Стереофотоаппарат своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Купив цифровую камеру, всякий жизнерадостный индивид тут же принимается снимать все вокруг, но у большинства это увлечение быстро проходит, а камера помещается на полку и извлекается оттуда лишь накануне отпуска, командировки или семейного торжества. Однако, справедливое мнение фанатов фотографии гласит, что сюжеты есть везде, и их только надо уметь увидеть и снять. Существует методика, позволяющая в самом прямом смысле взглянуть на вещи по-новому! Предлагаем ее вашему благосклонному вниманию.

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.

Итак, хотя бы минимум теории необходим, в противном случае практика потеряет творческое начало и приобретет специфический вкус автоматизма, когда мы сами не понимаем, зачем и почему совершается какое-то действие.

Второй метод более простой и дешевый. Достаточно будет одной камеры. Устанавливаем ее на доске у левой отметки, фотографируем, переносим камеру строго параллельно к правой отметке. Снова делаем снимок. Теперь, можно соединить картинки в анаглиф. Но чтобы увидеть объемное изображение придется слегка расфокусировать свои глаза и посмотреть не на картинку, а как бы сквозь нее. Эта особенность обусловлена тем, что наши глаза могут вращаться в орбитах и привыкли смотреть в центр видимой картинки. А мы снимали стереопару, перенося камеру строго параллельно. Отсюда…

Третий метод. Полностью обмануть собственное зрение достаточно просто: нужно искусственно задать угол поворота камеры, имитируя направление взгляда каждого глаза. Полезно для такого упражнения начертить схему. Ведь, чем точнее будет повернута камера, тем лучше будет совпадать угол поворота объектива и глаза, а, значит, увидеть стереоизображение будет гораздо легче. Итак, рисуем схему:

Фотографировать объект нужно с двух точек

Если внимательно рассмотреть эту схему, можно понять, что чем дальше объект от камеры, тем меньше будет угол поворота объектива. А, соответственно, попутно можно сделать жизненный вывод, что чем дальше от нас находится объект, тем более плоским он выглядит!

Усидчивость

Засняв стереопару, открываем графический редактор (например, Photoshop) и начинаем обработку обоих снимков. На выходе нужно получить снимки одинакового формата и, желательно, соответствующие друг другу по позиции главного объекта внутри кадра. Это легко проверить, добавив изображение с одного из снимков (кстати, привыкайте работать всегда с каким-то одним — правым или левым) в новый слой к другому. Уменьшив прозрачность нового слоя до 50–40%, можно легко проверить, совпадают ли изображения. Естественно, они не будут совпадать полностью: ведь съемка производилась из разных положений, но большинство контуров должны слиться, иначе анаглиф будет расплывчатым.

После обработки снимков можно переходить к созданию анаглифов (например, в бесплатной программе Z-Anaglyph). Здесь работы будет немного, но она самая важная. Если в готовом анаглифе цветные контуры будут сильно расходиться, то объемная картинка не получится. Для подгонки левой и правой картинки в Z-Anaglyph есть специальные средства, и ими не стоит пренебрегать. Когда анаглиф приобретет более или менее приличный вид, можно надеть стереоочки и полюбоваться на стереоизображение собственного исполнения.

Первый опыт

Чтобы не отпугнуть последней тирадой начинающего стереофотографа, приведем примерный план действий для создания полноценного стереоизображения. А ввиду того, что легче всего фотографировать какой-то определенный объект, план будет ориентирован на макросъемку. Приступим?

Важно расположить объект точно в вершине треугольника

Здесь зелеными точками обозначены места соприкосновения камеры с линиями на схеме

Снимки, подготовленные к созданию анаглифа

Итак, если все было сделано по этому плану, то получится примерно следующее:

Надев очки, можно заметить, что у чебурашки вогнутые уши и сам он весь из себя фарфоровый и толстенький

Тяжело в учении…

Во-первых, как уже упоминалось, не пытайтесь снимать одной камерой стереопары движущихся объектов. Пусть даже это трава на поле или простое дерево — малейший ветерок, и ваши стереопары будут пригодны лишь для одиночного просмотра как обычные фотографии.

