Набор программ 3DMasterKit для создания стерео-варио-изображений. Создание вариофотографии.

Введение

На протяжении всей полуторавековой истории стереофотографии, интерес к ней периодически то вспыхивал, то угасал. Целый ряд публикаций в предыдущих номерах журнала говорит о том, что эта тема переживает новый этап популярности. Очевидно, рост интереса к объемной фотографии связан с распространением компьютерной техники, которая позволила упростить, ускорить, а так же повысить качество процесса создания стереоизображений.

За годы развития этого направления в фотоискусстве человечеством было придумано множество способов воспроизведения стереоэффекта в фотографии.

Конечно, восприятие объема изображения зависит от целого ряда факторов: игры света и тени, эффекта перспективы, глубины резкости и т.д. Эти приемы использовались художниками во все времена. Однако бинокулярное зрение человека само по себе является «измерительным прибором», способным оценить глубину изображения. Наблюдая мир с двух разных точек, глаза человека передают сигналы в мозг, где и создается трехмерное представление о пространстве.

В общем-то, суть всех приемов создания стереоскопических картинок сводится к тому, чтобы показать каждому глазу человека свой отдельный кадр из так называемой стереопары, создавая имитацию наблюдения объёмной сцены двумя глазами. Одним из наиболее интересных и удобных приспособлений, выполняющих эту функцию, является линзовый растр.

 

Идея использовать растр для создания стереоэффекта предложена профессором парижского университета Габриелем Липпманом (1845-1921). Способ заключается в следующем: на специально подготовленное и отпечатанное на бумаге изображение накладывается пленка (или пластина), лицевая поверхность которой представляет собой множество параллельных цилиндрических линз (Рис. 1). Эти пластины называются линзовыми растрами, изготавливаются из прозрачных полимерных материалов, и обычно имеют толщину не более миллиметра. Линзы также имеют небольшую ширину (около полмиллиметра), поэтому они практически незаметны для наблюдателя.

 

Рис. 1 Линзовый Растр (макросъемка)

Оригинальность идеи Липпмана — в совмещении устройства разделения изображений стереопары с самой фотографией, что позволяет зрителю наблюдать стереоэффект как будто бы без дополнительных приспособлений. Достоинством также является то, что одновременно несколько зрителей могут наблюдать стереоэффект.

Линзовый растр позволяет создавать не только фотографии со стереэффектом, но и фотографии с эффектом анимации, который наблюдается при изменении угла просмотра растрового изображения.

Изображения для просмотра через растр должны быть предварительно подготовлены специальным образом. Долгое время такая подготовка (кодированние) изображения была непростой задачей, требующей специального оборудования и навыков. В наши дни эта операция может быть выполнена с помощью обычного персонального компьютера, что значительно облегчает и ускоряет процесс изготовления, а так же повышает качество растрового стереоизображения.

Этой статьей мы открываем цикл публикаций, подробно рассказывающих, как использовать набор программ 3DMasterKit для создания стерео-варио изображений.

 

Пакет программ 3DMasterKit

 

Пакет программ 3DMasterKit разработан научно-производственной компанией Триаксес совместно с Томским Университетом Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР) и польской полиграфической фирмой StampTEX.

 

В 3DMasterKit входят программы:

Название Основные функции
3DMasterKit –  программа предназначена для создания различных видов стерео и варио изображений
  • создание стереофотографий пяти видов: растровые, анаглифные, стереопары для стереоскопа, стереопары для прямого просмотра JPS интерлейс-изображения для компьютерных очков.оздание псевдо-стереофотографий из слоев изображений
  • создание изображения с варио (или морфинг) эффектами.
  • поддержка форматов файлов: PSD (с поддержкой слоёв), TIFF, JPEG, PNG, BMP и др.
  • автоматизация выравнивания исходных кадров
  • коррекция изображений: вращение, масштабирование
  • удобный и интуитивный интерфейс, поддержка многоступенчатой операции Undo/Redo
  • наложение картинок с прозрачностью поверх исходных изображений
  • создание изображений, размером до 4-х Гигабайт и более
  • возможность размещения изображения на печатном листе, заполнение листа копиями
StereoMeter – выполняет расчет оптимального базис съемки с учетом расположение объектов фотографируемой сцены и параметров камеры.
  • удобный интерфейс
  • прогнозирование стереоэффекта готового изображения.
StereoTracer – позволяет сгенерировать многоракурсную последовательность кадров из стереопары
  • поддерживает форматы файлов PSD, TIFF, JPEG, PNG, BMP и др.
  • загрузка стереопар из формата JPS.
  • набор адаптивных алгоритмов расчета
  • возможность подключения внешних модулей расчета

