В. А. ГАВРИКОВ, A. В. ЯНОВСКИЙ
», Москва
ОПТИМАЛЬНАЯ СХЕМА МНОГОРАКУРСНОЙ СЪЁМКИ 3D-ОБЪЕКТА ДЛЯ МУЛЬТИПЛЕКСНОЙ ГОЛОГРАММЫ
Обосновывается определяющее значение многоракурсной съёмки 3D-объекта на изобразительные качества синтезируемого на мультиплексной голограмме стереоизображения. Представлены основные требования к стереосъёмочной установке. Проанализированы все возможные способы многоракурсной съёмки исходного 3D-объекта, даны общие рекомендации по проведению стереосъёмки.
Новые технические возможности, возникшие в связи со стремительным развитием цифровой и вычислительной техники, появлением новых технологий, вновь вызвали практический интерес к системам трёхмерного отображения информации. В этом смысле не стала исключением и голография. Использование методов голографии является определяющим фактором, позволяющим воспроизвести на одном плоском носителе – мультиплексной голограмме, полноценный стереоэффект.
Многоракурсная съёмка является важнейшим и основополагающим этапом в процессе изготовления мультиплексной голограммы. На этапе съёмки закладываются основные характеристики будущей голограммы: угол обзора, число ракурсов, значение горизонтального параллакса, расположение плоскости конвергенции, глубина и общая композиция сцены объекта. Для записи качественной мультиплексной голограммы, получения значительного угла обзора, обеспечения плавности смены ракурсов требуется, как минимум 45-50 разноракурсных изображений.
Многоракурсная съёмка производится на специально выполненной стереосъёмочной установке. Её основная задача – проведение фотографической съёмки совокупности сопряжённых точек 3D-объекта под различными углами видения – ракурсами. Это приводит к образованию горизонтального параллакса для двух любых сопряженных изображений, образующих стереопару. Установка обязана иметь жёсткую конструкцию и быть снабжена механизмами пространственной юстировки.
Возможны различные варианты многоракурсной съёмки. Съёмка может осуществляться в один приём с использованием линзового растра или мультиплета объективов, расположенных в горизонтальный ряд. Но более предпочтительной считается последовательная съёмка однообъективной камерой из различных точек пространства посредством её перемещения вдоль линии съёмки или линии стереоскопического горизонта. Существуют два способа такой съёмки.
На первый взгляд наиболее привлекательным и понятным выглядит способ стереосъёмки на конвергированных осях. При таком виде съёмки главные оптические оси расположены под углом друг к другу и пересекаются в точке конвергенции. Такой способ съёмки возможен как, при прямолинейной траектории движения съёмочной камеры, с синхронным её вращением в процессе съёмки, так и при дуговой траектории. Однако этому способу съёмки свойственны геометрические искажения выражающиеся в разномасштабности идентичных участков изображений при различных углах съёмки. Это приводит к возникновению вертикального параллакса, разрушающего процесса стереообразования.
Чаще используют вариант с прямолинейной траекторией движения съёмочной камеры. Однако подобный способ проведения стереосъёмки требует, кроме перемещения и вращения съёмочной камеры, осуществление ещё и непрерывной синхронной перефокусировки объектива в связи с постоянным изменением расстояния между камерой и объектом в ходе съёмочного процесса. Подобная операция в процессе съёмки трудноконтролируема, а результаты её оставляют желать лучшего.
Избежать вышеуказанных недостатков возможно при использовании другого способа стереосъёмки – съёмки на параллельных осях. При этом способе съёмки главные оптические оси объективов остаются параллельными друг другу и перпендикулярными плоскости формирования изображения. Установка точки конвергенции осуществляется децентрированием оптики – смещением в процессе съёмки объектива параллельно плоскости кадра в направлении, уменьшающем базис стереосъёмки.
Необходимо заметить, что одни и те же виды изображения 3D-объекта, полученные с боковых ракурсов, но при различных способах съёмки, отличаются друг от друга уже на углах съёмки более 5 градусов. С другой стороны, оптическая схема установки при съёмке на параллельных осях наиболее близка схеме зрительного аппарата человека, а значит, разноракурсные изображения, получаемые при этом способе съёмки, аналогичны диспаратным изображениям, проецируемым на сетчатки глаз. В целом способ съёмки на параллельных осях является наиболее универсальным, удобным и приемлемым для создания качественных мультиплексных голограмм практически любых объектов.
