Raziskovalna naloga - 3D fotografija

3D - FOTOGRAFIJA

Slovenija v 3D podobi

OŠ Bežigrad
Črtomirova ul.12
1000 Ljubljana


RAZISKOVALNA NALOGA

3d

NALOGA S PODROČJA FIZIKE
3d

AVTOR:
Ana Vičar
Ljubljana, 2007


KAZALO



SEZNAM PRILOG:
* 3D fotografije
* 3D očala
* CD s slikami, naslovi internetne predstavitve:
http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/stereo_baza1.html
http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/raz_nal3d.html

POVZETEK

Osnova človeškega zaznavanja je vid, ki zaradi dveh očes temelji na globinskem stereo dojemanju prostora. Osnovni fizikalni princip globinskega, stereoskopskega ali 3D - tridimenzionalnega gledanja je paralaksa. Z razvojem računalniške tehnologije in digitalne fotografije, se nam je na široko odprl svet 3D fotografije. V nalogi opisujem osnove, kako iz dveh ravninskih zamaknjenih fotografij ustvarimo 3D sliko v naših možganih. Uporabila sem digitalni fotoaparat, s katerim sem naredila pare zamaknjenih slik zanimivih objektov, pokrajin, živali, ljudi. 3D učinek sem dosegla s štirimi metodami:
* zlaganje obeh slik v rdeče - modrih odtenkih, anaglif tehnika
* zrcalno obračanje desne slike in gledanje zamaknjenih slik s pomočjo zrcala
* hitro računalniško animiranje obeh slik
* metodi sestavljanja dveh ločenih slik s prostimi očmi, paralelno
gledanje in metoda škiljenja

V nalogi je opisanih tudi nekaj drugih metod 3D zaznavanja ravninskih zamaknjenih slik. Rezultate sem podala v raziskovalni nalogi, predvsem pa na zgoščenki in internetni strani. Motivi so povzeti z vseh koncev Slovenije.

UVOD

ZAKAJ SEM SE ODLOČILA ZA RAZISKOVALNO NALOGO O 3D FOTOGRAFIJI?

Kot otrok sem z veseljem prebirala bratove revije o dinozavrih, v katerih so bile tudi zelo zanimive 3D fotografije za gledanje s 3D očali. Na internetu se kakšen pojav, objekt, večkrat prikaže v 3D tehniki, obiskala pa sem tudi nekaj 3D filmskih predstav. Ko smo v družini končno kupili digitalni fotoaparat, smo prvo 3D fotografijo posneli v turškem antičnem mestu Efez. Na sliki je teater (s 3D očali glej sliko spodaj). Ker so me testni rezultati 3D fotografij pozitivno presenetili, in ko sem spoznala, da jih lahko izdelam tudi sama, sem se odločila za to raziskovalno nalogo. Odločitev je bila toliko lažja, ker smo na internetu našli nekaj brezplačnih programov za zlaganje 3D posnetkov. V nalogi sem razrešila tudi dilemo, ali je mogoča solidna prostorska fotografija zgolj z enim fotoaparatom. Kako je potekala izdelava raziskovalne naloge, boste izvedeli v nadaljevanju.

TEORETIČNI DEL

FOTOGRAFIJA JE KLASIČEN DVODIMENZIONALNI OBJEKT, NAJPOGOSTEJE NA PAPIRJU. KAKO PA JE S FOTOGRAFIJO MOŽNO PONAZORITI TRIDIMENZIONALNOST?

Za našo orientacijo v prostoru je potrebno znati oceniti razdaljo do posameznega predmeta v okolici. Ko predmet zagledamo, možgani-naš superračunalnik, z lahkoto izračunajo oz. določijo razdaljo od oči do predmeta. Ravno zato lahko v prvem poskusu z roko primemo nitko, naredimo ravno prav visok korak, znamo vreči kamen v tarčo. Če hočemo oceniti razdaljo do nekega predmeta, ga moramo torej opazovati z očmi. In kako vemo, kako daleč je predmet? Ker sta naši očesi razmaknjeni, vidimo z vsakim nekoliko drugačno sliko, pod drugačnim kotom. Ta pojav poznamo tudi pod imenom paralaksa. Če pogled izostrimo na določenem predmetu, zenici tvorita določen kot. Iz razdalje med zenicama in kota, pod katerim oko vidi ta predmet, lahko z malce trigonometrije izračunamo, kako daleč je opazovani predmet. In prav to trigonometrično operacijo izvedejo naši možgani.

3d

Navidezni premik prsta glede na oddaljeno ozadje, če ga posebej pogledamo z levim in desnim očesom, imenujemo paralaksa, kot b pa je paralaktični kot prsta.