И, наконец, даже когда невозможно нарисовать точную схему расположения объектов и камеры во время съемки, старайтесь фотографировать как можно аккуратнее: чем меньше вы будете обрабатывать снимки, тем лучше они будут подходить друг другу. Но и полностью пренебрегать обработкой тоже не следует: все-таки съемка производится с помощью техники, а она, как известно, тоже ошибается.

Но какими бы ни получились первые стереоснимки, не стоит отчаиваться и бросать новую затею. Набирайтесь опыта, совершенствуйте свои навыки, изучайте работы профессионалов. А если со временем придет искренний интерес к стереофотографии, то, значит, не зря мы тут для вас чебурашку фотографировали!

При параллельном просмотре взгляд направлен на плоскость изображения под прямым углом, поэтому размер стереопары ограничен. Центры изображений располагаются на расстоянии около 65 мм друг от друга, что соответствует расстоянию между зрачками. Общий размер стереопары не должен превышать 13 см. Таким образом, данный способ подходит для просмотра слайдов вплоть до среднего формата (пара кадров по 6 см), но не подходит для просмотра отпечатков большего размера.

Встречаются стереоскопы на основе зеркал или призм, позволяющие просматривать пары крест-накрест. Если при параллельном просмотре объемное изображение формируется за двумя плоскими, то при перекрестном — перед ними. Так что исходные изображения нужно поменять местами. Плюс в том, что появляется возможность просматривать снимки большего формата (при использовании соответствующих стереоскопов).

Анаглифы

Анаглифное изображение могут видеть одновременно несколько человек, а размер картинки (экрана) неограничен. Фотографии и фильмы можно просматривать на мониторе компьютера и проецировать с помощью обычного цифрового проектора. Правда, приходится тщательно калибровать устройства вывода и учитывать его особенности: как правило, в RGB-системе вместо бирюзового используется синий цвет.

Дешевизна анаглифного метода обусловлена тем, что для созданий изображений не требуется дорогостоящего оборудования, а для просмотра достаточно простейших очков, которые можно приобрести рублей за 50–100 или изготовить самостоятельно, используя красители от израсходованных картриджей для струйного принтера и плотную прозрачную пленку, предназначенную для печати на принтерах. Пленку нужно окрасить в красный и синий цвета, вырезать прямоугольники и вклеить в картонную оправу.

Главный недостаток — потеря цветов исходного изображения. Анаглифы уступают стереопарам по таким характеристикам, как яркость, насыщенность, контраст. При просмотре фильмов с данной особенностью легко смириться, но для цветных фотографий недостаток критичен. Вывод: анаглифный способ оптимален, когда речь идет о монохромных фотографиях. Черно-белая трехмерная фотография — весьма изысканное блюдо для утонченного ценителя и эстета.

Съемка стереопар

Считается, что расстояние смещения должно составлять около 64 мм, что соответствует среднему расстоянию между зрачками. Такое расстояние соблюдается в большинстве специальных камер с парой объективов. Но если вы снимаете с помощью обычной камеры со штативом или используете рамки с двумя отдельными камерами, можно варьировать стереобазу в зависимости от задач съемки.

Для вычисления оптимальной стереобазы расстояние до объекта съемки (в миллиметрах) необходимо умножить на коэффициент 1,5х (коэффициент параллакса бесконечности) и разделить полученное значение на фокусное расстояние объектива. Например, если объект расположен на расстоянии около 5 м, а объектив имеет фокусное расстояние 80 мм, расстояние между объективами должно составить около 94 мм (5000 x 1,5/35). Аптекарская точность, впрочем, здесь не нужна. Крупные объекты на переднем плане иногда стоит снимать, наоборот, увеличивая стереобазу до 10–15 см, чтобы более выразительно передать объем.

Фотокамеры необходимо зафиксировать на площадке строго параллельно друг другу. Следует предусмотреть возможность изменять расстояние между объективами (стереобазу) в зависимости от целей съемки. При создании стереопар она играет не меньшую роль, чем работа с глубиной резкости в традиционной фотографии. Сложность представляет одновременная синхронизации двух камер. Для решения этой задачи можно использовать двойной тросик или ИК-пульт.