Изготовление Вариофотографии

Начнем практическое изучение возможностей 3DMasterKit с создания вариофотографии. Фотографии, изображение на которых меняется в зависимости от угла наблюдения, называют «варио». Вариоизобржания могут состоять из двух или нескольких кадров. В самом простом и эффектном случае используются всего два отличающихся кадра. Кодирование заключается в «нарезке» исходных изображений на тонкие полоски и перемешивании их таким образом, чтобы под каждую линзой оказалась пара полос: одна от первого, другая от второго изображений.

Эффект варио достигается за счет того, что при изменении угла наблюдения линзы растры выделяют из кодированного изображение либо один, либо другой исходный кадр (Рис. 2).

 

Рис. 2 Принцип работы варио изображения (красным цветом обозначен первый кадр, бирюзовым — второй)

Однако, в этом, казалось бы, несложном процессе есть целый ряд нюансов, связанных с согласованием размеров изображений и учетом параметров растра. 3DMasterKit выполняет кодирование, принимая во внимание все требования, и находя оптимальный вариант генерации. Для работы нам потребуются два исходных изображения — показаны на Рис. 3.

Рис. 3 Исходные изображения

Начинаем работу с запуска программы 3DMasterKit и загрузки исходных изображений, выполнив команду Проект|Добавить исходные изображения (комбинация клавиш Ctrl+A).

В диалоге Открыть исходные изображения указываем на файлы фотографиями и переносим их в правый спиcок (Рис. 4) путем нажатия на кнопку со стрелкой вправо.

 

Рис. 4 Диалог открытия файлов

 

После нажатия кнопки Открыть, фотографии будут показаны в списке исходных изображений в верхней части окна программы — на закладке Исходные изображения панели Навигатор (Рис. 5).

 

Рис. 5 Панель Навигатор

Первый кадр в списке изображений будет помечен красной рамкой, второй — бирюзовой. В главном окне программы будут показаны оба кадра. Правое изображение с прозрачностью наложено поверх левого. Такой способ показа предназначен для удобства задания относительного расположения кадров на готовой вариофотографии. Вариофотография выглядит эффектнее, когда положение головы человека остается прежним, а изменяется только выражение лица. Переместить изображение можно левой кнопкой мыши, просто перетащив его в нужное место (Рис. 6). Точное позиционирование можно выполнить используя клавиатуру- клавиши с изображением стрелок (влево, вправо, вверх, вниз).

Примечание: Для выбора изображения, к которому будет выполняться любое преобразование щелкните на нем мышкой в списке изображений.

 

Рис. 6 Сдвиг изображения

Видимо, съемка производилась «с руки», и один из кадров оказался чуть «заваленным» набок — это хорошо видно по краю поверхности, на которой сидит ребенок. 3DMasterKit позволяет исправить положение. Выполним команду Редактировать|Поворот и с помощью мыши укажем необходимый угол поворота (Рис. 7).

 

Рис. 7 Поворот кадра

3DMasterKit также имеет функцию масштабирования изображений (команда Редактировать|Масштабировать), что позволяет при необходимости согласовать размер объектов

В рабочей области окна программы 3DMasterKit все время присутствует элемент управления —Кадрирующая рамка (выглядит как прямоугольник с активными зонами в углах). Кадрирующая рамка автоматически отслеживает зону перекрытия изображений, позволяя нам выделить область исходных кадров, которая будет присутствовать в готовой фотографии. Другими словами, она показывает участок, который попадёт в готовое изображение. Рамка имеет возможность автоматически соблюдать требуемые пропорции. Например, мы собираемся изготовить фотографию формата 10х15 см. Откроем диалог настройки параметров (командаРедактировать|Кадрирующая рамка), укажем необходимую нам пропорцию изображений, а также установим метку в окнесохранять пропорцию (Рис. 8).