Fotografija je dvodimenzionalen objekt. Predmeti na njej so vsi na isti ploskvi in naše zaznavanje razdalje med objekti je posledica izkušenj, zato je tridimenzionalnost le navidezna. Je mogoče na fotografiji ponazoriti pravo tridimenzionalnost(3D)?

RAZLIČNA POGLEDA

Odločilni pomen pri ocenjevanju razdalj v prostoru ima dejstvo, da z vsakim očesom vidimo drugačno sliko. Če želimo imeti fotografski posnetek, ki bo ponazarjal tridimenzionalnost, moramo torej imeti dva posnetka: enega za levo in enega za desno oko. Primer opazovanja treh predmetov v prostoru, pri katerem je pogled izostren na srednji (prerezani stožec), lahko vidite na skici.

3d

Če smo v naravi sposobni določiti razdaljo med nami in v vrsto postavljenimi predmeti, tega pri tridimenzionalnem posnetku ne bo moč narediti. Posnetek je namreč narejen samo za določeno globinsko razdaljo. Zato se s pogledom ne moremo sprehajati po globini slike. Prave tridimenzionalosti zato ni mogoče narediti. Poznamo več vrst 3D fotografij. Na voljo pa je kar nekaj zvijač, kako narediti kolikor toliko verno ponazoritev tridimenzionlnosti. Za vsako od zvijač je treba posebej pripraviti fotografije, ponekod dve, ponekod pa na poseben način pripravljeno eno samo. V nadaljnjem besedilu je opisanih nekaj postopkov, nekateri so zahtevni, tudi sama vseh nisem uspela realizirati (navzkrižno gledanje slik in vzorcev mi dela težave), a prav je, da jih omenimo. Sama sem se ukvarjala predvsem z anaglifnim postopkom (izdelava 3D slik za 3D očala), metodo animacije zamaknjenih slik in metodo gledanja ene slike v zrcalu, druge pa s prostim očesom.

1. NAVZKRIŽNO GLEDANJE

Navzkrižno gledanje je za mnoge najenostavnejša tehnika, a vsem ta tehnika ne uspe.

3d

Za vajo sta nad sliko narisana dva kvadratka. Pogledate ju navzkrižno  tako, da boste videli 3 kvadratke. Nikar preveč ne škilite in ne napenjajte oči, zadostuje čisto rahel navzkrižni pogled. Skoncentrirajte se na srednjega in ko bo razločno viden, boste videli sliko tridimenzionalno. Če vidite 4 kvadratke, združite srednja dva v enega in korigirajte pogled tako, da bo srednji kvadratek izostren.  Poglejte na spodnjo sliko (v pomoč sta vam kvadratka) in če vidite izbočeno piramido, ki se razteza proti vam, ste pravilno izostrili pogled. Z malo vaje bo gledanje 3D slik pravi užitek. Glejte naravnost in ne preblizu.

3d

2. GLEDANJE STEREO SLIK

Za gledanje stereo slik je postopek isti. Sliko navzkrižno poglejte  tako, da vidite 3 slike. Osredotočite se na srednjo in uživajte.

3d

3d

3.ZRCALNI POGLED

3d

Obstaja še ena zanimiva 3D metoda zlaganja slik. Recimo desno sliko horizontalno zrcalimo in jo rahlo odmaknemo od leve. V eni roki držimo dovolj majhno (dimenzija okrog 5x10 cm) zrcalo. Zrcalo namestimo med očesi, tik ob levem ali desnem delu nosa. Eno sliko opazujemo neposredno, drugo pa v zrcalu. Sedaj zrcalno sliko(zgornji primer), če je desna zrcaljena, z zrcalom premaknemo tako (zrcalo rahlo obračamo), da se ujame z drugo nezrcalno sliko (v našem primeru z levo sliko), ki jo opazujemo neposredno z drugim očesom (v našem primeru z levim očesom). Ko se sliki ujemata, zaznamo fantastičen prostorski (3D) učinek.

4. ANAGLIPTIČNI POSTOPEK

V tem odstavku bomo opisali eno od metod prikaza navidezne tridimenzionalnosti, imenovano anagliptični posnetek (anaglyph), ki ga lahko naredimo tudi sami.

3d

3d

3d

Uporaba anagliptičnega postopka je najbolj razširjena različica izdelave prostorskih fotografskih posnetkov oz. 3D fotografij. Uporablja se za izdelavo 3D - posnetkov in 3D filmov.

