрическая съемка. Она производится с помощью специальной аппарату­ры (рис. 12.8), представляющей собой две камеры, укрепленные на выд­вижном тубусе. В результате фотосъемки получают стереопару. По ней может быть вычерчен план места происшествия и с помощью компара­тора измерены необходимые размеры.

Крупномасштабная фотосъемка применяется для фиксации мелких сле­дов, предметов или их деталей. При наличии фотоаппарата с двойным растяжением меха или раздвижной приставкой к объективу легко полу­чить изображение объекта в натуральную величину, если оно умещается на матовом стекле аппарата. Труднее получить изображение в случаях, когда приходится фотографировать малоформатными камерами типа "Зоркий". Фотоаппараты подобного класса конструктивно рассчитаны на съемку с расстояния 1 м и более (некоторые модели - с расстояния не ближе 0,65 м). В первом случае минимальный коэффициент фотографи­ческого уменьшения составит 19-20, во втором - 11-12 раз.

Для фотографирования объекта малоформатной камерой в более крупном масштабе имеется несколько способов. Чаще всего прибегают к дополнительному выдвижению объектива путем удлинительных колец или муфт. Они представляют собой короткие полые

Рис. 12.8. Фотограмметрическая стереокамера (вид спереди): 1 - левая базисная труба, 2 - центральная часть стереокамеры, 3 - правая базисная труба, 4 - выдвижная вертикальная колонка, 5 - узел нивелирования

металлические труб­ки, имеющие резьбу. Кольца укрепляются между объективом и фото­аппаратом. Всего в фотокомплект может входить 3 кольца длиной 5,25, 16,66 и 25 мм или 4 кольца (5, 8, 16 и 25 мм),

В зависимости от масштаба фотосъемки, который необходимо получить, подбирают кольцо или комбинацию из них, ориентируясь по таблице. Соединив кольца и поместив их между объективом и аппаратом, произ­водят наводку на резкость. При фотосъемке фотоаппаратами с зеркальной наводкой на резкость фокусировку осуществляют по матовому стеклу аппарата, а при фотосъемке аппаратами с наводкой по дальномеру - ориен­тируясь по таблице 1 .

Крупномасштабная фотосъемка используется при фотографировании мелких объектов, деталей следов, документа в целом или его отдельных, фрагментов. В подобных случаях аппарат можно закрепить на верти­кальном штативе фотоувеличителя с помощью универсального "штатива или специального кронштейна.

Репродукционная фотосъемка осуществляется при фотографиро­вании плоских объектов: чертежей, текста, таблиц (репродукция штри­ховая) и фотокарточек, картин, рисунков (репродукция полутоновая).

В следственной практике она применяется для получения фотоко­пий документов и при необходимости размножить имеющийся фотосни­мок (например, для рассылки фотокарточек лица с целью его опозна­ния). Репродукция с документа осуществляется: 1) с помощью фотоаппа­рата и 2) контактным способом (без применения фотоаппарата).

Документ помещают на плоской поверхности так, чтобы избежать неровностей. Для этого его рекомендуется прижать стеклом. Рядом с документом и в одной с ним плоскости помещают миллиметровый масш­таб с тем, чтобы в дальнейшем можно было судить о размерах докумен­та в целом и отдельных его частей.

При этом следует обращать внимание на два важных условия: 1) задняя стенка (матовое стекло) аппарата должна быть строго парал­лельна плоскости фотографируемого документа; 2) документ должен быть равномерно освещен. Репродукционная съемка может осуществлять­ся с помощью любого фотоаппарата. Но названные условия особенно хо­рошо обеспечиваются при использовании специальных фотокамер. Их кон­струкция обеспечивает двойное или тройное растяжение меха, что позволяет фотографировать в натуральную величину или с двукратным увеличением. Репродукционная установка снабжена экраном, на котором располагается документ. По обеим сторонам экрана укреплены софиты для интенсивного и равномерного освещения.

Для съемки на 35 мм фотопленку предназначены репродукционные установки РУ-1, УРУ, РДУ. Первая является универсальной и исполь­зуется как для съемки, так и для печати с пленки. Но эта установка несколько сложна в работе и не всегда обеспечивает качественные не­гативы. Вторая упрощена и предназначена для репродуцирования мало­форматными камерами типа "Зоркий".

Для репродукционной фотосъемки зеркальными камерами создана упро­щенная установка (РДУ). На ее вертикальной стойке имеется кронштейн, к которому крепится фотоаппарат, что обеспечивает параллельность его задней стенки репродуцируемому документу. Наводка на резкость произ­водится по матовому стеклу камеры. Документ освещается четырьмя (или двумя) софитами, входящими в комплект установки (рис. 12.9).

Фотоизображение документа может быть получено контактным спо­собом, без применения фотоаппарата. Такой способ репродукционной фотосъем­ки называется рефлексной фотографией.

