Введение

Разница в видимом положении объекта, наблюдаемого по двум разным линиям взгляда, или кажущееся смещение объекта при наблюдении с разных позиций.

Параллакс – это смещение или разница в видимом положении объекта, наблюдаемого по двум разным линиям взгляда, и измеряется углом или полууглом наклона между этими двумя линиями. Из-за перспективы, близкие объекты демонстрируют больший параллакс, чем далёкие, поэтому параллакс можно использовать для определения расстояний. Для измерения больших расстояний, таких как расстояние до планеты или звезды от Земли, астрономы используют принцип параллакса. В этом случае под термином параллакс понимается полуугол наклона между двумя линиями взгляда к звезде, наблюдаемый, когда Земля находится на противоположных сторонах Солнца по своей орбите. Эти расстояния формируют самую нижнюю ступень так называемой "космической лестницы расстояний" – первой в последовательности методов, используемых астрономами для определения расстояний до небесных объектов, и служат основой для других измерений расстояний в астрономии, формирующих более высокие ступени этой лестницы. Параллакс также влияет на работу оптических приборов, таких как прицелы винтовок, бинокли, микроскопы и зеркальные фотоаппараты с двумя объективами, которые рассматривают объекты под немного разными углами. Многие животные, включая человека, обладают двумя глазами с перекрывающимися полями зрения, которые используют параллакс для получения ощущения глубины; этот процесс известен как стереопсис. В компьютерном зрении этот эффект применяется в компьютерном стереовидении, а также существует прибор – параллаксный дальномер, использующий его для определения дальности до цели, а в некоторых модификациях – и высоты. Простой пример параллакса можно увидеть на приборных панелях автомобилей, оснащённых механическим спидометром со стрелочным указателем. При взгляде непосредственно спереди скорость может показывать ровно 60, но при взгляде с пассажирского сиденья стрелка может показывать немного другую скорость из-за угла обзора в сочетании со смещением стрелки от плоскости шкалы.

Визуальное восприятие

Глаза человека и других животных расположены в разных местах на голове, что позволяет им одновременно видеть разные изображения. Это лежит в основе стереопсиса – процесса, при котором мозг использует параллакс, возникающий из-за разницы в изображениях, получаемых каждым глазом, для восприятия глубины и оценки расстояния до объектов. Животные также используют параллакс движения, при котором они (или только голова) перемещаются, чтобы получить различные перспективы. Например, голуби (у которых зрительные поля не перекрываются и поэтому они не могут использовать стереопсис) покачивают головой вверх и вниз, чтобы оценить глубину. Параллакс движения также используется в стереоскопии с покачиванием (wiggle stereoscopy) – компьютерной графике, которая создает ощущение глубины за счет анимации с изменяющейся точкой обзора, а не за счет бинокулярного зрения.

Измерение расстояния

Параллакс возникает из-за изменения точки зрения, обусловленного движением наблюдателя, наблюдаемого объекта или обоих. Существенным является относительное движение. Наблюдая за параллаксом, измеряя углы и используя геометрию, можно определить расстояние. Измерение расстояния по параллаксу является частным случаем принципа триангуляции, который утверждает, что можно определить все стороны и углы в сети треугольников, если, помимо всех углов в сети, измерена длина хотя бы одной стороны. Таким образом, точное измерение длины одной базовой линии позволяет задать масштаб всей триангуляционной сети. В случае параллакса треугольник чрезвычайно длинный и узкий, и, измеряя как его кратчайшую сторону (движение наблюдателя), так и малый верхний угол (всегда меньше 1 угловой секунды, при этом два других угла близки к 90 градусам), можно определить длину длинных сторон (которые на практике считаются равными). В астрономии, при условии малого угла, расстояние до звезды (измеряемое в парсеках) является величиной, обратной параллаксу (измеряемому в угловых секундах): например, расстояние до Проксимы Центавра составляет 1/0.7687 =. На Земле для определения расстояния до цели можно использовать дальномер совмещения или параллаксный дальномер. В геодезии задача резекции изучает угловые измерения от известной базовой линии для определения координат неизвестной точки.