3d

Z dvema fotoaparatoma na medočesni razdalji posnemamo človeški globinski vid. Bistvo postopka je izdelava dveh različnih slik, ki naj bi pomenili dva različna pogleda na sliko oziroma simulirala pogled z dvema očesoma. En pogled je obarvan z rdečim odtenkom in pomeni pogled z levim očesom, posnetek za desno oko je narejen z modro ali modrozeleno barvo. Tako obdelana posnetka se nato združita v eno samo sliko, kjer sta malenkostno zamaknjena in ju lahko opazujemo na zaslonu ali barvno natisnemo na papir. Medsebojna lega obeh posnetkov bo določila »središče globinske ostrine«; to je tisto področje v prostoru, pred in za katerim so objekti, ki jih želimo videti, kot da bi bili v prostoru. Ko tako pripravljen posnetek natisnemo, tega področja ni več možno spremeniti. Še več, pri »slabo« izbranem motivu so lahko deli posnetka, ki so zunaj »središča« globinske ostrine, moteči, kajti rdeča in modra slika sta lahko med seboj preveč zamaknjeni. Del posnetka, ki je namenjen »izostritvi« pogleda, je lahko natisnjen v črno-beli ali barvni tehniki.

3d

3d

Slika zgoraj prikazuje razmik med fotoaparatoma glede na oddaljenost predmeta. Premik fotoaparata med fotografiranjem je načeloma enak medočesni razdalji, vendar je ta premik lahko tudi drugačen in je odvisen od oddaljenosti predmetov. Če recimo od blizu slikamo rože za 3D predstavitev, bo ta premik manjši, vendar v enakem razmerju glede na razdaljo, kot je to pri normalnem gledanju velikih teles (v grobem velja, da je razdalja med očesoma/oddaljenost_3m = premik/oddaljenost_predmeta). Premik je tudi odvisen od 3D učinka, ki ga želimo doseči – želimo si recimo, da nam nek predmet (kip) navidezno izstopa iz 3D projekcije. Obstaja dokaj dobra ocena zamika fotoaparata, baze D. Zamik fotoaparata D je enak 30-tini ali 40-tini razdalje do najbližjega objekta, velja za objektive gorišča f = 50 mm in klasični 35 mm-ski film. Če pa uporabljamo drugačni objektiv, pa dobljeno številko ponožimo še s kvocientom med 50 mm in goriščem (v mm) objektiva našega fotoaparata: D = (L/40)*(50/f[mm]). Primer - če uporabljamo objektiv gorišča f = 100 mm in bi radi dobili 3D učinek za objekt oddaljen 40 m, velja: D = (40m/40)*(50/100) = 1m*0.5 = 0.5m = 50 cm. Aparat bomo torej horizontalno zamaknili za pol metra. Enačba za zamik [ D = (L/40)*(50/f[mm]) ] je moja (Anina enačba), saj je ni nikjer zaslediti v tej obliki:

Anina enačba: D = (L/40)*(50/f[mm])

Večinoma je podano priporočilo, da je D kar razdalja do predmeta deljena s 40 ali 30, a to velja samo za objektive 50 mm. Kako pa korektno določimo, izračunamo premik, bomo pokazali v nadaljevanju, v poglavju "IZPELJAVA ENAČBE ZA IZRAČUN BAZE D".

Tako natisnjeno fotografijo (ali film v kinu) je treba gledati skozi za to namenjena očala, ki imajo na levi strani rdeč, na desni pa moder (oz modrozelen) filter. Ker sta rdeča in modra barva komplementarni, bo skozi rdeč filter opazovana modra barva oz. skozi moder filter opazovana rdeča barva videti črna. Tako bo vsako oko videlo »svoj« del posnetka.

KAKO DO 3D FOTOGRAFIJ?

Za izdelavo 3D-fotografij so namenjeni posebni fotoaparati, ki naredijo za eno 3D sliko dva posnetka, enega za pogled z levim in enega za pogled z desnim očesom. Takšni fotoaparati imajo bodisi dva objektiva ali pa sta to dva fotoaparata, združena v enega. Pri vseh takšnih fotoaparatih je bistveno to, da je razdalja med objektivi približno enaka razdalji med zenicama, to je približno 65 do 70 mm. Če je ta razdalja manjša ali večja, dobimo v splošnem slabše rezultate. Mnenja glede razdalje med objektivi se razhajajo, vse pa je seveda odvisno od gorišča in oddaljenosti objektov in ozadja. Za objektive goriščne razdalje 50 mm in predmete razdalje okrog 3 m na zelo oddaljenem ozadju je optimalen razmik med objektivoma res enak medočesni razdalji, 65 do 70 mm, kar pomeni paralaktični kot okrog 1.3 stopinje. Na filmu je to razlika okrog 1,2 mm v legi 3 m oddaljenih motivov glede na levi in desni fotoaparat. Pomembna je tudi maksimalna razdalja med posnetkoma na filmu na združeni 3D sliki, ponavadi je okrog 1.2 mm za film 35 mm. Še enostaven recept za slikanje z enim fotoaparatom kar iz roke, za normalen objektiv (50 - 60 mm) in nekaj metrov oddaljene objekte: Dobra tehnika je, da težo prenesete iz ene noge na drugo. Tako se boste premaknili ravno tistih 6 cm. Zadnja stavka sta povzeta iz: http://www.e-fotografija.com/artman/publish/article_790.shtml, Matjaž Humar.

