Построение изображения в стенопе
До этого единственно научной считалась только линейная перспектива – такой вид изображения пространства на плоскости при котором более удаленный предмет при отображении на плоскость имеет меньшие размеры чем такой же в реальности, но более близкий. Параллельные линии в этой системе сходяться в точке на горизонте. Теория линейной перспективы была разработана еще в эпоху Возрождения, основывалась на простых законах оптики и превосходно подтверждалась практикой. Отображение пространства на плоскость сначала простой камерой обскурой с простым отверстием (стенопом), а затем и с линзой полностью подчинено законам линейной перспективы.
Построение изображений в этих системах хорошо известно из школьного курса физики и приводиться на рис. 1 и 2. для тех кому лень смотреть в учебник.
Построение изображения в стенопе
Построение
изображения в собирательной линзе
Так как глаз
человека таже камера обскура с простейшим однолинзовым
обьективом - хрусталиком, то
значит линейная перспектива единственно правильная и на этом можно было
успокоиться и долгие века учить художников только линейной перспективе
.
Успокоились почти на половину тысячелетия, до полетов в космос и стыковок на орбите ...
Б.В.
Раушенбах исходил из того что изображение на сетчатке далеко не конечный
результат. Глаз только датчик . Настоящее изображение создается мозгом
путем преобразования данных полученных от двух глаз. Раушенбах составил
дифференциальные уравнения мозга и пришел к весьма интересному результату
.
А именно
:
Любая перспектива научна, так как имеет строгое математическое описание,
то есть математически равноценна.
Вот и все
. Можно успокоиться снова. Только одна беда есть. Получается,
что Обратна Перспектива как
комплексные числа существует только в математике и воображении и ее нельз
зафиксировать обьективно без преобразование мозгом.
Однажды шла
передача по телевизору из студии и я заметил, что голова человека сидящего
во втором ряду несколько больше, чем голова человека из первого ряда. Это
не была просто Большая голова. Камера перемещалась и каждая голова второго
ряда была несколько больше чем голова человека из первого ряда. Что это
? Галюцинация вызванная навязчивой идеей . Нет ! Длительные наблюдени
показали – такой эффект редко, но повторяется. Значит Обратная Перспектива
не только результат работы мозга и не математическая абстракция. Она есть
в реальности, возникает иногда в некоторых моделях телевизионной оптики.
Осталось
найти ее математическое описание и использовать на практике. Найти? Как
? И тут вторая “случайность” - случайно нашел плоскую коллективную линзу
для телевизора. Это такой прямоугольный кусок пластмассы с нанесенными
на него концентрическими бороздками специальной формы. Свет проходит через
него как через обычную линзу. Отличие – большой диаметр при малой массе.
Применялась при просмотре передач на старых телевизорах зрительно увеличива
изображение.
Экспериментиру
с коллективной линзой и пытаясь использовать ее при фотосьемке обнаружил
возникновение эффекта Обратной Перспективе. Значит ее можно реализовать
в простой двухлинзовой схеме. Дальше все просто – см. рисунок
N3 .
Получение
обратной перспективы
Описание построени не привожу так как оно предельно просто и любой школьник может его выполнить самостоятельно. Почему не сделали этого раньше – потому же, что законы линейной перспективы разработали только в эпоху Возрождения хотя казалось бы они понятны и ребенку. А впрочем незнаю и на всякий случай сообщаю , что данное построение было выполнено мной в 1989 году и в том же году мной получена фотографи перспектива на которой Обратна ( см. Foto 1 ). Параллельные линии книги и размеры одинаковых коробочек от фотопленки подтверждают все вышесказанное.
Из приведенной на рисунке N3 схемы следует, что для получения Обратной Перспективы необходимо выполнение следующих условий.
A1O1 <
( O1O * F1 ) / ( O1O - F1 ) и
OO1 - F1
< Fo ,
где
A1O1 - расстояние от обьекта до коллективной линзы
O1O - расстояние от коллективной линзы до обьекта
F1 - фокусное расстояние коллективной
Fo - фокусное расстояние обьекты
Дл получени Обратной
Перспективы на станартной аппаратуре вводиться дополнительное ограничение
A1O1 < F1 .
Формулы дл расчета настройки обьектива шкальных и дальномерных аппаратов могу выслать по email.
Так же просто реализуется и параллельная перспектива (аксонометрия) – такая перспектива при которой параллельные линии остаются параллельными и два одинаковых предмета изображаются одинаково независимо от удаления от наблюдателя. Построение на рис. 4 .
Получение
параллельной перспективы
Вот и все. Обратная Перспектива, а также Аксонометрия не только научна, но и реальна. И средневековые художники были правы . При изображении они не просто смотрели на обьекты, а как бы рассматривали его через огромную линзу, изучали его, представляя зрителю результат исследования. . Вот почему их картины обладают такой глубиной, близостью и откровением одновременно. В них присутствует дух творца смотрящего на свой мир и зритель при этом смотрит его глазами на какой то миг становясь сам творцом. Этот мир уникален он ограничен – ограничен Бесконечностью ! Обратная перспектива не может изобразить Бесконечность . Параллельные линии в этой системе расходяться. Удаляясь от предмета мы уже не можем охватить его целиком , только часть, затем только структуру его поверхности, затем только частичку той материи из которой эта поверхность сделана и т.д. Оставим эту тему для искусствоведов и философов ( см П.А.Флоренский У ВОДОРАЗДЕЛОВ МЫСЛИ III. ОБРАТНАЯ ПЕРСПЕКТИВА ).
Главное, что линза эта должна была быть больше чем рассматриваемые обьекты и ее фокусное расстояние должно было быть больше чем до границы отображаемого пространства. Только линзы такой большой у них не было и необходимое преобразование выполнялось мозгом ( в соответствии с теорией персективы Раушенбаха ) и очень похоже на преобразование изображений в современных цифровых камерах, где изображение создаваемое обьективом сначала оцифровывается затем преобразуетс с добавлением спецэффектов ( цифровое зуммирование, цифровая стабилизация, соляризация и т.д.) и только затем записывается на носитель или печатается.
5.1 Главна
трудность, как уже говорилось, размеры коллективной линзы и ее фокусное
расстояние. Обычная плоская линза обладает малой массой, но дает невсегда
достаточную четкость, а также радиальные блики от светящихся и блестящих
преметов . Стекляная линза таких размеров обладает большой массой и дает
большие искажения. С развитием голографии возможно попытаться использовать
вместо настоящих линз их голографические изображения.
5.2 Фокусное расстояние коллективной линзы должно быть больше расстояния до границы отображаемого пространства, но и расстояние от коллективной линзы до обьектива должно быть больше чем ее фокусное расстояние.
5.3 Попадание света между коллективной линзой и обьективом приводит к резкому снижению контрастности.
5.4 В стандартной фотоаппаратуре расстояние от обьектива до фотопленки не меньше фокусного расстояния обьектива. В результате для ОП можно использовать только незначительный отрезок. На рис. 3 он изображен закрашенной областью.
5.5 Дл достижени резкости разноудаленных предметов необходимо очень сильно диафрагмировать обьектив.
(C) Copyright Игорь Иващенко , Одесса 1989 - 2001
, ye145@mail.ru
