Алберто Стайков
Уредник в НПТМ
Един ден едното око се обърна към другото и му рече:
– Толкова сме близо един от друг, а не можем да се видим.
Физиологията ни е такава, че не можем да обръщаме очите си едно към друго. Но наистина двете ни очи виждат два отделни, различни образа. Как тогава усещаме една картина?
Всъщност очите само гледат. Основният визуален орган, който вижда, е мозъкът. Още 280 г. пр. Хр. Евклид е описал как триизмерното виждане, или стереоскопията, зависи от способността на мозъка да слива две изображения със съвсем малка разлика (тъй като очите са разделени едно от друго). Леонардо да Винчи също е изследвал този феномен, използвайки термина бинокулярно зрение (от лат. – „бини“ – двоен и „окулус“ – око).
По естествен начин механизмът, чрез който виждаме изображения, може да бъде стерео или моно, също както при музиката. Благодарение на тази способност, в следствие на разделението между очите ни се получават две съвсем леко различни изображения на реалността, която стои пред тях.
Това се нарича бинокулярно несъответствие. Тези разлики позволяват на мозъка да калкулира разстоянията между обектите чрез техниката, наречена паралакс, която се дефинира като ъглово отклонение на видимото положение на обект, в зависимост от неговата гледна точка. Но освен паралакса, мозъкът събира информация също и чрез различни механизми като перспективата, разпределението на светлини и сенки, както и физиологичната диплопия (двойно виждане), за да обработи цялата информация и да я интерпретира така, че да ни даде усещане за дълбочина, разстояние и обем на обектите, които ни заобикалят. Целият този процес се нарича стереопсис.
Едно от вълшебствата на фотографията е възможността да показва триизмерен образ върху двуизмерна плоскост. За да подсилят усещането за илюзията, която в днешно време наричаме 3-D, фотографите правят стерео образи от двойка двуизмерни (2-D) изображения. Най-лесният начин да се създаде дълбоко възприятие в мозъка е да се осигурят на очите на зрителя две различни изображения, представящи две гледни точки на един и същ обект. Тези два ъгъла трябва да са еднакви на тези на очите, за да няма отклонение от перспективите, които двете очи получават естествено при бинокулярното зрение. Съвременната индустриална триизмерна фотография може да използва лазери или други усъвършенствани техники за създаване и отпечатване на триизмерна информация, но ето как започва всичко това.
През 1838 г. английският физик Чарлз Уитстън създава първия стереоскопичен визьор, още преди публично да се обяви създаването на фотографията. То е било просто устройство, което се състояло от две малки огледала, разположени по такъв начин, че когато човек гледал в тях през окуляри, виждал чрез отражение двете изображения, поставени отстрани на огледалата. Първоначално стереоскопът е използвал рисунки, но след създаването на фотографията рисунките са заменени с фотографски изображения. Когато изображенията се обединят в мозъка, те създават стереоскопичен или триизмерен ефект. Всъщност стереоскопът замества кръстосването на очите. За да се адаптира към размера на различните изображения, устройството има ос, която променя степента на разделяне.
Малко по-късно, през 1945 г., Дейвид Брюстър – създател на калейдоскопа, опростява визьора на Уитстън. През 1851 г., по време на световното изложение в Лондон, английската кралица Виктория много се впечатлява от стереоскопичната фотография, в следствие на което тези устройства стават много популярни в Европа. Американският лекар и поет Оливър Холмс въвежда системата в САЩ, създавайки собствена производствена линия, която се използва до двадесетте години на миналия век.
Стереоскопичната фотография се ражда въз основата на конвенционалната, като се добавя втори обектив (наричали са ги обективи близнаци) на разстояние 65 мм от другия, имитирайки разделението между очите. Така се получават два почти еднакви, но различни образа, които след като се изкопират на хартия и се сложат един до друг, се превръщат в стереограма. Когато тя се сложи в стереоскоп и човек гледа през него, мозъкът усеща ефект на триизмерност.