3d
Stereo kamere, ki jih uporablja Japonec Takashi Sekitani. Vir: http://www.stereoeye.jp/profile/index_e.html . Na tej strani najdemo tudi tedenske stereo (3D) galerije. Na podstrani: http://www.stereoeye.jp/gallery/world/18/index_anae.html , pa so povezave na svetovno najbolj znane 3D stereo spletne galerije.

Digitalni fotoaparati omogočajo neskončno igranje s posnetki. Zato si lahko tudi sami omislimo izdelavo 3D-fotografij. Najprej naredimo posnetek za eno oko, nato fotoaparat prestavimo v desno za približno 60 do 70 mm in naredimo posnetek še za desno oko. Pri tem je nadvse pomembno, da fotoaparata ne zasučemo in ne spreminjamo nastavitev (npr. zuma, bliskovke, svetlobe …) ali premikamo po višini. Še najpreprosteje bi bilo, če bi imeli v L oblikovano vodilo iz plastike ali pločevine, na njem pa označeno »medzenično« razdaljo. Med fotografiranjem tega vodila ne smemo premikati! Nato je treba posnetke obdelati tako, da posnetku za levo oko dodamo rdeči ton (oz. odvzamemo modri ton), posnetku za desno oko pa dodamo modri ton (oz. odvzamemo rdeči ton). To bi lahko naredili s kakšnim programom za obdelavo slik. Nekateri programi znajo celo sami iz dveh posnetkov narediti anagliptično fotografijo. Na voljo so tudi galerije s številnimi anagliptičnimi posnetki. Na strani: http://www.stereoeye.jp/gallery/world/18/index_anae.html , so povezave na svetovno najbolj znane 3D stereo spletne galerije. Uporaba polarizatorjev. Sliki lahko ločimo tudi s polarizatorjema (zasukanima za 90 stopinj, recimo pred diaprojektorjema) in ju nato projecirani na platno gledamo skozi polarizacijska očala. Ta metoda se veliko uporablja, tudi v 3D kinih – v Ljubljani od leta 2005. Ta metoda je najboljša, ker se ohranijo barve in veliko svetlobe.

polarizacija
Polarizator je material, ki prepušča valovanje le v ravnini pod določenim kotom. Tudi svetlobo lahko polariziramo. Polarizatorji za svetlobo so poleg nekaterih kristalov, ki jih najdemo v naravi, tudi folije polivinilalkohola, prepojene z jodom. Uporabljajo jih za izdelavo sončnih očal. Delujejo podobno kakor rešetka za mikrovalove. Električno polje v prepuščeni svetlobi niha v ravnini, ki je pravokotna na smer, v kateri so v foliji poravnane molekule polivinilalkohola.

polarizacija
Polarizatorahja zasukana za 90° ne prepuščata valovanja.

polarizacija
polarizacija
Polarizacijska 3D očala imajo pravokotno (90°) polarizirani šipi.

polarizacija
Princip projekcija dveh zamaknjenih slik skozi polarizatorja in gledanje, rekonstrukcija 3D slike, skozi polarizacijska očala.

Prikaz principa polarizacije valovanja.

V Sloveniji obstaja tudi društvo za 3D fotografijo (Stereoskopsko društvo), vodi ga gospod Matija Vidmar, sin svetovno znanega in cenjenega slovenskega elektrotehnika in šahista dr. Milana Vidmarja. Društvo prireja imenitne projekcije v Cekinovem gradu – Ljubljana.

3D OČALA

Za gledanje anagliptičnih fotografij so potrebna rdeče-zelena (modrozelena) očala.

3d

NA KAJ PAZITI PRI IZDELAVI POSNETKOV?