Для этого используют специальную рефлексную или обычную фо­тобумагу, обладающую повышенным контрастом и имеющую тонкую подложку (бумажную основу, на которую наносятся фотослои).

Работа производится при оранжевом или красном освещении. Реф­лексная бумага накладывается на документ так, чтобы эмульсионный слой ее прилегал к поверхности документа. Для большей плотности при­легания сверху помещают стекло.

1 Таблицы для разных типов фотоаппаратов приводятся в справочниках для следова­телей.

На некотором расстоянии от него рас­полагают источник света, обеспечивающий равномерное освещение (рис. 12.10). При этом лучи проходят через подложку фотобумаги и, от­ражаясь от различных участков документа (текста и фона), образуют в фотослое скрытое изображение. Проявленный и отфиксированный от­печаток представляет собой негативное изображение документа. После просушки с него (снова методом рефлексной фотографии) получают позитивное изображение документа. Другой способ контактной репродукции основан на использовании специальной бумаги «Технокопир» - негативной и позитивной. Негативная приводится в контакт с копируемым документом и освещается также, как и рефлексная. Затем негативную фотобумагу опускают на несколько секунд в проявитель и приводят в плотный контакт с позитивной, увлажненной в проявителе. Через минуту листы бумаги разделяют и получают готовое позитивное изображение документа. Преимуществом контактной фотогра­фии является ее простота и возможность получения фотокопии точно в натуральную величину при отсутствии фотоаппарата. К недостаткам следует отнести некоторую нечеткость изображения, в том числе полу­тонов.

Опознавательная 1 (или приметозапечатлевающая) фотосъемка при­меняется при фотографировании живых лиц и трупов с целью: а) последующей регистрации, б) проведения опознания, в) экспертного отожде­ствления лиц по фотоизображениям.

Эти фотоснимки должны отличаться максимальной четкостью передачи всех признаков головы (лица).

Фотографирование живых лиц производится, как правило, в двух основных положениях: в фас и в правый профиль (рис. 12.11). Если есть какие-либо особые приметы (наличие шрамов, родимых пятен, отсут­ствие частей лица), то фотографируют оба профиля. При фотосъемке особенно следят за тем, чтобы голова занимала правильное положение (не была опущена или откинута). В этом случае воображаемая линия, проходящая через наружные углы глаз и границ между верхней и сред­ней третями каждой из ушных раковин, должна быть горизонтальной.

Так как наиболее привычное зрительное восприятие лица происхо­дит при положении головы в 3/4 поворота (считая от одного плеча к другому), то при опознавательной фотосъемке нередко делают и такой снимок 2 .

Опознавательный фотоснимок кадрируют таким образом, чтобы по-­лучился поясной портрет. Если лицо носит очки, то в случаях, когданеобходимо получить фотоснимок, предназначенный для уголовной регист­-рации, их снимают. "

При положении лица в правый (левый) профиль волосы не долж­ны закрывать ухо или его часть. Фон фотографии - светло-серое ней­тральное поле. Если нет экрана (полотна), то фотографируемый может быть помещен перед какой-либо светлой стеной, но между ними и сте­ной расстояние должно быть в несколько десятков сантиметров (в за­висимости от характера освещения) во избежание теневых изображе­ний головы. При фотосъемке большое внимание уделяют освещению. Оно не должно быть слишком ровным и рассеянным, так как это сделает лицо на фотоснимке плоским, лишит его контуров. Наилучшие результаты получают при освещении лица общим рассеянным

светом в сочетании с боковой подсветкой (под углом 45°). При фотографировании в профиль выбирают такое освещение, которое обеспечивает четкое изображение всех частей уха.

1 Иногда ее называют сигналетической (приметоописательной).

2 Иногда опознавательный фотоснимок изготавливают в полный рост.

Получая снимки по методу опознавательной фотографии, желательно чтобы изображение лица (головы) составляло 1/7 натуральной величины. Полученные фотоснимки с изображением в фас и правый профиль наклеиваются рядом на картонку или лист бумаги (профильный - слева, в фас- справа). Опознавательная фотосъемка трупа осуществляется следующим образом: предварительно судебно-медицинский эксперт производит так называемый туалет трупа (накладывает швы на раны, припудривает и т.п.) для придания ему прижизненного вида. Фотографирование осуществляют в фас, правый и левый профиль и в 3/4 поворота головы с левой и правой сторон. Фотосъемку можно производить сверху, поворачивая со спины на бок, или придав ему положение "сидя". Удобнее фотографировать в морге. Там можно добиться правильного освещения лица, обеспечивающего четкое изображение всех признаков. Труп можно помес­тить на стуле и привязать голову к специальному держателю на спинке. Если труп был обнаружен без одежды, то перед опознавательной фотосъемкой его драпируют простыней. Одевание трупа в одежду, ему не принадлежавшую, недопустимо, так как это может дезориентировать опознающего.