Анаглиф. Создание стереоизображений

«Анаглиф — стереоскопическое изображение»

На занятиях студии творческие проекты, с использованием информационных технологий, могут выступать в роли интегрирующих факторов, их целевой установкой является практическое применение накопленных знаний по различным предметам.

Разрешите представить занятие в группе 1 года обучения по программе «Арт студия кино и анимации». Данная тема входит в раздел «Спецэффекты в кино». Изучая этот раздел, ребята узнают историю развития кинематографа способы воздействия на зрителя с помощью различных технологий.

На предыдущих занятиях дети знакомились с историей развития спецэффектов в кинематографе.

ПЛАН – КОНСПЕКТ УРОКА

Тема занятия: Анаглиф

Материальное и дидактическое обеспечение: компьютеры программа Photoshop, телевизор, очки 3D, образцы выполнения задания, материалы для изготовления очков (картон, двусторонний скотч. Ножницы, маркеры красный и синий)

Метод обучения: словесный, наглядно-демонстрационный, практический

Тип занятия: урок;

Форма работы: групповая

Задачи занятия:

Обучающие: познакомить детей с механизмами бинокулярного зрения человека, дать определение стереоскопическому эффекту «анаглиф»,

Развивающие: познакомить с историей развития стереоскопических изображений в кино.

развивать навыки по использованию полученных знаний и умений в реальной жизни; творческие способности; умения систематизировать полученные знания, работать с информацией.

Воспитательные: формировать ответственное отношение к профессиональному самоопределению обучающихся.

ХОД ЗАНЯТИЯ

Здравствуйте, ребята.

Начнем с того, что 3D в кинематографе не существует. В классическом понимании технология 3D вообще никак не может относиться к фильму с эффектом объемного изображения. То, что применяется сейчас при съемках фильмов, есть не что иное, как моделирование трехмерных объектов с помощью компьютерной графики, которые, впрочем, в конечном итоге всё равно будут плоскими.

Наденьте пожалуйста очки, мы отправляемся в мир оптических иллюзий.

(видео ролик анаглиф «История игрушек»)

То, что мы привыкли называть «3D-кино» (вернее, нас приучили к этому маркетологи), на самом деле является стереокинематографом, и появилось это еще на заре индустрии кино. Легче всего понять суть стереокинематографа, вспомнив стереонаушники. У нас есть два уха, мы вкладыванием в них два наушника – левый и правый, которые настроены таким образом, что наш мозг, соединяя полученную слева и справа информацию, будет «думать», что перед нами — звуковая сцена, обладающая объемом и глубиной. Причем если мы уберем один наушник, то сразу весь эффект стерео пропадет. То же самое со стерео – или 3D – кинематографом: на экран проецируются сразу две картинки, одна предназначена для правого глаза, другая — для левого. Специальные очки, которые нам любезно выдаются при входе в кинозал, разделяют изображение, и каждый глаз видит то, что должен увидеть, и передает картинку в мозг. Мозг же, не понимая, что его обманывают самым прогрессивным способом, соединяет полученную информацию и сам достраивает в нашем сознании объемное изображение. Тут справедлив тот же фокус, что и с одним наушником: если мы закроем один глаз, даже будучи в очках, весь эффект 3D пропадет, потому что эта технология рассчитана на бинокулярное зрение.

Еще одно важное отличие стереоизображения от реального 3D – принудительная фокусировка. То есть, например, если ваш домашний 3D-принтер «напечатал» вам замок Винтерфелл, то вы можете сами решить, будете ли вы фокусировать свой взгляд на башенках, которые дальше от вас, или же на крепостной стене, которая ближе. В стереокинематографе зрители всецело зависят от оператора (как и в обычном кино): следуя задумке режиссера, оператор сам решает, что будет сейчас в фокусе, первый ли план, или второй, и мы не можем сами выбрать предмет для фокусировки. Отчасти поэтому у некоторых людей после просмотра 3D-фильмов (особенно с некачественной картинкой) возникает головная боль: глаза, пытаясь уследить за навязанным фокусом, устают от излишнего напряжения, а мозг, понимая, что его обманывают, совершает в два раза больше работы, выстраивая в сознании более-менее приемлемое объемное изображение.