Ker je treba narediti dva posnetka z enim fotoaparatom, ni mogoče narediti posnetkov premikajočih se predmetov. Še več, če je na enem posnetku nekaj, česar na drugem sploh ni (npr. odstranjena vaza), bo to na posnetku moteče. Ne delajte 3D-posnetkov objektov, ki so zelo daleč (npr. gore), ker bosta posnetka praktično enaka. Če pa je slikani objekt zelo blizu (npr. pol metra), bosta ozadje in ospredje tega objekta preveč »raztresena«, kajti razdalja je primerljiva z medzenično razdaljo. Najbolje bo, če fotografirani objekt miruje. Naj bo nekaj objektov v ospredju in nekaj v ozadju. Objekt naj bo oddaljen kakšen meter – a kot bomo videli, so mogoča tudi drugačna razmerja.

ANAGLIF

Anaglif je lik, izdolben v plitkem reliefu. Ista beseda pomeni mirno sliko ali film, ki ga sestavljata dva rahlo različna pogleda na isti objekt, na posnetku prikazana tako, da sta natisnjena v dveh komplementarnih barvah. Običajno je en posnetek pobarvan z rdečim, drug z modrozelenim odtenkom. Če imamo očala, dobimo pri gledanju takšnega posnetka občutek prostornosti. Pojem »glyph« najdemo tudi pri besedah »hieroglif« (v kamen vrezana staroegipčanska pisava), »gliptika« (umetniški izdelki iz poldragih kamnov, kovine ali stekla z vrezano ali reliefno podobo), »gliptoteka« (zbirka kiparskih del)…

3d
Komplementarne barve so v barvnem krogu nasproti ležeče. Če pomešamo dve komplementarni barvi, dobimo sivo ali rjavo ali črno barvo in to lastnost uporabimo pri 3D fotografiji. Tako se nam dve sliki združita v en barvni odtenek in tvorita nemotečo celoto, hkrati pa bo skozi rdeč filter opazovana modra barva, oziroma skozi moder filter opazovana rdeča barva videti črna. Tako bo vsako oko videlo »svoj« del posnetka v svoji barvi - obe barvni sliki možgani združijo v globinski občutek enega prostora.

GEOMETRIJSKA OPTIKA IN FOTOAPARAT

Vemo, da je nepogrešljiv del fotoaparata objektiv, ki tvori sliko na filmu ali CCD čipu. Zato nekaj besed o optiki, lečah, nastanku slike, ne bo škodilo.

1. Enačba tanke zbiralne leče

Zbiralna (konveksna) leča

 

 

Naj bo a > f. Slika predmeta je obrnjena in realna, saj sliko lahko projeciramo na platno ali film, lahko pa jo tudi opazujemo skozi drugo lečo (lupo) in tako ustvarimo teleskop ali mikroskop.

Slika 1.1

Za izračun razmerja med velikostjo predmeta in slike, razdalje (a) predmeta od optične ravnine in razdalje (b) slike od predmeta zadostujeta dva žarka.

Žarek 1 potuje od konice predmeta k leči vzporedno z optično osjo.

Žarek 2 potuje od konice predmeta k leči skozi geometrijsko središče.

F -gorišče leče

f -goriščna razdalja leče

Poiščimo povezave med a, b, p, s in f s pomočjo podobnih trikotnikov (slika 1.1).

1.1) 1.2)

Če enačbi med sabo delimo in nekoliko preoblikujemo, dobimo enačbo 3, ki ji tudi pravimo enačba zbiralne leče (v našem primeru je a > f).

deljenje sledi sledi , če zadnji izraz delimo z goriščno razdaljo f dobimo:

1.3)

Če je razdalja (a) do predmeta zelo velika, potem približno velja: 1/a=0 ,kar pomeni, da slika nastane zelo blizu gorišča, brez velike napake velja: b=f

Kje torej nastane slika oddaljenega objekta v fotoaparatu ali teleskopu in zakaj?

3.1. Fotoaparat

Fotoaparat je optično-mehanični-elektronski sistem, ki predmete preslika na film ali elektronski polprevodniški senzor, CCD (Charge Coupled Device - naprava za zbiranje naboja, ki se sprosti ob vpadu svetlobe na polprevodnik) čip. Slika na filmu je obrnjena, realna in ponavadi pomanjšana. Fotoaparat je sestavljen iz objektiva (slika 3.1), kateri projecira odbito svetlobo ali svetlobo emitirano od realnih predmetov na film in časovnega mehanizma za proženje, kateri odmakne zaveso pred filmom, da se le ta osvetli.