Метрология

Измерения, выполняемые путем определения положения маркера относительно измеряемого объекта, подвержены погрешности параллакса, если маркер находится на некотором расстоянии от объекта и не наблюдается с правильной точки зрения. Например, при измерении расстояния между двумя метками на линии с помощью линейки, метки которой расположены на верхней поверхности, толщина линейки разделяет эти метки и сами метки на линии. Если наблюдать не строго перпендикулярно линейке, кажущееся положение метки сместится, и показания будут менее точными, чем позволяет сама линейка. Аналогичная ошибка возникает при считывании показаний указателя по шкале прибора, например, аналогового мультиметра. Чтобы помочь пользователю избежать этой проблемы, шкала иногда печатается над узкой полоской зеркала, а глаз пользователя располагается так, чтобы указатель перекрывал свое отражение, гарантируя, что линия взгляда пользователя перпендикулярна зеркалу и, следовательно, шкале. Тот же эффект влияет на показания скорости на спидометре автомобиля водителем, сидящим перед ним, и пассажиром сбоку, на значения, считываемые с сетки, не находящейся в непосредственном контакте с дисплеем осциллографа, и так далее.

Фотограмметрия

При просмотре через стереоскоп, пара аэрофотоснимков демонстрирует выраженный стереоскопический эффект для ландшафта и зданий. Высокие здания кажутся наклоняющимися в сторону от центра фотографии. Измерения этой параллаксности используются для определения высоты зданий, при условии известных высоты съемки и длины базовой линии. Это ключевой элемент процесса фотограмметрии.

Фотография

Ошибка параллакса проявляется при съемке на многих типах камер, таких как камеры с двумя объективами и камеры с видоискателями (например, дальномерные камеры). В таких камерах глаз видит объект через оптику, отличную от той, через которую делается снимок (видоискатель или второй объектив). Поскольку видоискатель часто расположен над объективом камеры, фотографии с ошибкой параллакса часто получаются немного ниже желаемого, классическим примером является изображение человека с обрезанной головой. Эта проблема устранена в однообъективных зеркальных камерах, в которых видоискатель видит через тот же объектив, через который делается снимок (с помощью подвижного зеркала), что позволяет избежать ошибки параллакса. Параллакс также возникает при склейке изображений, например, при создании панорам.

Прицел оружия

Параллакс влияет на прицельные устройства дальнобойного оружия различными способами. На прицелах, установленных на стрелковом оружии, луках и т.п., перпендикулярное расстояние между прицелом и осью ствола оружия (например, осью канала ствола) – обычно называемое "высотой прицела" – может приводить к значительным ошибкам при стрельбе на коротких дистанциях, особенно при стрельбе по мелким целям. Эта ошибка параллакса компенсируется (при необходимости) вычислениями, учитывающими и другие факторы, такие как падение пули, снос ветром и предполагаемое расстояние до цели. Высоту прицела можно использовать с выгодой при пристрелке винтовок для использования в полевых условиях. Типичная охотничья винтовка (.222 с телескопическим прицелом), пристрелянная на 75 метров, останется эффективной и без дополнительной настройки.