(Видео ролик «Как устроено 3Д в кинотеатрах» )

Анаглиф — метод получения стереоэффекта для стереопары обычных изображений при помощи цветового кодирования изображений, предназначенных для левого и правого глаза. Для получения эффекта необходимо использовать специальные (анаглифические) очки, в которых вместо диоптрийных стекол вставлены специальные светофильтры, как правило, для левого глаза — красный, для правого — голубой или синий. Стереоизображение представляет собой комбинацию изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), a в синем (или синем и зеленом — для голубого светофильтра) — для правого. То есть каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в цвет, соответствующий цвету светофильтра в очках.

Немного истории 

Создание стереоизображений началось еще в старой Англии, при королеве Виктории. Уже тогда люди поняли, что каждый глаз человека видит окружающий мир чуть по-своему, а мозг обрабатывает увиденное обоими глазами и сливает два вида в один — объемный. Отсюда и возникла идея показывать каждому глазу свою картинку, так, чтобы мозг, обманувшись, составил два образа одного предмета, изображенных в различных ракурсах, а на плоском листе возникла бы объемная панорама. Так получается стереоизображение, искусственно созданное человеком. 

Первый стереоскоп изобретён в 1829 году учителем математики из Эдинбурга мистером Эллиотом. Конструкция была довольно сложной и только в 1861 году Оливер Холмс (англ. Oliver Wendell Holmes Sr.) создал самый удачный тип стереоскопа, остающийся популярным до сегодняшнего дня.

Стереоскоп стал неотъемлемым предметом интерьера городских гостиных и выполнял функцию чистого развлечения. Просмотр и создание стереофотографий стал благородным видом домашнего досуга, когда члены семьи и друзья собирались, чтобы совершить путешествие на другой конец света или поучаствовать в создании так называемых «живых картин», театрализованных сценок на популярный литературный или исторический сюжет, которые снимались на домашний стереофотоаппарат и затем рассматривались к удовольствию всех участников.

Никакой магии! Но, даже зная о происхождении стереоизображений, мы не перестаем удивляться и восхищаться объемными изображениями на плоском листе бумаги или на экране монитора. Сейчас технология усовершенствовалась, так что каждый может полюбоваться на стереоизображения, купив книжку «волшебных картинок» с прилагающимися к ней очками с разноцветными линзами. Красный светофильтр отфильтровывает изображение для левого глаза, бирюзовый — для правого, и картинки обретают объем.

 

hello_html_m37dc1866.jpg

А как получить эти изображения, конечно, с помощью стереокамеры.

hello_html_ccf68b4.jpg

Verascope (Франция, 1895)

hello_html_1bf1a8c7.jpg

 

 Существует два метода стереосъемки – параллельный и направленный. Каждый из этих методов хорош по- своему и наиболее удобен в определенных условиях съемки. При съемке параллельным методом камеры закреплены без поворота, осин объективов параллельны.

закреплены без поворота, осин объективов параллельны.
hello_html_30d757d0.jpg

Но можно воспользоваться и специальной техникой

Современные стереофотоаппараты оснащены двумя объективами расположенными на расстоянии примерно 6,5 см.

hello_html_m402b87d2.jpg

Nimslo[5] (1980)

Откуда пошло объемное кино

Считается, что первым в истории игровым стереофильмом была «Сила любви» — именно так называется немая короткометражка, которую в 1922 году снял американец Гарри Фейролл. Для того времени это было новшество: фильм был снят на двойную пленку, изображение на которой было окрашено в красный и зеленый цвета. Чтобы увидеть объем, зрители надевали специальные анаглифические очки. В результате пред ними было однотонное черно-белое, но объемное изображение. Однако из-за общего экономического спада в мире (в США, в частности, из-за Великой депрессии) к началу 30-х годов производство анаглифических фильмов для широкого проката прекратилось, режиссеры переключились на обычное кино, так оно было дешевле и не требовало для демонстрации специальных технологий.

Любопытно, что «отцы» кинематографа братья Люмьер тоже не остались в стороне от «объемного» кино и в 1934 году создали анаглифический ремейк своей короткометражки «Прибытие поезда».

hello_html_531478ec.jpg

Однако анаглифический метод получения стереоизображения был не единственным. В начале 20-х годов прошлого века инженеры-изобретатели Лоуренс Хаммонд и Уильям Кэссиди добились объемного изображения с помощью более сложного «затворного» метода. системой.

Наденьте, пожалуйста очки давайте представим, что вы впервые увидели 3Д фильм.