Objektiv je sistem leč z vgrajeno spremenljivo vhodno odprtino, ki odloča o zaslonki. Zaslonka je razmerje (kvocient) med goriščno razdaljo (f) in vhodno odprtino (D), velja: zaslonka=f/D (vrednosti so ponavadi od 2,8 do 22). Manjša je vrednost zaslonke, večji je premer vhodne odprtine D, več svetlobe pade na film, film je bolj osvetljen in obratno. Razmerje (kvocient) med vhodno odprtino (D) in goriščno razdaljo (f) je relativna odprtina: D/f. Relativna odprtina je tudi obratna vrednost zaslonke: 1/zaslonka=1/(f/D). Osvetlejnost filma je sorazmerna s kvadratom relativne odprtine (D/f)2=(1/(f/D))2. Z vrtenjem objektiva ostrimo sliko, to je spreminjamo razdaljo b, ki je ponavadi le nekoliko večja od f, za zelo oddaljene predmete je razdalja b kar enaka f. Globinska ostrina se zelo poveča, če je vhodna odprtina zaprta (zaslonka 11 ali 16). V astronomiji potrebujemo odprtine velikih premerov, da ulovimo več prihajajoče svetlobe, ki je ponavadi šibka, ker so vesoljska telesa zelo daleč.

Objektiv je, na kratko, zbiralna leča (sestavljena iz večih leč), kjer je a>f in veljajo zgornje enačbe.

Slika 3.1

Zastavimo si nekaj vprašanj!

Na kateri razdalji tvori objektiv realno sliko?

Kako izračunamo velikost slike, ki jo tvori objektiv, če poznamo goriščno razdaljo objektiva in zorni kot zelo oddaljenega telesa, in če je zorni kot zelo majhen. Iz spodnje slike lahko razberemo, da je računanje velikosti slike, ki jo tvori objektiv, kar enako računanju loka na krogu. Razlaga!

Če je lok na primer
kar obseg kroga, potem velja: O=2p r=j r,

j =kot, ki meri 2p radianov, to je 6,28radianov.

Torej je 2p radianov=360o, ali

;

.

Ker je pri majhnih kotih tetiva skorajda enaka loku, je naša trditev utemeljena, glej sliko 3.4.

lok=jr

če j <5o potem je tetiva približno enaka loku.

Torej velja:
S=j *f -če zamenjamo lok s sliko (s) in r z goriščem (f)

Slika 3.4

Primer:

Kot pod katerim vidimo Luno je j =30', goriščna razdalja objektiva (teleskopa) naj bo f=500mm. Kako velika slika nastane na filmu?

slune=j f

j pretvorimo v radiane (upoštevamo, da je 1o=60'):
radianov

REZULTAT: s=4,4mm, kar je že solidna velikost.

Opomba: radianov ponavadi ne zapisujemo.


Ali ste vedeli?
Pionir fotografije je bil tudi Slovenec, župnik Janez Puhar (1814 - 1864). Je izumitelj fotografije na steklu. V pionirskem obdobju fotografije se je ukvarjal s problemi svetlobnega zapisa. Prve tovrstne zapise je izvedel najkasneje leta 1841 (dagerotipija je bila proglašena za izum leta 1839), leta 1842 pa je že izumil svoj originalni postopek fotografiranja na steklo. Stekleno ploščo je prevlekel s tanko plastjo žvepla in jo nato izpostavil jodovim param. Izdelek je nato fiksiral v alkoholu. Za to imamo več imen: puharotipija, heliotipija, hyalotipija, svetlopis, prosojna dagerotipija na steklo. V naslednjih letih je razstavljal svoje fotografije v Londonu in New Yorku, leta 1852 pa mu je francoska akademija za poljedeljstvo, rokodelstvo in trgovino podelila naziv izumitelja fotografije na steklu. Njegov izum je šel v pozabo do leta 1893, ko so se začela prizadevanja za mednarodno priznanje Puharjevega izuma. Puhar je tako naredil velik, pionirski prispevek v razvoju fotografije. Uporabljal je že obrat emulzije in zatemnitev zadnje strani fotografije. V uradnih krogih ne velja za izumitelja dagerotipije na steklo, zanjo priznavajo Abla Niepca De St. Victorja, vendar sta oba izumitelja delala ne vedoč eden za drugega. Puharjeva dela hrani Narodni muzej v Ljubljani. O njem se vse premalo govori, skorajda ni prisoten v šoli, obletnicah, zavesti, itn, potem pa se čudimo, da v Sloveniji ni inovatorjev.
Janez Puharpuhar_slika
Še nekaj besed o Puharju, ki bi se vsekakor veselil 3D fotografije.