Стереоскопичните качества на една картина напълно зависят от правилното й залепване върху картона, защото двете отделни части излизат разместени от апарата. Това произлиза от обстоятелството, че всеки един от двата обектива, независимо от другия, размества изображението. С други думи, финалната картина, която трябва да прилича на фиг. I върху матовото стъкло на камерата, прилича на фиг. II, в която се вижда, че страните АВ и ЖИ, които са съединени в средата на фиг. I, са на самите краища на фиг. II. Първата фигура представлява финалната картина, а втората фигура – клишето, тъй както излиза от апарата, двете изображения са разбъркани.
За да се поправи тази грешка е необходимо копираните снимки да се разрязват през средата и при залепването им на картона да се наместват така, както е показвано във фиг. I.
Първите стереоскопични камери или бинокулярни камери с обективи близнаци са се появили през 50-те години на XIX век. Идеята за бинокулярна камера е описана за първи път през 1849 г. отново от шотландския учен Дейвид Брюстър. Един от многото хора, с които Брюстър е поддържал контакт по поща, е бил оптикът и пионер в микрофотографията Джон Бенджамин Денсер, живял в Манчестър.
Създаването на първия фотоапарат с два еднакви обектива е спорна тема. Денсер създава първия си модел през 1852 г., а четири години по-късно патентова подобрена версия. Една година след това парижкият фотограф Ахил Кине представя свой вариант на бинокулярна камера на среща пред фотографското общество на Ливърпул, който патентова през януари 1854 г. под името „кинетоскоп“ (quinetoskop). Тогава той заявява, че е създател на бинокулярната камера, но в историята остава спорът дали Кине не се е възползвал от непатентованата камера на Денсер.
На 3-ти октомври 1897 г. се ражда Анри Белиени, роден в семейство от италиански произход в Мец, Франция. Дядо му Андре-Франсоа Белиени (1789-1843) пристига от Ломбардия, където се е обучавал като оптик, и основава En Fournirue в Мец през 1812 г. под името Schiavetti-Bellieni – магазин за търговия на дребно, където продава всякакви оптични инструменти. Баща му, Чарлз Гимел Белиени, (1820-1880), осиновен син на Андре-Франсоа, поема управлението през 1850 г.
Благодарение на близостта с училището по артилерия и инженерство, Чарлз разработва много проекти в сътрудничество с полковник Чарлз Моис Гулие – професор по геодезия и топография в това училище. След Кримската война той става официален доставчик на френската армия на прецизни инструменти, гониометри, нивелиращи компаси, алидади, прицели и бинокли от всякакъв вид.
Анри Белиени е най-големият от общо шестте деца на Чарлз, като той е единственият син. Още много млад, баща му го запознава с прецизните техники в семейната работилница. Семейството му избира френско гражданство в деня след Франкфуртския договор и се установява през 1871 г. в разрастващия се гр. Нанси, като по този начин се възползва от неговото грандиозно развитие. След като изучава оптика в Париж, Анри поема семейния бизнес след смъртта на баща си през 1880 г. Тогава той е на двадесет и четири години.
През 1889 г. Анри се специализира в производството на камери. Той е изобретил десетки камери, включително и стереоскопичните близнаци Белиени (Bellieni Jumelle stéréoscopique) – камера с двоен обектив и едновременна обтурация.
Тези изобретения, получили множество награди, включително златен медал на Световното изложение в Париж през 1889 г. и след това през 1900 г., позволяват ускоряване на развитието на зараждащата се илюстрирана фотографска пощенска картичка, на която той е основен производител, заедно с Албер Бержерет.
За петнадесет години са продадени единадесет хиляди „универсални“ стереоскопични камери, както и нископрофилни камери и различни аксесоари. Наред с работата си като изобретател, Белиени е фотограф, който пресъздава в образите си Лотарингия между селския свят и градския живот.
Анри Белиени е член на френското фотографско общество от 1893 г. и един от администраторите му от 1903 г. Той е и основател и член на борда на директорите на Фотографското общество на Лотарингия от 1894 до 1914 г. Публицист и издател на пощенски картички, той провежда месечна работилница, където се обучават някои от големите фотографи от Лотарингия от първата половина на ХХ век, наред с Жулиен Жерардин и Жан Шербек.
