Поляризационная стереофотография

После изобретения анаглифных очков, в 1891 году, Андертон (I. Anderton) предложил использовать поляризационные очки для просмотра стереопар. Схема была следующая: левое и правое изображение проецируются на недеполяризующий экран сквозь два поляризатора, ориентированных относительно друг друга во взаимно-перпендикулярном направлении. Зрителям выдаются стереоочки с поляризаторами, ориентироваными точно так же, как поляризаторы, сквозь которые идет проекция изображений. Таким образом в левый глаз попадает только левое изображение, в правый - правое. Для осуществления такого просмотра Андертон использовал призмы Николя, довольно дорогие и громоздкие. Широкое распространение поляризационная стереофотография получила с 1935 года, когда Эдвин Лэнд начал массовый выпуск изобретенных им дешевых поляроидных пленок.

Эдвин Ланд, фотография Дж. Дж. Скарпетти (J. J. Scarpetti)

Эдвин Лэнд (1909-1991) с детства интересовался оптикой и долго размышлял о том, как изготовить поляризующие фильтры. Свои опыты в этой области он начал проводить в 17 лет, бросив Гарвардский университет. Родители Лэнда оплачивали его исследования и наняли помощника Эрнеста Калабро (Ernest Calabro). Исследования, которые Эдвин Лэнд предполагал закончить за несколько месяцав, продлились 3 года. Поляризующие кристаллы были открыты английским физиком Уильямом Бёрдом Герапатом в 1852 году. Герапат много лет безуспешно пытался вырастить крупные кристаллы сернокислого иод-хинина для изготовления поляризаторов. Лэнд отказался от попыток выращивать кристаллы и сориентировал множество мелких кристаллов герапатита при помощи мощного электромагнита. Вскоре он придумал способ ориентировать кристаллы в пластиковой пластинке. В 1929 году, в возрасте 20 лет, Лэнд получил свой первый патент.

Лэнд вернулся в Гарвард. Его работа была оценена по достоинству руководителем кафедры физики Теодором Лайманом, и он предоставил студенту лабораторию и доверил вести семинар по поляризации света. В 1932 году Лэнд организовал собственную фирму по производству поляроидных пленок, его первым крупным заказчиком стала фирма "Кодак".

В 1939 году компания Крайслер Моторс (Chrysler Motors) показала на Нью-Йоркской всемирной выставке трехмерный фильм, снятый Дж. А. Нолингом (J. A. Norling). Для показа использовались поляроиды Эдвина Лэнда, которые позволяли увидеть полноцветное стереоскопическое изображение. В 1950-х годах, во времена наибольшего интереса к объемному кино, стали появляться стереокинотеатры, в которых зрителям выдавали поляризационные очки. Поляризационные стереокинотеатры вытеснили анаглифные.

Поляризационные фильтры на основе герапатита изготавливались в НИКФИ под руководством Н. А. Валюса по предложенной им технологии. В качестве экрана использовались алюминиевые пластины. В 1940 году в Москве, в зале кинохроники кинотеатра "Художественный", начинается показ стереофильма "Выходной день в Москве". Проекция велась на недеполяризующий просветный стеклянный экран с матированной поверхностью (www.stereokino.ru/history1.htm).

Впоследствии поляризационный метод показа стереоизображений был улучшен. Вместо линейных поляризаторов стали использовать круговые. Круговые поляризаторы практически полностью устраняют ухудшение разделения левого и правого изображений при наклоне головы.

При упоминании поляризционных стереоизображений обычно представляют проектор, поляризационные фильтры и недеполяризующий экран. Например, хорошее проекционное оборудование для показа стереоскопических фильмов предлагает компания Барко. Проекторы хороши для просмотра фильмов в кинозале, но для домашнего использования они довольно неудобны и громоздки. Было много попыток создать поляризационные стереоизображения без проекторов, предлагались различные конструкции электронно-лучевых трубок (а сейчас и жидкокристаллических мониторов), излучающих два поляризованных изображения. В 1995 году японская компания Sanyo демонстрировала жидкокристаллические мониторы, дающие два перекрестно поляризованных изображения. Мониторов было два, каждый стоил 100.000 долл. Подобные мониторы никто не видел в продаже.

Есть ли способ просмотра объемных изображений с помощью поляризационных очков, но без проекции на экран? Да,есть.

В 1937 году Эдвин Лэнд и Джозеф Мэллори (Joseph Mallory) занимались изготовлением вектографов для трехмерного просмотра изображений. На одном прозрачном листе с двух сторон особым образом печаталось два изображения - стереопара, которая затем рассматривалась сквозь поляризационные очки. Лист состоял из изотропной прозрачной основы, на которую с двух сторон наносились слои поливинилового спирта, волокна которого были вытянуты в определенном направлении, причем направления волокон с двух противоположных сторон взаимно перпендикулярны друг другу. Чернила на основе иодида впитывались в засвеченный и проявленный светочувствительный материал, куда они проникали в соответствии с толщиной материала. Затем чернила переводились в слои поливинилового спирта, формирующие поляризаторы, плотность которых неравномерно распределена по площади. Так с двух сторон формировались поляризованные изображения, направления поляризации которых были повернуты на 90 градусов друг к другу. Вначале это были черно-белые снимки, позднее - цветные. Стивен Бентон (Stephen Benton) в своих статьях назвал вектографы "поляризационными анаглифами". Во время Второй Мировой войны вектографы использовались в военных целях. Спад интереса к стереокино и фотографии после 50-х годов приостановил коммерческое развитие вектографических систем.

Научно-исследовательская группа в кембриджском Научном институте Роулэнда продолжала работу над вектографами и создала новый способ печати поляризационных изображений - StereoJet. Подобно вектографическому процессу, процесс StereoJet представляет собой печать иодистыми дихроичными чернилами на поливиниловом спирте, только фотографию заменила цифровая печать: струйный принтер Epson Stylus Color 3000 был модифицирован для печати дихроичными чернилами. Двухсторонний поляризованный отпечаток можно оставить прозрачным, чтобы рассматривать его на просвет или использовать для проекции на недеполяризующий экран. Его можно приклеить к отражающей основе и рассматривать в отраженном свете как обычный отпечаток. Разумеется, рассматривать нужно сквозь поляроидные очки.

Процесс печати поляризационных анаглифов StereoJet появился совсем недавно и не получил широкой известности, но он постепенно завоевывает рынок, и у его изобретателей есть надежда, что в будущем StereoJet станет очень популярным.

Вазенмиллер Е. А.