Janez Puhar je bil rojen 26. avgusta 1814 v kamnoseški družini v Kranju. Obiskoval je normalko v Kranju, po končanem 3. razredu pa gimnazijo v Ljubljani. Bil je izredno nadarjen in je govoril več jezikov: nemščino, angleščino, francoščino in italijanščino. Že kot gimnazijec se je navduševal nad matematiko, fiziko in kemijo, v čemer lahko opazimo zametke njegovega poznejšega dela. Rad se je ukvarjal z botaniko in risanjem, posebno nadarjen je bil za glasbo in je igral več inštrumentov. Po maturi se je nameraval posvetiti umetnosti, vendar je na materino željo stopil v semenišče in bil leta 1838 posvečen v duhovnika. Kot kaplan je služboval po različnih krajih, med katerimi so s fotografijo posebej povezani Metlika, Ljubno na Gorenjskem, Bled in Cerklje. Zadnja leta je bolehal na pljučih, kar je bilo verjetno posledica poskusov z žveplom, halogeni in živim srebrom. Na smrt bolan se je vrnil v Kranj, kjer je 7. avgusta 1864 umrl. Več najdete na strani: http://www.fotodrustvo-kranj.si/Janez_Puhar_slo.htm.

KRATKA ZGODOVINA KLASIČNE IN DIGITALNE FOTOGRAFIJE, FILMA

V literaturi pogosto najdemo razlago, da so že naši davni predniki poznali moč svetlobe, senc, pri preslikavanju predmetov na različne površine. Recimo, obris lista na lupini zorečega jabolka je le eden takšnih primerov, tudi sence v jamah, itn. Nekaj podobnega lahko opazujemo tudi sami, če za nekaj ur izpostavimo močni sončni svetlobi kos papirja, na katerega položimo kakšen predmet. Ko ga odmaknemo, bo na papirju ostal jasen obris. Povzeto iz:
http://www.s-gim.kr.edus.si/projekti/timko/2000_2001/fotografija/Tanja/6.%20camera%20abscura.htm
foto
Aristotel
foto
Camera obscura
Takšno napravo za ustvarjanje podob 'skozi luknjico' je prvič opisal že Aristotel v 4. stoletju pred Kristusom. Pozneje so jo poznali pod imenom camera obscura, kar v italijanščini pomeni temna soba. Nato pa je v 10. stoletju neki arabski učenjak opisal, kako se lahko opazuje sončni mrk v cameri abscuri.

V obdobju renesanse so odprtino zapolnili z lečo, da bi tako izboljšali projekcijsko sliko, in camera obscura je postala manjša in priročnejša. V 17. stoletju, se je tako zmanjšala iz velikosti sobe na lahko prenosno škatlico, katero so mnogi slikarji uporabljali kot risalni pripomoček, predvsem za pokrajine in vedute.
foto
Leonardo da Vinci
foto
Camera obscura

Do sredine 16. stoletja pa so v camero obscuro vgradili še dve izboljšavi. To sta bili leča in zaslonka, verjetno izuma dveh Italijanov in sta služili, da bi izostrili sliko.
Leonardo da Vinci je okoli leta 1500 prvič opisal lastnosti camere obscure, ko je priporočal opazovanje s soncem obsijanih prizorov v temni sobi, kamor skozi luknjico pada svetloba, ki se odbija od osvetljenega predmeta in riše podobe na tankem papirju.

foto_camera_obsc

Mnogi uporabniki kamere so razmišljali o postopku, ki bi omogočal trajno ohranjati projekcijsko sliko. Dejstvo, da določene srebrove spojine počrnijo na sončni svetlobi, so dognali že zgodaj, niso pa vedeli, kako to prenesti v camero obscuro.
foto
Joseph Nicephore Niepce
foto
Joseph Nicephore Niepce - Pogrnjena miza, 1822 - prva fotografija

Dokončno je fotografijo iznašel Francoz Joseph Nicephore Niepce. Kot njegovim predhodnikom, se mu ni posrečilo odkriti fiksirja za slike na papirju, ki je imel premaz srebrovega klorida. Ob podpori brata pa je pričel poskušati s snovjo imenovano bituem, s katero je premazal stekleno ploščo. Brata sta se navduševala nad lastnostmi te snovi, saj se je pod vplivom svetlobe hkrati strjevala in razbarvala, pred svetlobo zaščitena področja pa so ostala topljiva in jih je bilo mogoče izprat. S tem sta našla fotografuro, ki sta jo poimenovala heliografija. Niepce je z osvetljevanjem tako naredil prvi fotografski posnetek. Podatka o času nastanka sta dva, leto 1822 ali 1826.