Оптические прицелы

В некоторых ретикулированных оптических приборах, таких как телескопы, микроскопы или в телескопических прицелах ("скопах"), используемых на стрелковом оружии и теодолитах, параллакс может создавать проблемы, когда ретикул не совпадает с фокальной плоскостью целевого изображения. Это происходит потому, что когда ретикул и цель находятся не в одной фокальной плоскости, оптически соответствующие расстояния, проецируемые через окуляр, также различны, и глаз пользователя будет регистрировать разницу в параллаксах между ретикулом и целью (при каждом изменении положения глаза) как относительное смещение друг относительно друга. Термин "параллаксный сдвиг" относится к кажущимся "плавающим" движениям ретикула над целевым изображением, когда пользователь перемещает голову/глаз в сторону (вверх/вниз или влево/вправо) за прицелом, то есть к ошибке, при которой ретикул не остается выровненным с оптической осью пользователя. Некоторые прицелы оснащены механизмом компенсации параллакса, который состоит из подвижного оптического элемента, позволяющего оптической системе смещать фокус целевого изображения на разных расстояниях в одну и ту же плоскость ретикула (или наоборот). Многие прицелы начального уровня могут не иметь компенсации параллакса, поскольку на практике они все еще могут показывать приемлемые результаты без устранения параллаксного сдвига. В этом случае прицел часто фиксируется на определенном расстоянии, оптимальном для предполагаемого использования. Типичные стандартные расстояния без параллакса для охотничьих прицелов составляют 100 ярдов (или 90 м), что делает их подходящими для охотничьих выстрелов, редко превышающих 300 ярдов/м. Некоторые прицелы, используемые в соревнованиях и армейские прицелы без компенсации параллакса, могут быть настроены на отсутствие параллакса на дальностях до 300 ярдов/м, что делает их более подходящими для прицеливания на больших дистанциях. Прицелы для оружия с меньшей практической дальностью, такого как пневматическое оружие, мелкокалиберные винтовки, дробовики и штуцеры, будут иметь настройки параллакса для меньших расстояний, обычно для мелкокалиберных винтовок и для дробовиков и штуцеров. Прицелы для пневматического оружия очень часто оснащаются регулируемым параллаксом, обычно в виде регулируемой объективной линзы (или "AO" для краткости), и могут быть настроены на очень близкие расстояния. Неувеличивающие рефлекторные или "рефлекс" прицелы теоретически могут быть "без параллакса". Но поскольку эти прицелы используют параллельный коллимированный свет, это верно только тогда, когда цель находится на бесконечности. На конечных расстояниях движение глаза перпендикулярно устройству вызывает параллаксное смещение в изображении ретикула, пропорциональное положению глаза в цилиндрическом столбе света, созданном коллимирующей оптикой. Прицелы для огнестрельного оружия, такие как некоторые прицелы с красной точкой, пытаются компенсировать это, не фокусируя ретикул на бесконечности, а вместо этого на определенном конечном расстоянии, представляющем собой целевую дальность, на которой ретикул будет демонстрировать минимальное движение из-за параллакса. Однако это относится к оптической системе, компенсирующей сферическую аберрацию, оптическую ошибку, вызванную сферическим зеркалом, используемым в прицеле, которая может привести к отклонению положения ретикула от оптической оси прицела при изменении положения глаза.

Артиллерийский обстрел

Из-за расположения полевых или морских артиллерийских орудий, каждое из них имеет немного отличающуюся точку зрения на цель относительно местоположения самой системы управления огнем. Следовательно, при наведении орудий на цель, система управления огнем должна компенсировать параллакс, чтобы обеспечить схождение огня всех орудий в одну точку на цели.

Искусство

Несколько скульптурных работ Марка Ренна используют эффект параллакса, выглядя абстрактными, пока на них не посмотрят под определенным углом. Одна из таких скульптур – «Ворота Дарвина» (на фотографии), расположенные в Шрусбери, Англия. По данным Historic England, с определенной точки обзора она образует купол, выполненный "в форме саксонского шлема с норманнским окном, вдохновленным элементами церкви Святой Марии, которую в детстве посещал Чарльз Дарвин".

В качестве метафоры

В философском/геометрическом смысле: кажущееся изменение направления объекта, вызванное изменением позиции наблюдателя, предоставляющим новую линию видимости. Кажущееся смещение или разница в положении объекта, наблюдаемое с двух различных точек или точек зрения. В современной литературе параллакс может также представлять собой ту же историю или похожую историю, примерно с той же временной линии, рассказанную с одной книги с одной перспективы, а в другой – с другой. Слово и понятие играют важную роль в романе Джеймса Джойса «Улисс» (1922). Орсон Скотт Кард также использовал этот термин, говоря о «Тени Эндера» в сравнении с «Игрой Эндера». Эта метафора используется словенским философом Славоем Жижеком в его книге 2006 года «Параллаксный взгляд», заимствуя концепцию «параллаксного взгляда» у японского философа и литературного критика Коджина Каратани. Философский поворот, который необходимо добавить (к параллаксу), заключается, конечно, в том, что наблюдаемое расстояние не просто "субъективно", поскольку один и тот же объект, существующий "там", рассматривается с двух разных позиций. Скорее, как выразился бы Гегель, субъект и объект изначально "опосредованы", так что "эпистемологический" сдвиг в точке зрения субъекта всегда отражает "онтологический" сдвиг в самом объекте. Или, говоря по-лакановски, взгляд субъекта уже изначально вписан в сам воспринимаемый объект, в виде его "слепой зоны", того, что "в объекте больше, чем в самом объекте", точки, из которой сам объект возвращает взгляд. "Безусловно, картина в моем глазу, но я тоже нахожусь на картине".