Опрос

Какие рубрики вам наиболее интересны?

View Results

Loading ... Loading ...

Наши партнеры

  • .

Последние комментарии

Реальная виртуальность. Стереокино.

Опубликовал Сергей 26 февраля 2012 в рубрике Технологии.

Вы приходите в кинотеатр, занимаете своё место, медленно гаснет свет, и... прямо на вас из экрана выезжает огромный грузовик! Становится жутковато, хочется сильнее вжаться в кресло, но пыль вокруг развеивается, и возникает уже другая сцена, впрочем, не менее удивительная и захватывающая!..

Примерно так могла начинаться статья полувековой давности о трехмерном кино. Но и сейчас окружающие нас повсюду технические новшества не в силах уменьшить притягательность самой «реальной» из всех ветвей кинематографа.

Если взглянуть на его историю, можно заметить, что создатели киноаппаратуры всегда стремились приблизить восприятие происходящего на экране к восприятию жизни. Поэтому немое кино превратилось когда-то в «говорящее», а черно-белое изображение уступило место цветному. Сейчас уже стали привычными стереозвук, компьютерная графика, сложные спецэффекты, давно не шокируют искушённых зрителей запахи, соответствующие сценам фильма, и кресла, движущиеся в такт его сюжету... Тем более удивительным на фоне технологий нынешнего века представляется факт, что само изображение по-прежнему остаётся плоским, несмотря на природную способность человека видеть окружающий мир и в цвете, и в объёме. «А как же стереокино?»,— недоуменно спросите вы. Однако истина лежит несколько глубже.

Природа наградила человека сложнейшей оптической системой, которая в тесном «сотрудничестве» со слухом и обонянием когда-то позволяла эффективно охотиться и получать сигналы об опасности, а теперь — относительно спокойно наслаждаться окрестными видами. На основании собственных знаний и полученной от любого глаза информации мозг способен определить перспективу пространства и особенности взаимного расположения предметов. Наличие же двух глаз, между которыми существует некоторое расстояние, даёт ему возможность сопоставлять друг с другом соответствующие изображения, результатом чего является физиологический стереоэффект (от гр. stereos — телесный, объёмный). Это придаёт увиденному нами глубину и определённую «сочность». Поэтому совершенно естественным для мира кино стало появление идеи «оживить» картинку при помощи синхронной съёмки двух кадров с разных позиций. Запечатлеть такую стереопару можно, например, двумя обычными камерами или одной камерой с двумя объективами. В последнем случае «родственные» кадры располагаются на плёнке рядом или последовательно. А для направления каждого из них на конкретный глаз зрителя были разработаны оптические сепарирующие устройства.

Ещё братья Люмьер проводили эксперименты с одновременным проецированием на экран киноплёнок, окрашенных в красный и синий (или зелёный) цвета. Зрители, надевая очки с линзами противоположных цветов, могли видеть объёмное изображение. Было оно тогда, конечно, черно-белым, как и снятый позже в США первый игровой стереоскопический фильм «Сила любви». Хорошо известная нам система стереокино, основанная на поляризации света фильтрами, появилась в тридцатые годы, а с начала пятидесятых получила широкое распространение (именно она до сих пор используется в кинотеатрах IMAX). Наконец, для воспроизведения стереопар с последовательным расположением кадров была придумана временная селекция, обеспечиваемая очками с находящимися перед глазами заслонками (обтюраторами), попеременно открываемыми через кадр.

Физиологический стереоэффект в кинотеатре.

Физиологический стереоэффект в кинотеатре:

1      — глаза зрителя;

2      — сепарирующее устройство;

3      — изображения для левого и правого глаза;

4      — зрительные оси;

5      — экран;

6      — стереоизображение;

(а — наблюдаемое за экраном, б — перед экраном)

Но все эти решения так и не привели к победному шествию объёмных фильмов по планете, потому что обязывали зрителя наблюдать происходящее на экране в специальных очках, отчего возникал дискомфорт, и уставали глаза. Избавиться от этого атрибута стереокино попытался советский изобретатель С. П. Иванов, который разработал безочковую систему. Её основой служил растровый экран, формировавший в зрительном зале зоны избирательного видения. Внутри каждой из них зритель мог видеть полноценное стереоизображение. Безо всяких очков! По проекту Иванова в 1941 г. был построен первый и единственный в мире кинотеатр такого типа. Он пользовался большой популярностью, но «высветил» и главный недостаток растрового кино того времени: при просмотре фильма люди в зале должны были сидеть неподвижно, иначе изображение терялось.

Прошло более двадцати лет, прежде чем создатель той системы смог предложить метод, позволивший зрителям занимать на своих местах любые удобные положения, не опасаясь потерять объёмность происходящего. Для достижения такого эффекта была применена многостереопарная съёмка, когда одновременно воспроизводилась большая серия изображений одного и того же объекта, снятого движущейся по рельсам камерой из нескольких последовательно расположенных мест. Экран с линзовым растром помогал довести до зрителей девять смежных зон избирательного видения. В любой отдельный момент наблюдались кадры только одной стереопары, но была возможность, поворачивая или наклоняя голову, переключаться на соседние пары и. таким образом, осматривать объект съёмки с различных позиций. Этот способ приблизил восприятие к естественному, но из-за трудностей реализации и специфических искажении изображения гак и остался лежать на «полке интересных идей».

Весь мир тем временем продолжал восторгаться «плоскими» шедеврами кино, лишь изредка надевая поляризационные очки. Отчаянную попытку изменить ситуацию предприняли на рубеже девяностых в московском научно-исследовательском кинофотоинституте (НИКОИ). Там разработали оптическую насадку на объектив видеопроектора. Она делила обычное изображение на два таких же, которые затем поляризовались и с взаимным смещением по горизонтали (параллаксом) проецировались на экран, благодаря чему у зрителей (опять не без помощи очков) возникало ощущение перспективы. Метод, получивший название квазистереоскопического, большого распространения не получил...

Ещё в 1948 г. английский физик венгерского происхождения Деннис Габор, экспериментируя с электронным микроскопом, случайно открыл явление, названное им позже голографией (от гр. holos — весь, полный и grapho — пишу). Суть его заключалась в новом способе записи и восстановления света, рассеянного снимаемым объектом. В отличие от обычного фотографического метода, когда светочувствительный материал фиксирует только интенсивность электромагнитной волны, при голографической съёмке он отображает световую волну во всём «блеске», демонстрируя не только её амплитуду. но и фазу, которые она непременно меняет, отражаясь от различных точек объекта. Его объёмное изображение можно восстановить путём освещения такой голограммы. Первые из них, появившиеся после войны, были очень плохого качества. И только с изобретением в конце пятидесятых лазера стало возможным получать голограммы, где снимаемый объект представал в своём исконном виде.

Процесс голографической записи упрощённо можно описать так: луч лазера расщепляется на два, один из которых (объектный) попадает на фотопластинку (или фотоплёнку), отражаясь от снимаемого объекта, а второй (опорный) — напрямую. На светочувствительном материале происходит интерференция этих световых пучков, и после проявления становится видна система чередующихся светлых и тёмных полос. Эта интерференционная картина, являясь весьма чёткой вследствие когерентности и монохроматичности лазерного света, содержит исчерпывающую информацию о внешнем виде и расположении объекта. Воспроизводится «зашифрованное» таким образом изображение в результате дифракции, возникающей при просвечивании голограммы лучом лазера с той же длиной волны, что использовалась при записи. И тогда появляется чудо! Прямо в воздухе возникает снятый некогда объект, только не настоящий, а виртуальный. Но обладающий настоящим, а не виртуальным, как при стереосъёмке, объёмом. Ведь сколько бы мы ни наблюдали стереопар, каждое изображение в их ряду — плоское. А голографический объект можно рассмотреть, почти как в реальной жизни, с разных сторон без специальных очков.