Так как при разработке упор делался на простейший вариант, то моя стереокамера не имеет синхронного спуска. Правда, сначала он был, но потом я от него отказался, и вот почему. Поскольку используются малочувствительные обратимые цветные пленки, то приходится отказываться от съемки быстро движущихся объектов. В противном случае необходимы очень малые выдержки и сильное освещение.

Медленно же движущиеся объекты с расстояния 7—8 м и более вполне четко получаются при выдержках 1/15, 1/30, 1/60 и диафрагмах 8 и 11. При этом небольшая рассогласованность несинхронного спуска практически незаметна. Пальцами одновременно на кнопки — вот и вся синхронизация! Все очень просто. Я, например, после короткого инструктажа доверяю съемку своим фотоаппаратом любому желающему.

Для соединительных пластин можно использовать любой металл или пластмассу толщиной 3—4 мм. По приведенным чертежам надо выпилить две заготовки. Ушки на одной из них предназначены для ремешка. Сначала сверлят четыре отверстия Ø 3,2 мм, затем размечают ответные отверстия на корпусах фотоаппаратов.

Для просмотра готовых слайдов я использую стереоскоп, изготовленный из двух диаскопов. Измерив, расстояние между зрачками глаз перед зеркалом, диаскопы склеил согласно этому расстоянию так, чтобы оптические оси окуляров были параллельны.

Приветствую!
Наснимавшись стерео спарками, двумя раздельными камерами без внутри кадровой синхронизации, захотелось что то абсолютно синхронное, тут то и вспомнились различные варианты зеркальных стерео насадок.
Раньше скептически относился к разным стерео насадкам и стерео объективам по двум причинам: 1) постоянный, порой малый базис 2) вертикальное ориентирование кадра, что не подходит для видео.
В этой теме http://c1own.livejournal.com/28911.html пользователь c1own применил интересное решение, ранее не встречавшееся в многообразных схемах, а ноу-хао в том что кадр получился горизонтальный, эффективно заполняющий всю матрицу, тут то и пришла идея применить это для видео.
За базу и была взята эта идея.
Теперь по порядку разные нюансы, дальше примеры семплов и конструкции.
1) Зеркала - нужны с внешним отражающим слоем. С обычными будут переотражения от стекла и мыльная двоящаяся картинка. Двоения не так сильно заметны, но они создают эффект тумана, замыливания, а на ярких контрастах образуются двойные контуры. Смотрим примеры фото.
Сначала пробовал обычные с 4мм стеклом, затем смыл защитный слой.
2) Стереобаза - у меня получилась 105-110мм. Многие скажут - Много! И ошибутся:) Я бы сказал что для многих ситуаций будет мало. Учитывая 3) малый угол объектива на ракурс, чтобы что-то влезло, надо большое расстояние до снимаемого объекта а расстояние прямо пропорционально базе.
3) Фокусное - тут баланс между углом, размеров зеркал, размера и размытия/перекрытия стыка между ракурсами. Экспериментально рабочее фокусное в пределах 24-35мм при 1,6 кропе. Учитывая что кадр делится пополам а то и 1/3 площади кадра на ракурс (стык надо обрезать, ракурсы выравнивать и сводить) фокусное умножаем смело на 2, получаем 60мм, переводим к полному формату 35мм, получаем 96мм, с таким "телевиком" база должна быть в районе 150мм а то и все 20см.
4) Диафрагма - влияет на глубину резкости и "качество" стыка ракурсов, чем больше диафрагма тем лучше для стерео, больше глубина резкости и тем резче и меньше стык зеркал/ракурсов. Примерно 1:5,6.
5) Бленда/корпус - у меня пока её нет, но она очень нужна: 1) Свет попадает на все зеркала с любой стороны под любым углом и создает разнообразные блики, засветы, "туман" и т.п. 2) краем бленды можно отсечь очень точно ракурсы и стык будет очень тонкий без наложения ракурсов. Внутренности корпуса - бленды надо выкрасить в черный матовый цвет чтоб уменьшить отражение и засветку.
6) Фото на 550Д (матрица 18Мп) - на ракурс получается 7-7,5Мп что вполне прилично и достаточно для публикации в интернете. Оценка - отлично.
7) Видео - с видео намного хуже. Для чего всё и затевалось но похоже отпадает или только побаловаться. Основная причина - малое разрешение на ракурс которое остается от полного 1920х1080:
Для 16:9 - 1080х607 (0,75Мп)
Для 4:3 - 1080х810 (0,87Мп)
У меня в семпле что-то среднее, не стандарт, 1080х700
8) Стык малых зеркал - желательно подточить кромку под 45* чтоб соединение было плотное. Но это не обязательно, я не подтачивал и стык в 2мм залепил черным пластилином, всё равно стык не в фокусе и будут перекрытия ракурсов, перекритие лучше отрезать положением больших зеркал и отсекающим регулируемым козырьком бленды.
9) Расстояние от объектива до малых зеркал - я думал что надо вплотную, оказалось что чем дальше, тем более резкий и менее широкий стык. Но всё завязано, расстояние до малых зеркал, фокусное, геометрия. Оптимально 30-40мм от линзы объектива до стыка зеркал.

