Введение
Устройство для просмотра стереоскопической пары отдельных изображений
Стереоскоп – это устройство для просмотра стереоскопической пары отдельных изображений, отображающих вид для левого и правого глаза одной и той же сцены в виде единого трехмерного изображения. Типичный стереоскоп оснащен линзами для каждого глаза, которые делают изображение, видимое через них, больше и кажущимся более удаленным, и обычно также смещают его кажущееся горизонтальное положение, так что для человека с нормальным бинокулярным восприятием глубины края двух изображений, как правило, сливаются в одно "стереоокно". В современной практике изображения подготавливаются таким образом, чтобы сцена казалась находящейся за этим виртуальным окном, сквозь которое иногда допускается выступать объектам, хотя исторически это не всегда было принято. Обычно предусмотрен разделитель или другой элемент, ограничивающий поле зрения, чтобы предотвратить отвлечение внимания каждого глаза изображением, предназначенным для другого глаза. Большинство людей, с практикой и определенными усилиями, могут просматривать стереоскопические пары изображений в 3D без использования стереоскопа, однако физиологические сигналы глубины, возникающие в результате неестественного сочетания конвергенции глаз и необходимой фокусировки, будут отличаться от тех, что испытываются при реальном просмотре сцены, что делает невозможной точную имитацию естественного зрительного восприятия и может приводить к напряжению глаз и усталости. Хотя более современные устройства, такие как 3D-проекторы формата Realist, View Master или гарнитуры виртуальной реальности, также являются стереоскопами, это слово в настоящее время чаще всего ассоциируется с устройствами, предназначенными для просмотра стереокарт стандартного формата, которые пережили несколько волн популярности с 1850-х по 1930-е годы как средство домашнего развлечения. Устройства, такие как поляризационные, анаглифические и затворные очки, используемые для просмотра двух фактически наложенных или смешанных изображений, а не двух физически раздельных изображений, не классифицируются как стереоскопы.
Стереоскоп из пшеницы
Самые ранние стереоскопы, "как с отражающими зеркалами, так и с преломляющими призмами", были изобретены сэром Чарльзом Уитстоуном и изготовлены для него оптики Р. Мюрреем в 1832 году. Герберт Мейо кратко описал открытие Уитстоуна в своей книге "Очерки физиологии человека" (1833) и утверждал, что Уиттстон собирался опубликовать об этом статью. Это был лишь один из множества проектов Уитстоуна, и он впервые представил свои результаты 21 июня 1838 года в Королевском колледже Лондона. В ходе этой презентации он использовал пару зеркал, расположенных под углом 45 градусов к глазам зрителя, каждое из которых отражало изображение, находящееся сбоку. Он продемонстрировал важность бинокулярного восприятия глубины, показав, что когда два изображения, имитирующих вид одного и того же объекта левым и правым глазом, представлены таким образом, чтобы каждый глаз видел только предназначенное для него изображение, но при этом они кажутся расположенными в одном и том же месте, мозг объединяет их и воспринимает как изображение единого, объемного трехмерного объекта. Стереоскоп Уитстоуна был представлен за год до появления первых практических фотографических процессов, поэтому изначально использовались рисунки. Зеркальный стереоскоп имеет преимущество в том, что изображения могут быть очень большими, если это необходимо.
Стереоскоп Брюстера
Вопреки распространенному мнению, Дэвид Брюстер не изобрел стереоскоп, как он сам неоднократно подчеркивал. Соперник Уитстона, Брюстер приписывал изобретение этого устройства некоему мистеру Эллиоту, "преподавателю математики" из Эдинбурга, который, по словам Брюстера, впервые задумал эту идею еще в 1823 году, а в 1839 году сконструировал "простой стереоскоп без линз или зеркал", состоящий из деревянного ящика длиной, шириной и высотой, который использовался для просмотра рисованных прозрачных пейзажей, поскольку фотография еще не получила широкого распространения. Личным вкладом Брюстера стало предложение использовать линзы для объединения различных изображений в 1849 году; и, следовательно, линзовый стереоскоп (основанный на линзах) справедливо считать его изобретением. Это позволило уменьшить размеры приборов, создав портативные устройства, известные как стереоскопы Брюстера, которые очень понравились королеве Виктории во время демонстрации на Великой выставке 1851 года. Брюстер не смог найти в Великобритании мастера-оптика, способного реализовать его конструкцию, поэтому он обратился во Францию, где стереоскоп был усовершенствован Жюлем Дубоском, который изготавливал стереоскопы и стереоскопические дагерротипы, а также знаменитый портрет королевы Виктории, представленный на Великой выставке. Карточки печатались с этими изображениями, часто с пояснительным текстом, которые рассматривали через двухлинзовый зритель, иногда также называемый стереоптиконом – распространенное, но неточное название.
Стереоскоп Холмса
В 1861 году Оливер Уэнделл Холмс создал и намеренно не запатентовал портативный, обтекаемый и значительно более экономичный по сравнению с предыдущими моделями стереоскоп. Стереоскоп, изобретенный в 1850-х годах, состоял из двух призматических линз и деревянной подставки для стереокарты. Этот тип стереоскопа оставался в производстве на протяжении столетия, и в настоящее время некоторые компании все еще производят его ограниченными тиражами.
Стереоскоп с несколькими видами
Стереоскопы с несколькими изображениями позволяют просматривать последовательность стереоскопических изображений, вращая ручку, кривошип или опуская рычаг. Первый образец был запатентован Антуаном Клодетом в 1855 году, а конструкция Александра Беккерса – в 1857 году.
Современное использование
В середине 20-го века стереоскоп View Master (запатентованный в 1939 году) с его вращающимися картонными дисками, содержащими пары изображений, сначала стал популярен для «виртуальных путешествий», а затем как игрушка. В 2010 году компания Hasbro начала выпускать стереоскоп, предназначенный для iPhone или iPod Touch, под названием My3D. В 2014 году Google опубликовал шаблон для бумажного стереоскопа под названием Google Cardboard. Мобильные приложения заменяют стереокарты; эти приложения также могут отслеживать вращение и расширять возможности стереоскопа до уровня полноценного устройства виртуальной реальности. Базовая технология при этом осталась неизменной по сравнению с более ранними стереоскопами. Многие фотохудожники и графические дизайнеры создавали и продолжают создавать оригинальные произведения искусства для просмотра через стереоскопы.