Первую голографическую киносъёмку осуществил в 1966 г. американский учёный М. Лехманн. Но воспроизводимые образы снятых предметов были невелики, и видеть их мог только один человек. Проблема увеличения количества зрительских мест стала тогда основной в разработке подобных систем. Долгие годы учёные планеты бились над приданием публичности голографическим фильмам. Сначала американцами были созданы светорассеивающие пластины, через которые снимался и проецировался фильм. Первоначальная эйфория была развеяна низким качеством изображения. Позже появились сверхбольшие сферические и цилиндрические линзы, достигавшие в диаметре размеров киноэкрана. Они хорошо фокусировали лазерный свет, но опять формировали только одну зону просмотра. То же самое касалось и больших сферических зеркал, предложенных советским физиком Ю.Н. Денисюком, выдающимся учёным, в мае этого года, к сожалению, ушедшим из жизни. Чуть лучшие результаты были получены в Японии, где Т. Окоси для съёмки и проекции фильма использовал комплект плоских зеркал. Аудитория увеличивалась до нескольких зрителей, однако снимаемые объекты и их виртуальные копии были слишком малы для публичного показа.

Решение возникло из недр НИКФИ. В 1974 г. его директор В. Г. Комар представил голографический экран оригинальной конструкции, составленный из дифракционных решёток разной конфигурации. Их количество соответствовало числу мест в конкретном зрительном зале, что позволяло во время кинопроекции размножать изображение, доводя его копии до каждого человека. Качество картинки было очень высоким вследствие того, что экран направлял (а не беспорядочно рассеивал, подобно обычному) свет и фокусировал его в нужных местах, образуя персональные зрительные зоны.

Благодаря такому экрану, на международном конгрессе кинематографистов УНИАТЕК, проходившем в октябре семьдесят шестого в Москве, впервые продемонстрировали голо графический фильм. Двухминутный ролик был монохромным, видела его небольшая группа зрителей, но трехмерный образ молодой женщины, бросающей драгоценности в бокал, произвёл на участников конгресса неизгладимое впечатление. Восемь лет спустя специалисты увидели уже цветное изображение, что достигалось съёмкой сцен фильма на одну плёнку посредством трех синхронно работающих лазеров, длины излучаемых волн которых соответствовали красному, зелёному и синему цветам. Смотреть картину позволяли такие же три пучка света.

С этого момента голографическая идея стала особо популярной среди работников кино. К середине восьмидесятых уже появилась созданная группой Комара, действующая экспериментальная система, а на киностудии имени Горького по этой технологии началась съёмка полноценного фильма. Работа не осталась без внимания руководства СССР, принявшего решение поддержать строительство первого голографического кинотеатра...

Запись голограммы и Восстановление записанного

Запись голограммы (слева) и Восстановление записанного на голограмме изображения (справа)

Потом грянула перестройка, и большая часть работ в науке и технике, включая описываемую здесь, осталась без финансовой поддержки. Другие страны тоже не могли довести исследования в этой области до практической реализации. Виной тому было отсутствие собственных неординарных идей. Кроме того, весь мир увлёкся цифровыми видеоэффектами, которые были проще (и дешевле! в реализации, но давали хорошую коммерческую отдачу. И не требовалось полностью переоборудовать кинотеатры, переучивать армию актёров, режиссёров, операторов, менять их мировоззрение.

Но магия «совершенного» кино влекла к себе, и многие деятели искусства из-за кордона поглядывали на российские разработки, которые продолжали появляться при полном отсутствии финансирования и вопреки рыночным законам. Международным признанием кинотехнологий, разработанных в НИКОИ, стало присуждение ему в 1991 г. «Оскара» за комплекс достижений в трехмерном кинематографе.