Edited at 2013-01-07 22:42 (UTC)

Итак, самое интересное - картинки :D
Сама конструкция:

Фото:
1) Оригинальный снимок:

3) Перекрестная стереопара:

4) Видео кадр, как он на матрицу записывается:

5) С обычным зеркалом, видны двоения:

6) Зеркало с внешним слоем, не двоит:

Выводы: Конечно для видео, применение такой насадки сомнительное, банальная нехватка пикселей, наверно результат сравним с стерео мыльницей Фуджи W3, но по фото даст фору любой мыльнице и даже большинству спарок из мыльниц. Но если помечтать и мысленно приладить такую насадку к камере с 4К видео, есть такие от 200т.р. и зеркалки и видеокамеры, то выйдет с большим запасом честных 2-2,5К на ракурс, вполне рабочий вариант уделывающий любой 3Д моноблок за ту же цену.
Плохо что тестировал в комнатных условиях с освещением от одной люстры, для видео это очень критично учитывая дополнительные потери на зеркалах и уменьшении вдвое угла объектива, думаю на улице при достаточном освещении можно будет получить в разы лучше результат, но это позже опробую и ещё идейка на фулл матрице протестировать, на 5Д Марк 2, стык должен быть ещё меньше и менее шумно. Ну и конечно бленду сделать.
А ещё задумка сделать три вида съемных насадок 1) как здесь горизонтальная 2) вертикального ориентирования для фото 3) макро из двух зеркал с базисом 1-3см. Чтоб всё это быстро менялось на одной платформе.

Edited at 2013-01-07 22:50 (UTC)

Добрый день!
Скажите, пожалуйста, как Вы дальше обрабатываете стерекадр, чтобы его можно было посмотреть на стереотелевизоре или VR-насадке, в которую закладывается смартфон? Т.е. - какой программой (плагином) можно приготовить горизонтальную или вертикальную стереопару?

Интересно получилось :)
На дневные фотки тоже посмотреть бы.

Леш, в чем рассинхрон то? В упор не вижу. Это есть параллакс вправо/лево несовпадение щетки, а то что по вертикали, все смазы и точки совпадают, да и откуда там рассинхрон, ни построчность ни траектория затвора не должны испортить, хотя если затвор движется по горизонтали от края до края, тогда да, могут быть немного разные половинки.

Отличная штука! Кстати, гопро3 чёрная вроде как 4К уже умеет, но 15 кадров в секунду. Глянь её характеристики. И стоит 400 баксов а не 200 тыр. Хотя 400 тоже изрядно. Думаю, через год - попрёт массово эта функция.

О да, 4K то она умеет, только вот на хрен оно нужно если оптика и 700 линий не нарисует, зато можно будет детально изучить говнистость сенсора :-)

Первые хиро были ещё куда не шло, а потом гоу про, похоже забили на какчество.

Мощно так, зачётная штука, но.
. как и в любой зеркальной конструкции запаришься пыль с неё сдувать, надо изобретать какой-то герметичный корпус, те как минимум добавится ещё пара стёкл

А база, для видео великовата, для фото маловата, хотя это конечно вопрос масштаба, но всё же стерео фотографы не случайно с такими линейками ходят.\
Так что ИМХО проще взять две камеры и железно их подружить, это касается и фото и видео.
Для сапога существуют альтернативные прошивки, можно попытаться добиться синхрона через них, если не хочется разбирать фотики.

Читайте также: