Jak pořídit a prohlížet stereo-foto a video - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

8. srpna 2007, 00.00 | Tento článek navazuje na předchozí rady, jak vybrat vhodný přístroj. Stereo fotografie má největší úskalí v tom, že nejen fotograf musí být schopen ji vytvořit, ale také pozorovatel si ji musí umět prohlédnout.

Třetí rozměr – hloubka – dává fotografiím novou a podstatně lepší kvalitu, kterou dvourozměrné fotografie nikdy nemohou dosáhnout. Ačkoli lidé ten třetí rozměr v podstatě ani nevnímají, protože už od narození své okolí vnímají ve třech rozměrech, přesto neomylně poznají, co na scéně, kterou pozorují, je blíž a co dál. Stereo-fotografie má vlastnost, která to je schopná dokumentovat. Dovoluje i na fotografii rozlišovat hloubku scény takovou, jakou bychom viděli ve skutečnosti. Pravé oko vidí předměty v pozadí překryté předměty, které jsou v popředí, v určitém postavení jiném než oko levé, protože se na scénu dívá o přibližně 6,5 až 7.5 cm víc zprava, což odpovídá zhruba vzdálenosti lidských očí. Snadno si to můžete ověřit při pozorování nějaké scény, zakryjete-li si nejprve jedno oko a pak druhé. Předmět v blízkosti pozorovatele se levým okem jeví víc vpravo proti pozadí, pravým okem zase víc vlevo, ačkoliv se poloha objektu v popředí ani poloha pozadí v prostoru, a tudíž ani vůči pozorovateli nezměnila. Současně předmět v popředí zakrývá ostatní předměty v pozadí tak, že levé oko vidí to, co je za blízkým předmětem vlevo, ale nevidí, co je za ním vpravo. Pravé oko zase vidí to, co je za předmětem vpravo, a nevidí, co je za ním vlevo. Aby bylo vůbec jasné, že něco je vpředu a něco vzadu, musí mít scéna, kterou pozorujete, "hloubku", musí skutečně mít nějaké předměty vpředu a jiné vzadu. Scéna plochá, např. noviny, které čtete, samozřejmě "hloubku" nemá a vy si jasně uvědomujete,že všechna písmenka jsou v jedné rovině, pokud ovšem držíte noviny tak, abyste se na ně dívali kolmo. Proto chceme-li, aby naše fotografie byla "plastická", musíme vyfotografovat blízkou scénu ze dvou míst vzdálených od sebe zhruba tak, jako jsou od sebe vzdálené naše oči. Při stereo-fotografování se tato vzdálenost nazývá "stereo-základna". Pro kvalitní stereo-vjem je zapotřebí délku této stereo-základny měnit podle vzdálenosti, ze které scénu fotografujeme. Aby stereo-vjem byl optimální, měla by délka stereo-základny teoreticky být asi jednu třicetinou vzdálenosti nejbližšího viditelného objektu scény. V praxi ale kvalitní stereo-dojem vzniká už i při délce stereo-základny menší. Potvrzuje to příklad horské chalupy (obr.1), kde byla použita stereo-základna 122 mm, přičemž nejbližší květy byly vzdálené jen asi něco přes metr, takže uvedený poměr byl jen asi deset, místo teoretických třiceti. Při fotografování vzdálenějších objektů je nutné použít stereo-základnu patřičně delší, má-li být stereo-dojem zachován. Např. horské scenerie nebo fotky měst z dálky je třeba fotit s délkou stereo-základny dosahující třeba i metrových a i větších hodnot. Naopak pro fotografie blízkých objektů – květů, hmyzu atd. musíme použít stereo-základnu co nejmenší, řádově v cm. Všechny stereo-fotky je nutné fotit tak, aby optické osy obou fotoaparátů byly vždy rovnoběžné! Nepokoušejte se tyto scény fotit s normální stereo-základnou a s osami fotoaparátů namířenými na fotografovaný blízký objekt, jako byste se na něj dívali zblízka sami. Výsledný stereo-obrázek pak je jen velmi těžko pozorovatelný, prakticky se jeho stereo-vlastnosti úplně ztrácejí. Lepší je použít fotoaparáty s velkou rozlišovací schopností, fotografovat z větší vzdálenosti a použít jen vhodný výřez z hotového stereo-snímku.

Stereo-fotografie můžeme snadno fotit s použitím jen jednoho normálního fotoaparátu. Stačí vyfotit dva snímky, z nichž ten druhý vyfotíme v poloze posunuté o délku stereo-základny. Musíme se při tom snažit o to, aby obě polohy fotoaparátu byly ve stejné výšce a aby optické osy při tom byly pokud možno rovnoběžné. Menší nepřesnosti se snadno vyrovnají buď posuvem, případně i pootočením hotových fotografií, pokud je pozorujeme stereo-kukátkem nebo stereo-brýlemi (viz dále), nebo si s tím poradí některý z počítačových programů, které použijeme na realizaci stereo-obrázku.Pro fotografování jedním fotoaparátem existují speciální držáky, které umožní přesné přemístění fotopřístroje mezi oběma expozicemi. Při stereo-fotografování jedním fotoaparátem nesmíme ale zapomenout na to, že se fotografovaná scéna nesmí během expozice prvního a druhého snímku změnit. Stačí i malá změna, aby byl výsledný stereo-snímek pokažen. Přemístění, nebo i jen pohyby lidí, mořský příboj, přelet ptáků, pohyb oblaků nebo vítr, který pohne větvemi nebo jen listím, mohou zkazit výsledný dojem jinak bezvadně plastického snímku. Proto se fotografování stereo-fotek jedním fotoaparátem hodí jen tam, kde je scéna po dobu mezi oběma expozicemi skutečně nehybná.

Stereo-momentky i stereo-videa lze fotit a natáčet třemi způsoby:
První používá stereo-fotoaparáty většinou jen na film. Takové byly dříve k dostání i u nás, např. stereomikroma nebo bellplasca a další. I v současnosti jsou k dostání stereo-fotoaparáty na film fy Loreo a na internetu najdete i výrobce kompletní stereo-kamery s neměnnou stereo-základnou, případně i se třemi kamerami v jednom kompletu (Bumblebee).

Druhý používá tzv. stereo-předsádku, která na jedno obrazové políčko zaostří levý i pravý snímek současně. Tyto snímky ovšem už mohou být orientovány jen na výšku. Zato tato metoda nepotřebuje žádnou synchronizaci a umožňuje i zcela jednoduché natáčení stereo-videa. Hodí se ale jen pro realizaci scén se stálou stereo-základnou podobnou jako mají lidské oči. Stereo-předsádky pro některé analogové i digitální zrcadlovky vyrábí zase firma Loreo.

Třetí používá dva fotoaparáty nebo dvě videokamery a snímky mají běžné rozměry. Pro kvalitní snímky ale musíme zajistit synchronní spouštění obou přístrojů a i jejich polohu s rovnoběžnými optickými osami fixovat vhodným držákem. Vhodné je, aby oba přístroje měly optiku buď fix-fokus, ta je vlastně nejlepší, protože současně odstraní i dobu potřebnou na ostření a fotoaparáty s fix-fokusem nemusí před každým snímkem ostřit, nebo program panfokus, což je vlastně přednost clony pro určitou velikost clony, nebo program přednosti clony, což rovněž umožní zajistit ostrost obrázku od poloviny tzv. hyperfokální vzdálenosti pro použitou clonu do nekonečna. Bohužel ale nezkrátí dobu potřebnou pro zaostření fotoaparátu. Délku stereo-základny můžeme nastavit v mezích délky držáku libovolně. Pokud použijeme fotoaparáty, jejichž šířka nepřesahuje asi těch 10 cm, (lepší je šířka menší, aby se bylo možné víc přiblížit vzdálenosti lidských očí) a jejichž objektiv je co nejblíže k boku fotoaparátu, můžeme otočením levého přístroje "hlavou dolů" při zachování společné vodorovné roviny procházející osami objektivů dosáhnout podstatně menší stereo-základnu, umožňující focení i natáčení zblízka. (Letos se na trhu objevil pro stereo skoro ideální fotoaparát Casio EX-V7, který sice nemá dálkové ovládání, má ale program přednosti clony pro tři velikosti clony, rozlišení 7Mpix a umožňuje dosažení délky stereo-základny 30 mm.) Samozřejmě pak musíme obrázky z levého – otočeného – přístroje obrátit "hlavou dolů" také. To ale je úplně jednoduché jak u samostatných papírových fotek, tak i u fotek, které budeme dále zpracovávat v počítači. Dokonce řada digitálních fotoaparátů má toto převrácení přímo ve své výbavě.

