Стереокино - как это работает

Наблюдаю вокруг себя легкий ажиотаж, связанный с выходом на экраны фильма Джеймса Камерона "Аватар". Фильм этот стерео, или, как сейчас модно говорить, - 3D, то есть, трехмерный. Одновременно выяснил, что механизм создания трехмерного впечатления у зрителей является почти для всех страшной тайной. Многие говорят, что все дело в волшебных очках, которые любую картинку сделают объемной. Некоторые вспоминают голографию. Вторые неправы в корне, первые правы частично. Объясню.

Прежде всего, технология трехмерного кино вовсе не новая, тем более не революционная. Ей больше полувека. Я лично в 1981 году смотрел стереофильм в кинотеатре "Октябрь" в Москве. Не помню название. Там два автомеханика поехали отдыхать в Крым и нарвались на разные приключения.

Почему мы видим мир объемным? Потому что смотрим на него двумя глазами! Глаза наши находятся не в одном месте, а на некотором расстоянии друг от друга. В среднем, 65 миллиметров. Их поля зрения большей частью пересакаются. Таким образом, на мир мы смотрим не с одной, а одновременно с двух точек зрения. Мозг, совместив две картинки, видимые из разных точек, формирует то, что мы называем объемным изображением. В традиционном кино так не получается. Изображение строится камерой с одним "глазом" - объективом и проецируется на плоский экран. Глядите вы на него одним, двумя или десятью глазами, вы всё равно видите одно и то же. А трехмерность возникает, как я только что сказал, тогда, когда каждый глаз видит свою картинку. Значит, чтобы создать стереоэффект, нужно, во-первых, снимать двумя "глазами", т.е. двумя камерами, и, во-вторых, заставить при просмотре каждый глаз видеть только ему предназначенную картинку.

Чтобы этого добиться придумано несколько способов. Я не буду здесь говорить про анаглифический метод, или про автостереоскопические системы, потому что они создают лишь жалкое подобие объемности. Расскажу про наиболее популярный поляризационный метод.

Итак, вы взяли специальную камеру с двумя объективами и отсняли параллельно две пленки. Теперь нужно сделать так, чтобы правый глаз увидел изображение, снятое через правый объектив камеры, а левый - через левый. Используем такую фарактеристику световой волны, как поляризацию. Наши глаза ее не различают. Мы различаем лишь длину волны - цвет, и амплитуду - яркость, но не видим ориентацию вектора напряженности электромагнитного поля - поляризацию. В то же время, существуют материалы, которые эту ориентацию распознают. Они могу пропускать свет только определенной поляризации. Из этих материалов изготавливают специальные поляризационные светофильтры, о которых хорошо известно профессиональным фотографам. Возьмем кинопроектор с двумя объективами, зарядим в него отснятые ранее пленки. Наденем на правый объектив полязицационный фильтр, ориентированный, скажем, вертикально (т.е. пропускающий свет только в вертикально поляризации), а на левый - только горизонтально. Экран изготовим из такого материала, который сохраняет поляризацию света при отражении. Начнем показ. Если мы посмотрим такой фильм невооруженным глазом, то увидим слегка двоящееся изображение. Двоится оно потому, что снятое с разных точек изображение проецируется на один экран. Наши глаза видят смесь обеих картинок, потому что нечувствительны к поляризации. Но если мы наденем очки, в которых вместо стекол вставлены поляризационные фильтры, вертикальный справа, горизонтальный слева, то каждый глаз увидит только "свою" картинку. Действительно, вертикальный фильтр на правом глазу не пропустит горизонтально поляризованный свет, предназначенный для левого глаза, и наоборот. Таким образом, каждый глаз как бы помещается на место соответствующего объектива кинокамеры. Мозг собирает объемную картину из двух изображений. Вуаля!

Конечно, техническая реализация содержит много тонких деталей. Например, нужно сделать так, чтобы стереоэффект не терялся при наклоне головы, т.е. при повороте поляризационных фильтров в очках. Но эти детали следует изучать уже по специальной литературе. Сам принцип, надеюсь, понятен.