Зачем человеку два глаза: «Кинг-Конга» снова придется переснимать. На этот раз в 3D

Мало кто знает, что знаменитых фильмов братьев Люмьер «Прибытие поезда» было два. Один из них, впервые показанный 28 декабря 1896 года на бульваре Капуцинов в Париже, видели, пожалуй, все, и его непрерывно показывают в кинохронике до сих пор. Второй, показанный в 1903 году на Всемирной выставке в Париже, из наших современников не видел никто. А жаль. Ведь это был первый в мире стереофильм. Правда, при его просмотре не могло происходить таких эффектных событий, как, например, бегство испуганных зрителей из кинозала при приближении поезда. Дело в том, что смотреть объемный фильм братьев Люмьер можно было только по одному, плотно прижившись к окулярам киноаппарата — для каждого глаза показывали раздельную картинку.

Сепарация

Зачем нам нужны два глаза, человечество догадалось давно. По крайней мере, уже полтысячи лет назад Леонардо да Винчи довольно точно объяснил теорию бинокулярного зрения. Столетием позже художники уже рисовали стереокартинки: отдельные изображения для левого и правого глаза, которые надо было просматривать через простые устройства, напоминающие бинокль и вызывающие иллюзию объемности.

В XIX веке на смену картинкам пришла фотография, а в XX — кино. Но на пути развития этой занятной технологии встало одно почти неразрешимое препятствие — зрителем мог стать только один человек, непосредственно прильнувший к окулярам.

Задача состоит вот в чем — как заставить зрителя в кинотеатре на одном и том же экране видеть две разные картинки — одну для левого, а другую — для правого глаза. В прошедшем веке было придумано множество способов решения этой проблемы, получившей название «сепарация». По своему принципу все эти способы делятся на две основные категории — очковые и безочковые, а каждая из категорий — на подвиды по типу применяемых оптических устройств.

Подглядываем в щели

Самые сложные системы — безочковые. Раздельное наблюдение изображений стереопары здесь происходит благодаря применению растра, самому трудному для понимания принципу сепарации. Все существующие безочковые системы — это вариации на тему растрового экрана, состоящего из двух компонентов: собственно растра, регулярно расположенных однотипных щелей, или положительных линз, и обычного плоского экрана, установленного в общем фокусе этих линз (щелей).

Рассмотрим наиболее распространенный растр с цилиндрическими линзами. При проецировании киноизображения одного из кадров стереопары на растровый экран каждая линза растра вычленяет часть светового потока и формирует на экране эту часть изображения в виде световой полоски. Сплошное проекционное изображение одного кадра как бы нарезается растром на элементарные вертикальные полоски изображений. В результате того, что цилиндрическая линза является положительной оптической системой, сжимающей по горизонтали каждый элемент изображения, на экране за растром образуется своеобразная картинка из узких вертикальных изображений, разделенных темными вертикальными полосами.

Каким же образом зритель будет видеть изображение правого кадра? Свет от каждой элементарной полоски возвратится к зрителю, только пройдя через эти же линзы. Поэтому зритель может видеть световую полоску изображения на экране только из положения, когда глаз находится на оси, проходящей через центр линзы. Пересечение оптических осей всех цилиндрических линз дает в зале особую точку — «фокальную зону», из которой видимы все элементарные полоски изображения кадра. Поместив глаз в эту точку, можно увидеть полное изображение кадра. Так как линзы у нас не сферические, а цилиндрические, то правильно будет сказать, что глаз видит кадр не в точке, а в некоторой вертикальной зоне. Причем таких зон будет довольно много.

Точно так же для другого глаза на этот же экран проецируют второе изображение со смещенной точки проекции. Именно это и требуется для того, чтобы зритель увидел стереоскопическое пространственное изображение.

Растровые стереоэкраны размером 3x4 м были установлены в 1950—1960-х годах в нескольких городах СССР в стереокинотеатрах на 150−350 мест и довольно успешно работали. Дальнейшему развитию растрового стереокино помешала чрезвычайная сложность изготовления оптических растровых экранов, особенно больших размеров.

Очкарики

Как понятно из подзаголовка, все остальные виды сепарации подразумевают очки. Самый простой из них — поляризационный. Легче всего понять его принцип, вооружившись двумя поляризационными фотофильтрами или парой солнцезащитных очков с поляризационными стеклами. Если наложить два фильтра друг на друга и вращать, то при определенном угле поворота они полностью перестают пропускать свет. Для этого их оси должны быть повернуты на 900 относительно друг друга. Если же оси параллельны, они спокойно пропускают 50% светового потока. На объективы кинопроекторов надевают поляризационные светофильтры, так, чтобы оси поляризации левого и правого объектива были перпендикулярны. Условно говоря, фильтр одного объектива пропускает только свет, поляризованный в вертикальной плоскости, другого — в горизонтальной. Зрителям выдаются очки с точно такими же фильтрами. В итоге один глаз видит изображение только от одного проектора, второй — от другого. Необходимо держать голову прямо, не отклоняя ее от вертикальной оси — только тогда фильтры работают корректно. Именно такая схема была принята в СССР за основу в начале 1950-х годов, когда в стране началось активное распространение стереокино. Несмотря на то, что фильтры поглощали половину света, яркость оставалась достаточной. Проблемы были совсем с другой стороны. Фильмы прокатывали с двух пленок — одна для правого глаза, другая — для левого. И советские кинокопировальные фабрики никак не могли обеспечить приемлемой повторяемости копий — пленки для левого и правого глаза различались по цветовым оттенкам, что приводило к тому, что зритель воспринимал итоговую картинку как мутную и дрожащую, что сильно утомляло и заставляло снимать непродолжительные фильмы.