 

Рис. 8 Установка параметров кадрирующей рамки

В результате рамка примет вид, показанный на Рис. 9, а. Активные зоны по краям кадрирующей рамки позволяют изменять ее размеры с сохранением пропорций. С помощью рамки кадрируем изображение так, чтобы удалить лишний фон.

 

а) б)
Рис. 9 Кадрирование исходных фотографий

Теперь можно переходить к кодированию изображений.

Откроем закладку Линзовый растр (на панели Навигаторв верхней части окна программы). В этом диалоговом окне представлены элементы управления, которые позволяют задать размеры и разрешение кодированного изображения, способ кодирования (горизонтально или вертикально), шаг растра (шаг кодирования) и способ генерации. Для создания вариоизображения выберем горизонтальный способ кодирования (Рис. 10). В этом же диалоге можно создать специальный тест для точного подбора шага кодирования для конкретного растра — кнопка Генерировать тест(подробное описание этой процедуры в справочной системе программы).

 

Рис. 10 Настройки кодирования растрового изображения

Когда все необходимые настройки выполнены — нажимаем на кнопку Применить, и через несколько секунд на экране появляется кодированная варио фотография (Рис. 11).

 

Рис. 11 Кодированная вариофотография

 

Увеличенный фрагмент кодированного изображения показан на Рис. 12.

 

Рис. 12 Увеличенный фрагмент кодированного изображения

Теперь остается вывести это изображение на печать и наклеить растр. Выполним команду Проект|Просмотр печати — 3DMasterKit покажет изображение в той позиции, в которой оно будет размещено на листе бумаги (Рис. 13). С помощью полей ввода или путем перетаскивания мышкой можно задать требуемое положение фотографии на листе. Есть возможность также повернуть изображение на 90 градусов, а также возможность заполнить лист копиями изображения. Кнопка Настройка печати позволяет задать размеры листа и параметры принтера. Кнопка Печатьо тправляет изображение на принтер. Распечатаем изображение и вырежем его из листа бумаги.

 

Рис. 13 Предварительный просмотр печати

 

Наклейка растра

Растровые пластины наклеиваются на бумагу путем так называемого холодного ламинирования. На растровые пластины заранее наносится клеевой слой закрытый прозрачной пленкой. При склейке защитная пленка убирается и растр наклеивается на бумагу. Для склейки удобно использовать ламинаторы с функцией холодного ламинирования. Все очень просто, но перед наклейкой требуется обязательно ориентировать растр таким образом, чтобы линзы растра были параллельны полоскам на кодированном изображении. Хороший вариоэффект достигается в случае совпадения шага кодированного изображения с шагом растра и параллельности кодовых полос линзам растра.

Итак, выполним следующие шаги для наклейки растра на изображение:

1. Отгибаем примерно один сантиметр защитной пленки (Рис. 14).

 

Рис. 14. Загибаем 1 см защитной пленки

2. Накладываем растр гладкой стороной к изображению, при этом надо следить, чтобы открытый клеевой слой не коснулся бумаги.
3. Прижимаем закрытую пленкой часть растра к изображению и наблюдаем муаровую картинку, образующуюся в результате интерференции полос кодированного изображения с линзами растра (Рис. 15).

 

Рис. 15. Накладываем растр на изображение

Слегка поворачивая растр относительно бумаги, добиваемся устранения муара (Рис. 16). Правильно ориентировать растр, помогает специальная настроечная рамка по периметру изображения.

 

Рис. 16. Ориентируем растр, добиваемся четкой ориентации

4. Перемещая точку наблюдения вперед и назад в направлении перпендикулярном направлению линз растра, проверяем точность переключения изображений.
5. После того, как положение растра будет должным образом выровнено, аккуратно прижимаем открытый клеевой слой к бумаге (Рис. 17).

 

Рис. 17. Прижимаем клеевой слой к бумаге

6. Включаем ламинатор (в режиме холодного ламинирования!). Придерживаем защитную пленку за отогнутый край (Рис. 18).

 

Рис. 18. Придерживаем пленку

Пропускаем растр через ламинатор, убирая защитную пленку по мере передвижения растра (Рис. 19).

 

Рис. 19. Ламинирование

Теперь остается только обрезать растр по краям изображения. Эта операция требуется только если размеры растра превышают размер фотографии.
Готовая вариофотография (Рис.20)