Pokud by některá firma začala vyrábět fotoaparáty pro "leváky", bylo by to ještě jednodušší, mohl by se totiž použít jeden foťák "pravý" a druhý "levý", a držák by se tím značně zjednodušil. Na leváky ani na použití pro stereo zatím ale bohužel nikdo nemyslí.

Další neméně důležitou věcí je, jak si stereo-obrázky prohlížet
Zase tu existuje více možností:

Stereo-obrázky "na papíře" můžeme prohlížet stereo-prohlížečkou nebo hranolovými stereo-brýlemi bez jakéhokoliv zásahu do jejich výroby. Stejně je možné prohlížet stereo-obrázky na obrazovce monitoru nebo televize. Takové dvojice obrázků jsou ze všeho nejkvalitnější, disponují všemi barvami i plným rozlišením a kontrastem. Stereo-prohlížečka je ale poměrně veliká, nepříliš dobře přenosná a vždy je uzpůsobena pro jednotnou velikost obrázků, resp. fotek, danou průměrnou vzdáleností lidských očí. Hranolové stereo-brýle jsou také uzpůsobeny pro určitou vzdálenost obou obrázků. Ta je ale dvakrát větší než stereo-prohlížečka, středy obrázků mohou být vzdálené až kolem15 cm, a tak mohou být velké i stereo-obrázky. Obrázky do stereo-prohlížečky jsou zhruba poloviční. Sledování stereo-videa tímto způsobem zatím běžně možné není. Hranolové brýle lze nahradit zrcadlovým systémem, který tak umožní sledovat i větší dvojice obrázků, např. každý na jiném monitoru, a to i lidem s brýlemi. Tyto zrcadlové systémy ale zatím nikdo nevyrábí.

Druhou možností je jednoduché použití zrcátka drženého mezi očima tak, aby v něm byl vidět jeden z obrázků, který ale musí být zrcadlově obrácený. Ten se prohlíží jedním – obvykle levým – okem a na druhý se kouká rovnou bez zrcátka. Tato "křížová" metoda umožňuje také pozorovat obrázky v plných barvách, rozlišení i kontrastu, ale neumožňuje pozorovat běžné stereo-video. Pozorování obrázku je zde poněkud složitější, ale lze si na něj zvyknout.

Třetí možností je použití "přepínacích" brýlí, které jsou elektronicky sesynchronizované s obrázky na monitoru, a to tak, že se na monitoru promítají postupně snímky "levý" a "pravý" téhož obrázku, přičemž se současně zatmívá průzor brýlí pro pravé a levé oko, takže každé oko vidí jen ten svůj snímek a během promítání druhého obrázku nevidí nic, protože je brýlemi zacloněno. Obrázky se musí střídat minimálně 120x za vteřinu, aby nedocházelo k blikání způsobenému právě tím střídáním. Tato potřebná frekvence vylučuje zatím LCD-monitory, protože ty se zatím běžně vyrábějí jen s vertikální frekvencí do 80 Herz, i když už se začínají realizovat i LCD monitory s potřebnou frekvencí. Jejich výroba ale asi bude velmi drahá a zatím je v nedohlednu. Nevýhodou těchto brýlí je nutnost použití silného jasu obrázků, protože obě oči při tom dostávají jen polovinu světla, než které by viděly při trvalém pozorování.