Последнее десятилетие прошлого века неутомимый профессор Комар (которому в сентябре исполняется 93 года и который почитается во всём мире как изобретатель голографического кино) при поддержке Южно-Корейского института науки и технологий провёл в решении ещё одной фундаментальной проблемы, ставшей очевидной ещё на съёмках первых голографических фильмов. Дело в том, что источники когерентного и монохроматичного света, которые нужны для создания качественных кадров-голограмм, можно применять только в закрытых помещениях. Съёмки на природе привели бы к необходимости использования лазеров чрезвычайно большой мощности, что вряд ли осуществимо. Были проведены многочисленные опыты, и в результате российско-корейский коллектив предложил для открытых пространств использовать многоракурсный способ, то есть съёмку нужной сцены из разных положений. Для этого разработали камеру с восемью (!) объективами, количество которых, тем не менее, быстро сократили до двух (как при обычной стереосъёмке), доверив вычисление промежуточных позиций мощной компьютерной программе. Пятидесяти таких ракурсов, впоследствии переводимых на голографическую плёнку (её разрешающая способность раз в сто больше, чем у киноплёнки), оказалось достаточно для получения качественного кадра. Этим снимается последнее ограничение на пути в новую эру кино.

Подоспели и американцы. Не так давно учёный из Техаса Гарольд Гарнер с коллегами разработал голографическую видеосистему, где роль интерференционной картины исполняет пластина, содержащая 800 тыс. управляемых микрозеркал размером 16 х 16 мкм каждое. Их углы поворота определяет компьютер, что даёт возможность при освещении пластины лазерным светом представлять в объёме снятые обычной цифровой камерой двухмерные сцены и синтезировать полноценные динамические голограммы.

Что же, серьёзных препятствий на пути голографического кино к зрителю больше нет? Однако инвесторы не торопятся вкладывать деньги в будущее кинематографа, руководствуясь скепсисом или недальновидным финансовым расчётом. Видимо, только очередной стресс может заставить киноиндустрию двинуться в новом для себя направлении. Так бывало и раньше. Когда в конце сороковых появились черно-белые телевизоры, посещаемость кинотеатров в мире сократилась на десятки миллионов человек. Именно тогда для привлечения зрителей были разработаны несколько широкоэкранных форматов (некоторые из них используются по сей день). Через десять лет после первого новый кризис поразил мир кино — началась эпоха цветного телевидения. В результате экстренно проведённых масштабных исследований зрительских вкусов кинотеатры стали многозальными, обзавелись гардеробами, кафе, автостоянками, игровыми автоматами. Относительное благополучие продолжалось до появления на стыке семидесятых — восьмидесятых видеомагнитофонов. Здесь уже пришлось менять технологии кинопроизводства и кинопоказа. Именно этому периоду мы обязаны пришествием спецэффектов и многоканального звука, популяризацией стереокино. Теперь же, во времена победного шествия DVD и возникновения «домашнего» формата Digital VMS, бурного развития кабельного, спутникового и цифрового телевидения, у мира кинобизнеса назревают очередные проблемы. И деятели кино снова начали поиски путей выхода из неприятной ситуации. Главным из них называют развитие цифровых технологий, позволяющих, при хорошем качестве демонстрации фильмов, оперативно доставлять их в кинотеатры, осуществлять «кино по требованию», показывать спортивные передачи, концерты и, конечно, рекламу.

А как же голографическое кино? О нём тоже не забывают, но прогнозы по-прежнему неутешительные. Доктор Гарнер, ссылаясь на ряд технических и экономических проблем, выразился на этот счёт очень осторожно: «Может быть, это будет в 2020 году». Другой известный в мире голографии американский специалист недавно сказал: «Пусть сначала русские реализуют, а потом посмотрим, стоит ли внедрять у нас». В НИКФИ, благодаря которому наша киноиндустрия никогда не была на мировых задворках и который в прошлом году оказался брошенным на произвол судьбы Министерством культуры, не теряют оптимизма: «Наверное, американец прав: мы должны быть первыми».

Читайте также:

ГОРНОЛЫЖНЫЕ HI-TECH.
АММОНИТ ДЛЯ ВЕШНИХ ВОД
УКРОЩЕНИЕ РЫЖЕЙ СТРОПТИВИЦЫ
Поезда на магнитном подвесе.


Написать комментарий

RSS

rss Подпишитесь на RSS для получения обновлений.