(видеоролик « Дино»)

В 1932 году были изобретены и выпущены в широкую продажу первые поляризационные фильтры фирмы Polaroid. Первоначальное их предназначение было в защите автомобилистов от блеска автомобильных фар (и сейчас на их основе выпускают солнцезащитные очки для водителей), однако киноинженеры обнаружили, что эти фильтры пригодятся и для стереокинематографа. Однако использование поляризационных фильтров обозначило необходимость модернизировать проекторы и вообще все оборудование кинозалов. Теперь изображения сразу с двух кинопленок, содержащих визуальную информацию для левого и правого глаза, должны были быть строго синхронизированы – иначе из-за фильтров зритель бы вместо объема видел неясную «шевеленку». Также потребовалось заменить киноэкраны – прежние матовые не отражали поляризованный свет, и потому их стали изготавливать из отражающих материалов, например, с посеребренной поверхностью.

Вторая мировая война и послевоенные годы обозначили застой в развитии стереокинематографа, тогда же были утеряны многие уже снятые стереоленты – их попросту выкидывали за ненадобностью. В передвижных кинотеатрах, колесивших по военным лагерям, не было необходимого для показа стереофильмов оборудования. В городах содержание стереокинотеатров обходилось дорого, это выливалось в относительно высокие цены на билеты, которые зрители не могли себе позволить. Потому владельцы залов переключались на «двухмерные» фильмы.

(Видео ролик «3Д 1940 года»)

«Золотой век» стереокино

Краткосрочный «Золотой век» стереокинематографа начался в 1952 году. Именно тогда вышел первый цветной стереоскопический фильм Bwana Devil, который демонстрировался с помощью двойного проектора. Из-за того, что такой проектор мог вместить пленку только на час показа, кинотеатры устраивали антракты. То ли специально, то ли случайно, но паузы делались в самых интересных местах фильма, и зритель волей-неволей возвращался в зал, чтобы узнать, чем все закончилось. Следующий стереофильм вышел в 1953 году – им стал «Дом восковых фигур» (House of Wax). Помимо того, что он был стереофильмом, то есть с «объемной» картинкой, он стал еще и первым фильмом, озвученным по технологии стерео, то есть с «объемным» звуком.

Третье пришествие

Тем не менее, когда широкоформатное кино зрителю тоже приелось, киноиндустрия снова вспомнила про стереокино. В конце 60-х возобновились эксперименты с технологией показа «объемных» фильмов. Некоторые утверждали, что надо вернуться к простому анаглифу – это и проще, и дешевле, пусть даже на выходе получается не очень-то качественная картинка. Кто-то пытался совместить на одной пленке сразу два изображения, чтобы затем поляризовать их с помощью изощренных систем линз и фильтров, избавившись от необходимости строгой синхронизации проекторов. В это же время были изобретены системы Space-Vision 3D и Stereovision, которые затем легли в основу современных 3D-киносистем.

Советский след в стереокинематографе

hello_html_5a0c4448.jpg

Гений советского кинематографа Сергей Эйзенштейн еще в 1920-х годах (пред)сказал, что стереокинематограф рано или поздно станет главным вектором развития киноиндустрии. Отчасти именно Эйзенштейн, известный новатор, вдохновил советских киноинженеров на эксперименты и исследования в области стереокино.

Начиная с 30-х годов прошлого века исследования в области стереокино вели (и даже добились серьезных успехов) во Всесоюзном научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКФИ). Опираясь на их достижения, в 1940 году был снят и показан первый стереофильм «Выходной день в Москве» Александра Птушко – для его просмотра зрителям предлагались специальные поляризационные очки. Но – увы, началась Великая Отечественная война, все достижения в области стереокинематографа пришлось отложить до лучших времен.

В НИКФИ к исследованиям стереокино вернулись только в начале 60-х, причем вернулись с триумфом. Учеными была разработана система пленочной киносъемки «Стерео 70», причем «70» в названии значилось потому, что в основу была заложена 70-миллиметровая – «широкая» – пленка. Сейчас мало кто вообще об этом помнит и это знает, однако в 70-80-е годы в этом формате было снято довольно много фильмов («Всадник на золотом коне» (1980), «Ученик лекаря» (1983) и др.), и ее даже особо пристально изучали канадцы – будущие создатели 3D-системы IMAX, о которой мы писали выше.

Сейчас о формате «Стерео 70» вспоминают разве что в учебниках по истории кинематографа – пленочных кинотеатров не существует как таковых, пленку для «Стерео 70» прекратили производить с распадом СССР, лаборатории для обработки этой пленки тоже уже не существуют. Порадоваться за «наших» можно только в одном: в 1990 году создателям «Стерео 70» торжественно вручили премию «Оскар» за технические достижения. На этом все.

hello_html_4b4a3d6d.jpg

hello_html_m336c43c2.jpg

Технологии IMAX, позволив снимать 3D-фильмы на специальные камеры и затем демонстрировать их в кинозалах, шагнули еще дальше. Благодаря появившейся в 2004 году технологии IMAX DMR стало возможно переводить в стало возможно переводить в 3D «обычные» картины, снятые в традиционной технике. Первым фильмом, получившим вторую жизнь, стал боевик Рона Ховарда «Аполлон 13», затем в IMAX-формат перевели «Матрицу», несколько частей «поттерианы» (их показывали ограниченным прокатом), первый «Парк Юрского периода» и многие другие игровые фильмы.

Любопытно отметить, что студии и режиссеры довольно долго обходили 3D-IMAX стороной, предпочитая работать с «обычными» цифровыми камерами, вплетая в общее полотно фильма разве что две-три «объемные» сцены. Во многом это зависело от высокой стоимости необходимого оборудования, а также из-за сложностей с процессом съемки (шум, большой объем информации и т.д.). Однако после эксперимента Кристофера Нолана, введшего в первого «Темного рыцаря» 30 минут IMAX-кадров (тогда зрители надевали 3D-очки в определенные моменты), Голливуд стал активно осваивать новшество. В ленте «Миссия невыполнима: Протокол Фантом» было тоже 30 минут IMAX-съемок, в фильме «Темный рыцарь: Возрождение легенды» — 60 минут, как и в «Интерстелларе». Сейчас некоторые режиссеры пользуются 3D-IMAX-камерами на протяжении всего процесса съемок.

За последние два-три года в мире вышло более 70 фильмов, снятых с применением технологии IMAX. «300 спартанцев: Расцвет империи», «Первый мститель: Другая война», «Мир Юрского периода», «Малефисента», «Грань будущего», «Стражи галактики», «Хоббит: Битва пяти армий», «Трансформеры: Эпоха истребления» и «Интерстеллар», «Звездные войны: Пробуждение силы», «Первый мститель: Противостояние», «Фантастические твари и где они обитают», отечественный фильм «Экипаж», грядущий «Изгой-один» — и многие, многие другие. 2017 год готовит как минимум 30 IMAX-лент, в том числе восьмые «Звездные войны», второй фильм франшизы «Стражи Галактики», российский боевик «Притяжение» и другие. И, исходя из рассмотренной нами «спиральной» истории стереокинематографа, нет сомнений, что число IMAX-лент будет увеличиваться – ровно до тех пор, пока киноиндустрия не изобретет что-то новое. Но что это будет? Учитывая уровень современных технических достижений, сложно даже представить. Возможно, мы будем смотреть кино в подсознании, как сны?

К сожалению, единственным неудобным элементом в стереофильмах являются 3D очки — вспомогательные устройства, благодаря которым создаётся иллюзия объёмности стереоизображения.

Давайте посмотрим на разнообразие очков для стереоскопического изображения.

На рынке представлено немало разновидностей 3D очков, но, в сущности, они делятся всего лишь на два класса — активные и пассивные. Под активными подразумеваются т.н. «затворные очки» (shutter glasses), в которых жидкокристаллические заслонки поочерёдно закрывают правый и левый глаз, в то время как проектор, с которыми они синхронизированы, поочерёдно демонстрирует кадры для правого и левого глаза. Таким очкам нужно автономное питание и беспроводной приёмник синхронизирующего сигнала (как правило такой сигнал передаётся по инфракрасному лучу, хотя есть модели с радиосинхронизацией).

Класс пассивных очков включает, поляризационные и анаглифические очки и их разновидности; пассивные очки намного проще в техническом плане и дешевле активных, но, тем не менее, конкуренция между ними сохраняется.

Поляризационные очки

Пассивный класс очков, которые относительно дёшевы в производстве (во всяком случае, если сравнивать их с затворными), не требуют какого-либо специального обслуживания; в батарейках тоже, стало быть, не нуждаются.

Главная сложность с поляризационными 3D очками — это необходимость использования специального «серебряного» экрана, который обладает высокой отражательной способностью и, главное, сохраняет поляризацию света, исходящего от проектора. Многие кинотеатры экономят на правильных экранах, что делает картинку тёмной и скучной.

hello_html_6594e0ef.jpg

Затворные 3D очки

в такие очки встраиваются жидкокристаллические затворы (shutter — по аналогии с затвором фотоаппарата), которые поочерёдно, с частотой порядка 60 Гц, закрывают правый и левый глаз, в то время как проектор или дисплей, с которыми они синхронизированы, поочерёдно демонстрирует кадры для правого и левого глаза (также с частотой 60 Гц, так что совокупная частота развёртки составляет 120 Гц).

hello_html_be97c24.jpg

Активные стереоочки XpanD.

В каждый момент времени человек, соответственно, видит только одним глазом одну половину стереоизображения, однако поскольку кадры сменяются очень быстро, в силу инерционности зрения возникает ощущение цельности картинки.

В такие очки также встроен беспроводной приёмник (обычно инфракрасный), который получает сигнал от передающего устройства и тем самым синхронизирует работу затворов со сменой кадров на экране.

К сожалению, такие очки дороже всего в производстве и эксплуатации, требуют собственных источников питания (батареек), но при этом они достаточно надёжны и с ними нет тех проблем, которые возникают с поляризационными очками, когда эффект стерео может исчезать из-за «неправильного» положения головы зрителя. Именно на затворные 3D очки делают ставки практически все производители 3D электроники для дома — 3D телевизоров, кинотеатров и персональных компьютеров.

Главная проблема — та же, что и у остальных типов очков (кроме анаглифических): потеря воспринимаемой зрителем яркости. Для комфортного просмотра фильмов в 3D кинотеатрах нужны более мощные проекторы, производителям современных 3D телевизоров и мониторов также приходится учитывать это обстоятельство.

Анаглифические очки

hello_html_m4366b52b.jpg

Анаглифические очки очень дёшевы: их изготавливают обыкновенно из картона и пластика, работают они всегда безотказно — если только не нацепить их вверх ногами. Впрочем, если цвета в анаглифической картинки и светофильтрах отличаются друг от друга, эффект стерео закономерным образом пропадает — например, в красно-синих анаглифических очках не получится увидеть объёмность картинки, предназначенной для просмотра в зелёно-пурпурных очках.

Главной же проблемой анаглифических очков является то обстоятельство, что говорить о какой-либо цветопередаче оказывается, мягко говоря, затруднительно — по вполне понятным причинам. Более того, если долго сидеть в таких очках, в силу зрительной инерции во всём окружающем мире красно-синие тона будут ещё долго преобладать. Дискомфорт от просмотра оказывается весьма существенным, головные боли — тоже не редкость.

 

Задание №1

Мы с вами сможем изготовить анаглифические очки самостоятельно, для этого нам понадобятся картонные заготовки и слюда или прозрачная плёнка и маркеры красный и зелёный.

Объяснение этапов работы:

1. Согнуть картон по линиям сгиба.

2. Проклеить двусторонним скотчем внутреннюю часть заготовки.

3. Вклеить и затем раскрасить плёнку в обозначенные цвета.

hello_html_1ed6a3b9.jpg

Задание №2

В программе Photoshop преобразовать обычную картинку в анаглиф

  1. Открыть картинку.

  2. Отрыть вкладку «каналы».

  3. Отключить все каналы кроме красного.

  4. Сдвинуть слой и немного сдвинуть в право

  5. Вернуться во вкладки и включить все каналы.

 

hello_html_m4a12a39d.png

 

hello_html_m25ea2f0b.png

Готово.

Видео ролик «Почему 3Д в кино дешевый трюк»

 

АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЯ

— А знаете ли вы, что значит слово «стерео», «стереоскопический»?

— Как вы думаете, как давно существуют стереоскопические изображения?

Бинокулярное зрение это — способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами; в этом случае человек видит одно изображение предмета, на который смотрит. Создаёт объёмность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

Какие виды стерео очков вы знаете?

Самостоятельная работа

1.Преобразовать изображение для анаглифических очков.

2. Изготовить анаглифические очки

Самостоятельная работа в группах.

Инструктаж на рабочих местах