 

 

Čtvrtá možnost je v použití metody zvané anaglyf nebo i anaglyph, při které je obrázek složen ze dvou základních barev. Většinou tak, že "levý" obrázek se pozoruje přes červený filtr a "pravý" přes zelený nebo modrý nebo nejčastěji modro-zelený filtr, také zvaný cyan, který z nich zachovává nejvěrnější barvy. Některé obrázky na internetu mají tyto barvy i převrácené, a musí se proto pozorovat i převrácenými brýlemi s červeným filtrem na pravém oku. Existují i další způsoby používající jiné barvy filtrů pro dosažení větší barevné věrnosti, např. ColorCode s levým filtrem žlutým a pravým tmavomodrým, který umožňuje lepší podání červené barvy, ale není příliš rozšířen. V současné době je nejrozšířenější systém červeno-cyan. Všechny metody anaglyf mají jednu nectnost – hůře reprodukují některé barvy, první tři především červenou. Naprosto dokonalé jsou ovšem pro přenos černobílých obrázků. Pro svou jednoduchost jsou ale i přes své minusy v celém světě nejrozšířenější. Umožňují totiž nejen pozorování na obrazovce, ale dovolují i tisk stereo-anaglyfů, a tím velké rozšíření této metody. Anaglyf se používá nejen pro běžné fotografie a časopisy, ale i ve vědě, lékařství, astronomii, technice atd., kde všude pomáhá zobrazováním hloubky obrazu (může být dokonce i životně důležitá, např. při sledování operací na obrazovce). Obrázky v anaglyfu se snadno rozeznají podle charakteristických červených a cyan kontur. Anaglyf-brýle jsou běžně k dostání a často bývají přílohou časopisů i knih se stereo-anaglyf obrázky. Dodávají se také v půjčovnách ke stereo-filmům na DVD. Počítačových programů pro anaglyf je celá řada a mnohé z nich si můžete stáhnout z internetu zdarma.

Pátá možnost spočívá v použití tzv. lenticular-fólii, což je v podstatě průhledná umělohmotná fólie složená ze zhruba poloválcových čoček přes celou výšku obrazu, které dovolují každému oku vidět jen příslušnou část levých a pravých obrazů. Oba obrazy jsou rozděleny na svislé proužky, umístěné za těmito čočkami, a to tak, že se proužky levého a pravého obrazu pravidelně střídají, vždy levý a pravý za jednou válcovou čočkou. Pro lepší stereo-zobrazení se dokonce používají fotografie ze tří kamer (třetí je uprostřed mezi krajními), a tudíž na každou válcovou čočku připadají proužky tři. Lentikulární fólie je značně drahá, proto se tato metoda běžně neužívá. Je to však jediná metoda, která nepotřebuje žádné brýle a může předvádět i velmi velké fotografie. Už před lety se prodávaly pohlednice se zdařilými stereo-fotkami a obrázky vyráběné na tomto principu. Na stejném principu se už vyrábí i stereo-obrazovky, na kterých lze vidět stereo-obraz rovněž bez brýlí. Předpokládá se, že příští televizory budou takovými obrazovkami vybaveny a umožní sledovat stereo-televizi. Zatím je jejich cena astronomická.

Šestá možnost spočívá v promítání levého i pravého obrázku přes polarizační filtry do jednoho místa na speciálním projekčním plátně a jejich pozorování polarizačními brýlemi, jako je tomu např. v kinech IMAX. K tomu účelu se již vyrábí i domácí digitální stereo-projektory, které jsou schopné oba – pravý i levý současně – polarizované obrázky i videa promítat. Polarizační brýle i filtry jsou už běžně k dostání.Tato metoda ovšem neumožňuje ani tisk, ani jednoduché pozorování stereo-snímků a stereo-videí. Za to předvádí barevné obrázky v plné kvalitě.

Chcete-li se tedy pochlubit svými stereo-fotkami nebo i stereo-videem, případně chcete-li si prohlížet DVD-filmy a hrát stereo-hry, musíte v současné době použít anaglyf, především jeho formu červeno-cyan. Lze předpokládat, že není daleko ani doba, kdy bude takové filmy přenášet i televize.

Závěr
Celkem z této zprávy vyplývá, že pokud máte zájem o pokud možno univerzální přístroj pro stereo-foto a video, potřebujete si obstarat dva – nejlépe digitální – fotoaparáty s dálkovým ovládáním a se šířkou nepřekračující 10 cm, které mají buď optiku fix-fokus, nebo aspoň jeden program panfokus či přednost clony, která umožní fotografovat scény zaostřené od poloviny hyperfokální vzdálenost do nekonečna, s objektivem umístěným co nejblíže k boku přístroje a vhodným držákem, který umožní i fotografování jedním z přístrojů hlavou dolů (aspoň dokud na trhu nebudou "levé" fotoaparáty).

Sám jsem prošel školou pokusů a omylů a první stereo-soupravu jsem zhotovil ze dvou foťáčků Mustek G Smart Mini 2. Fotka č.1 je pořízená právě jimi. Dálkové ovládání (zásahem do vnitřností přístrojů) i držák jsem si vyrobil sám, Protože tyto foťáčky nemají displej, ale jen miniaturní optický hledáček, často se mi podařilo "uříznout" někomu hlavu. Také jejich rozlišení je nízké, takže neumožňují realizaci kvalitních výřezů. I kapacita paměti je nízká. V té době ale byly vlastně nejlacinější a používaly se i s vestavěným bezdrátovým ovládáním pro focení z modelů letadel. Také to byly moje první pokusy s digitální stereo-fotografií. Moje další souprava je už kvalitnější. Sestává ze dvou fotoaparátů Yakumo Mega-Image X s rozlišením 5Mpix, mají barevný displej, i když ne příliš kvalitní, a ani jejich barevné kvality nejsou příliš veliké – každý z nich má totiž poněkud rozdílné barevné podání, mají optiku fix-fokus. Dálkové ovládání i vhodný držák jsem si musel zhotovit zase sám. Pro fotografování stereo-obrázků ale plně vyhovuje. Oba druhy fotoaparátů umožňují i nahrávání video-klipů a i použití jako Web-kamery. Yakumo dovoluje při obrácení jednoho přístroje "hlavou dolů" dosáhnout délku stereo-základny 40 mm, takže lze snímat stereo-scény na vzdálenost cca 40 cm – ovšem jen při použití vhodných předsádek (brýlová čočka 1,5D umožní ostrý obraz od 42 do 66 cm), což by při daném rozlišení mohlo být dostačující.

Celá moje zpráva je podepřena řadou stereo-fotografií, které jsem v posledních letech vyfotil a počítačem zpracoval do výsledných obrázků jak pro paralelní prohlížení, tak i jako anaglyfy červeno-cyan. Obrátil jsem se i na řadu zájemců o stereo-fotografii, kluby stereo-fotografie, na světové výrobce atd. s "dopisy" osvětlujícími problémy stereo-fotografie. Obávám se ale, že právě ti, kterých se to nejvíc týká a kteří mají moc do výroby zasahovat, moje "dopisy" vůbec nedostali do rukou. I když možná právě výše vzpomenutý Casio EX-V7 by mohl být onou první odpovědí, i když postrádá dálkové ovládání. To by se totiž dalo zhotovit pomocí dálkově ovládaných relé, ačkoliv tu je nutnost dosáhnout nejprve "namáčknutí" pro zaostření a pak teprve "domáčknutí" pro vlastní expozici.

Téměř na samém začátku mé stereo-kariéry jsem se stal členem klubu 3DJournal, kde jsou vystaveny i některé mé stereo-fotky (v galerii č.246) a v diskusním fóru i moje předmětné "dopisy". V tomto klubu mě radami obzvlášť podpořil pan Petr Mandík. Současně musím poděkovat i panu Josefu Hapatykovi z Bechyně, který nezištně podporuje zájemce o anaglyf a který i mně v samých začátcích podpořil zasláním několika stereo-anaglyf-brýlí zdarma.

Na závěr musím ještě zmínit firmy, které znám a kde jsou u nás k dostání (i poštou) stereo-potřeby. Jsou to www.nc.cz (anaglyf-brýle červeno-cyan) a www.tridakt.cz (stereo-foto a stereo-předsádky fy Loreo a všechny druhy stereo-brýlí).

Závěrem přeji všem zájemcům o stereo-fotografování hodně odvahy a úspěchů v tomto jejich snažení. Určitě nebudou zklamaní!