През 1900 г. Белиени наема на работа френския фотограф и гравьор Леополд Поаре, за да проявява, копира и ретушира снимките му. Поаре също снима портрети и освен това му е поверено изпитването на устройствата, измислени от Белиени.
Белиени участва в множество международни изложби: Париж (1900 г.), Сен Луи (1904 г.), Лиеж (1905 г.), Милано (1906 г.), Лондон (1908 г.). В Нанси той е президент на Търговската камара, съдия и след това председател на Търговския съд от 1924 до 1930 г., както и вицепрезидент на Източната въздушна лига.
А сега да обърнем внимание на самия музеен експонат с номер 5532 от постоянната експозиция на НПТМ, наречен стереоскопична камера с обективи близнаци на Белиени, произведен през 1895 г., с номер DRP 56109 и с обективи Carl Zeiss Jena anastigmat 1:8 F=110 mm №26489 и №26502. Тази камера е изцяло създадена и произведена във Франция. Състои се от дървено тяло, облечено с кожи, в което се поставят две касети с плаки 8/9.
Тази стереоскопична камера използва индивидуални рамки 8×9 см, в които се зареждат светлочувствителни плаки или фотографски филм. Моделът позволява 18 единични образа или 9 стереоскопични двойки. Фотоапаратът е откупен от музея през 1986 г. за стойността от 180 лв. от Доротея Николова Македонска, живяла в София.
ОПИСАНИЕ НА СТЕРЕОСКОПИЧНАТА КАМЕРА НА БЕЛИЕНИ
(според общия и международен указател на фотографията от 1898 г.)
А – Подвижен отвор, който се сгъва над капака, част от визьора
Б – Оптичен Нютонов визьор, който е осъразмерен за плочи 8×9см, с 3.8 см височина, 3.7 см широчина и 0.7см дълбочина
В – Планки за придвижване на рамки
Г – Подвижен индекс за фокусно разстояние
Д – Фиксирана скала, представляваща разстоянието в метри от обектите, които ще бъдат заснети, и пред която е поставен индексът D
Е – Бутон с номера от 1 до 5 за промяна на скоростта на затвора
Ж – Въртящ се бутон, който зарежда обтуратора
З – Ръчка, която при завъртане позволява на ламелите на обтуратора да останат отворени, действа като съвременния режим Bulb
И – Подвижен шарнирен съединителен прът, свързващ диафрагмите на двата обектива. Гравирано отделение, подобно на това, отбелязано на диафрагмените пръстени, позволява бързото им използване
Й – Ръчки за управляване на фокуса
К – Спусък на обтуратора
Л – Винтова скоба с пружина за фиксиране на диафрагмите към определен отвор
М – Стрелки, които служат като маркери при поставянето на обективите
Н – Обективи от алуминий, които се развиват от корпуса на камерата и могат да се монтират на всички други устройства
О – Автоматичен брояч
П – Хоризонтален нивелир
Как се работи със стереоскопичната камера с обективи близнаци на Белиени – ОФ5532?
По формат стереоскопичният бинокъл (така са наричани този вид апарати заради използването на двата обектива) дава изображения с размери 8×9 см. Този формат дава възможност да се получат изображения със широчина 75 мм. Това е обичайната мярка за търговските стереограми, следователно те могат да се видят в стереоскопи на различни производители.
Обемът е възможно най-малък, тъй като той само надвишава с дебелината на дървото размера на използваните рамки. Що се отнася до теглото му, то е минимално. Инструментът, натоварен с 18-те си заредени рамки, тежи само 2 килограма, а без тях е 1850 грама.
Макар и на 123 години, камерата е в добро, запазено състояние. Тя работи с 18 рамки, в които се поставя светлочувствителният материал (лента или плака), с които може да се заснемат 9 стереограми или 18 индивидуални изображения. Зарежда се като се отвори задният капак и се извадят дървените плоскости със спирала, които придържат рамките към задното фокусно разстояние на камерата.
Корпусът също притежава гнездо за статив както за хоризонтални, така и за вертикални снимки. Вертикалните са за единични изображения, тъй като при тях ще се изгуби стереоскопичността, освен ако не се гледат хоризонтално. Заедно с гнездо за статив, апаратът има също нивелир за хоризонтално снимане и допълнително монтирана пластина за поставяне на жило.
Фотоапаратът притежава и оптичен нютонов визьор с една разсейвателна леща и една пластина с кръгла дупка по средата, като разсейвателната леща дава умалено недействително изображение в предметното пространство пред лещата. На предната леща е обозначена средата, за да е от помощ при визиране. Задната пластина се завъртва надясно, за да се прибере зад задния капак, където е монтирана, а предната рамка с лещата се прибира назад към корпуса.
Отпред разполагаме основно с двата обектива близнаци, които са със светлосила с диафрагма 8 мм и с фокусно разстояние 110 мм, което за 35 мм фотография се равнява на нормален обектив с фокусно разстояние от 45 мм. Двата обектива са свързани със съединителен прът на диафрагмения пръстен, който също е четливо гравиран с различните диафрагмени отвори, за да може при настройване да имат една и съща стойност на диафрагмата. Към съединителния прът е добавена винтова скоба, за да може той да се застопорява.
Обективите, които са на резба с диаметър 3.75 см, могат да се развият за почистване, както и да се добавят допълнителни аксесоари. Диафрагмите на обектива са направени от 12 алуминиеви ламели, а диафрагмените числа са 8, 16, 32, 64, 128 и 162. Минималното фокусно растояние е 1,5 м и снима до безкрайност. Диаметърът за поставяне на филтри пред обектива е 3.75 см.
Обтураторът, който е зад обективите, се състои от две части. Предната – за две ламели, които се отварят хоризонтално, всяка една на своята страна, а задната част е гилотинен затвор. Апаратът е снабден със зареждащ механизъм, но той само отговаря за ламелите, а чрез ръчката, която е под месинговата ролка за зареждане на обтуратора, може да се застопорят пластините и да остане само гилотинният затвор, който се задейства от спусъка на апарата. Така може да се снима на дълги експонации. Над спусъка за снимане е монтирана метална ламела, на която се поставя жило дълго 26 см.
Вътре в апарата има две кухи пространства, като те са за зареждане на рамките със светлочувствителен материал. Незаснетите плаки се поставят от лявата страна. С издърпването на металната рамка водач за смяна на рамките, рамките първо минават през задната фокална равнина, за да бъдат осветени, и след заснемане на образите, и пак чрез издърпване на металната рамка водач, заснетите светлочувствителни материали минават към дясната кухина, за да се складират до изваждането им от камерата.
Както стана ясно, апаратът прави 9 двойки стереоскопични изображения или 18 индивидуални такива. За да се направят толкова моно образи просто е нужно да се остави капачката на единия обектив, тъй като апаратът не е снабден със заключваш механизъм на отделните обтуратори.
В заключение следва да посочим, че с този апарат не се работи лесно и, когато снима, човек трябва да се съобразява най-вече с това, че изображенията трябва да са хоризонтални, тъй като такова е виждането на човешкото око. Също така двете изображения трябва да са еднакво фокусирани и експонирани. Що се отнася до фокуса, прътът, който съединява двата обектива при фокусния им пръстен, е от голяма помощ на фотографа. И въпреки че е стерео, може също да снима и моно. Макар и на 126 години, тази камера все още може да се използва, но трябва да се намерят още рамки, тъй като в момента има само две. Освен това трябва да се реставрира задният капак, за да не може да влиза светлина в корпуса, която би могла да освети светлочувствителния материал.
А какво е продължението на историята на стереоскопията?
Между 1890 и 1920 г. са правени различни, но неуспешни тестове на 3D кинематографични системи. Неуспехът им се дължи както на сложния механизъм на камерите, така и на сложността на самите тестове. През 1923 г. първият игрален 3D филм, направен чрез снимки, пристига в специално подготвени кинозали в Лос Анджелис. Режисьорът Хари К. Фейрал и операторът Робърт Ф. Елдър използват метода за тройно прожектиране от два целулоидни филма, като разделят изображението, използвайки червен и синьозелен цвят. Всеки цвят бива улавян само от едното око, през очила със съответно червени и синьозелени лещи. Филмът „Силата на любовта“ е неуспешен, но бележи началото на истински интерес към 3D кинематографията. Със сриването на Уолстрийт през 1928 г. развитието на триизмерното кино временно спира.
Чак през 1944 г. Metro Golden Mayer представя няколко успешни 3D късометражни филма. В Европа Луи Люмиер представя известния си филм „Пристигане на влака“ в 3D вариант, заснет отново със стереоскопична камера. Триизмерното кино вече навлиза в обществото. В нацистка Германия също са заснети няколко филма в този формат, поръчани от Министерството на пропагандата, ръководено от Джоузеф Гьобелс. Те са заснети в независимо студио на UFA (Universum Film AG).
На филмите по онова време им липсва цвят. Въпреки че всички 3D филми са заснети в цвят, преминаването към червено и синьозелено (анаглифно) разделяне на цветовете кара зрителя да усеща изображението чернобяло, което го изморява и го кара да се чувства дискомфортно при дълго гледане.
Появата на поляризиращите филтри, патентовани от Polaroid, бележи голяма промяна, тъй като прави възможно да се развият цветните филми. Освен това използването на очила с червени и синьозелени лещи бива заменено от очила с поляризирани филтри на Polaroid, което позволява на кинематографичния образ да не си променя цветовете.
Недостатъкът на тази система е, че изображенията биват проектирани с два проектора едновременно на един и същ екран, поради което е трудно да се поддържа синхронизацията. Всеки евентуален ремонт на една от филмовите ленти трябва да се повтори на другата. Също така системата е имала нужда от двама оператори и специален метален екран за поддържане на поляризация, която иначе би се изгубила при нормален екран.
През 60-те години има периодични прожекции на 3D филми, но именно Арх Оболер възражда тази технология като създава новата 3D система Space-Vision, която отпечатва две припокриващи се изображения върху една филмова лента и позволява използването на един проектор, оборудван със специален обектив.
През 1970 г. марката Stereo-Vision разработва друга система, в която изображенията биват компресирани едно до друго върху същата 35 мм филмова лента и се прожектират през анаморфна леща и филтри Polaroid. Тази система елиминира опасността от десинхронизация.
През 80-те години форматът IMAX бележи нов обещаващ напредък на 3D киното. Макар че и до днес логото IMAX да присъства на някои кина, то е заменено с обикновен плосък 3D екран, тъй като IMAX екранът е вдлъбнат като на планетариум, а не изправен като на обикновено кино.
3D кино днес (21-ви век)
В началото на третото хилядолетие режисьорът Джеймс Камерън вдъхва нов живот на този формат с филма „Мистериите на Титаник“ – първият игрален филм, излязъл в IMAX 3D през 2003 г.
От 2006 г., с въвеждането на дигиталното кино, става популярно така нареченото Digital 3D кино. Първоначално се пускат само филми, направени от изображения, генерирани компютърно, тъй като е много лесно да се извлече информацията, необходима за получаване на триизмерно изображение. По-късно, когато се създават системи с двойна филмова камера за заснемане на стереоскопия, се въвеждат филми с реално изображение. „Аватар“ е първият филм, заснел истинско изображение в новия цифров формат (без да се броят IMAX или преобразуванията от целулоид), въпреки че преди това по този начин са били заснемани и показвани в кината музикални концерти на живо.
Първоначално, някои от популярните системи са били RealD, MasterImage, Dolby 3D, Xpand и IMAX. По-късно RealD купува Masterimage, а Dolby 3D отстъпва място на Dolby Vision в своята 3D версия, която използва 2 лазерни проектора едновременно (първоначално използва 4 проектора с ксенонови лампи). Тази система остава с най-яркия образ и с най-широкия диапазон от цветове до днес.
Поради отличните резултати на 3D киното, телевизията също намира начин да се възползва от триизмерността. Компании като Sony, Samsung и Panasonic започнат да продават 3D телевизори в някои части на света. Появявят се и Blu-ray плейъри, поддържащи триизмерно съдържание, DLP проектори, а при компютрите се появява и технологията, използваща системата Nvidia 3D Vision от компанията за видеокарти Nvidia. Повечето от тези системи изискват очила за гледане.
Въпреки упадъка на 3D телевизорите, чието производство бива спряно по целия свят (с изключение на Китай, където 3D е много популярно) 3D филмите продължават да се пускат по кината и на Blu-ray 3D. Много филми са заснети двуизмерно и впоследствие биват преобразувани в 3D постпродукции, което понастоящем дава по-добри резултати, защото така се избягват присъщите при снимането с 3D камери проблеми.
Освен в киното, стереоскопията се развива и във виртуалната реалност. Това е термин, който описва нереален компютърен свят, който фактически не съществува, а е създаден от нефизически информационни технологии, аудио и видео апаратура. Образите могат да се проектират върху монитор, но също са необходими и специални стереоскопични очила.
За първи път понятието виртуална реалност се появява през 1935 г. в кратък научнофантастичен разказ на Стенли Вайнбаум.
Произходът на виртуалната реалност датира от Втората световна война. Военноморските сили на САЩ се свързват с MIT (Масачузетски технологичен институт) за евентуалното създаване на полетен симулатор, подходящ за обучение на пилоти на бомбардировачи. Проектът се нарича „Вихрушка“ и строителството му приключва няколко години по-късно през 1951 г. Едва 8 години по-късно USAF (Военновъздушните сили на САЩ) поемат проекта под името „Проект Клод“ и се появява гражданско използване на технологията.
През 20-ти век се създават различни системи за виртуална реалност. През 1962 г. Morton Heilig създава Sensorama – машина, която показва широкоъгълни, триизмерни стереоскопични изображения, със стерео звук, вятър, ароматни ефекти и подвижна седалка. През 1968 г. Иван Съдърланд създава „Мечът на Дамокъл“ – слушалки за виртуална реалност, които показват стереоскопични изображения.
През 1978 г. екип на MIT, ръководен от Андрю Липман, създава Aspen Movie Map – програма, която позволява на потребителя да пътува по улиците на град Аспен и да разглежда сградите чрез реални кадри от мястото.
През 1984 г. централата на Балтимор на веригата увеселителни паркове Six Flags открива The Sensorium – 4D киносалон, който комбинира 3D филм с физически ефекти като вятър, дим, дъжд, светлина, водни мехурчета и специални аромати, вибрация или движение на седалките и др.
През следващите десетилетия технологията все повече се развива и компании като Nintendo, Sega, Sony се надпреварват да създават нови технологии за очила, слушалки за виртуална реалност, монитори, симулатори за движение и всякакви други изобретения. Кой знае какво предстои да
Библиография:
- Willian Johnson, History of Photography. From 1839 to the Present, Taschen, 2019.
- Todd Gustavson, Historia de la cámara fotográfica, Librero, 2016.
- Colin Harding, Cámaras clásicas, Susaeta Ediciones, 2012.
- John Wade, Retro Cameras: The Collector’s Guide to Vintage Film Photography, 2018.
- David Williamson, Comprehensive Guide for Camera Collectors, Schiffer Publishing Ltd, 2003.
- Dennis Pellerin, Brian May, Stereoscopy: The Dawn of 3-D, 2021.
- Todd Gustavson, 500 Cameras: 170 Years of Photographic Innovation, Sterling Publishing, 2011.
- Roger Watson, Helen Rappaport, Capturing the Light: The Birth of Photography, a True Story of Genius and Rivalry, 2021.