Pionir fotografije je bil, kot smo že posebej omeninili in ni narobe, če še enkrat, tudi Slovenec, župnik Janez Puhar (1814 - 1864). Je izumitelj fotografije na steklu. V pionirskem obdobju fotografije se je ukvarjal s problemi svetlobnega zapisa. Prve tovrstne zapise je izvedel najkasneje leta 1841 (dagerotipija je bila proglašena za izum leta 1839), leta 1842 pa je že izumil svoj originalni postopek fotografiranja na steklo. Stekleno ploščo je prevlekel s tanko plastjo žvepla in jo nato izpostavil jodovim param. Izdelek je nato fiksiral v alkoholu. Za to imamo več imen: puharotipija, heliotipija, hyalotipija, svetlopis, prosojna dagerotipija na steklo.

fotofoto
Francoski kemik Louis Daguerre (18.11.1787 – 10.7.1851), slika zgoraj desno, je v sodelovanju z Niépceom razvil prvi komercialno uporaben postopek razvijana slik (dagerotipija - daguerreotype). Če so prejšnji postopki zahtevali ure, je dagerotipija skrajšala čas na okrog 15 minut, kar pa tudi ni zanemarljivo - zato so ljudje pozirali podprti na posebna stojala, slike levo.

foto
Anglež, delno nemškega porekla, John Frederick William Herschel (7.3.1792 - 11.5.1871) je dal postopku zajemanja slik ime fotografija (photography) in v fotografijo vpeljal pojma negativa (belo je črno in obratno) in pozitiva. Negativni posnetek se da poljubno mnogokrat razviti v pozitiv s posebnim pojekcijskim aparatom.


Leta 1871 je R. Maddox (VB) iznašel prvo suho fotografsko ploščo s kratkim ekspozicijskim časom. Današnji postopek je v osnovi tak, kot je bil njegov.

Nekaj besed o kemiji današnje črno bele, negativ pozitiv fotografske tehnologije in reprodukciji tonov.
Osnova fotografske tehnologije je osvetljevanje fotografskega materiala v katerem zaradi osvetljevanja nastane fotokemični učinek. Substanca na filmu, občutljiva na svetlobo, je Srebrov halogenit - srebrov bromit (AgBr)
AgBr + svetloba <--> Ag+ + Br-
Br- + svetloba -> Br + e-
e- + Ag+ -> Ag

razvijanje cb fotografij
Ag+Br- (kristal) + hv (svetloba) ® Ag+ + Br + e-

Ion srebra se lahko združi z elektronom in nastane atom srebra.

Ag+ + e- ® Ag0
Bron z razvijanjem odstranimo in nato s fiksirjem še senzibilizator.

Pri kratkem osvetljevanju nastanejo nevidne spremembe ali latentna slika. Če jo sestavlja več Ag atomov, dobimo na sliki temnejši ton, če jo sestavlja manj Ag atomov pa svetlejši ton - čas razvijanja je v obeh primerih enak. Svetlost barvnih valenc na podlagi spremenimo v tonske vrednosti s pomočjo črnih atomov elementarnega Ag. Svetlejše in temnejše barvne valence simuliramo z njegovo količino, ki je obratno sorazmerna s svetlostjo objekta.

zg_foto
Ena najzgodnejših poizkusnih kamer (leto 1900 - the Mammoth camera) je tudi skoraj 12 metrov dolga “pošast”, imenovana “Mamut” in je tehtala 625 kg, kadar je bila v njej 115 kg težka steklena plošča. Oskrbovalo jo je 15 mož. Zgradili so jo v Chicagu in so jo prevažali na posebnem železniškem vagonu. Kamero je zgradil fotograf George Raymond Lawrence za snemanje Altonovih lokomotiv, železniške družbe "the Chicago & Alton Railway". Vir:
http://www.neatorama.com/2006/08/29/the-wonderful-world-of-early-photography/
- The Wonderful World of Early Photography.

fotofoto
Thompsonov fotoaparat v obliki revolverja, leto 1862. Fotoaparati so takoj postali zanimivi za dizajnerje, vohune, itn. Že kmalu so jih recimo vgradili v ure.


Francoski znanstvenik Louis Boutan je leta 1893 naredil prvo podvodno fotografijo.

fot_luna
Prvo dagerotipijo astronomskega objekta, Lune, je naredil ameriški kemik in fiziolog John William Draper - leta 1840 je 20 minut slikal Luno. V noči s 16. na 17. julij 1850 so iz Harvarda posneli zvezdo Vego - J. A. Whipple, ki je tudi avtor slike Lune, zgoraj, iz leta 1852.
Fotografija pomeni v astronomiji (zaradi skoraj poljubno dolge ekspozicije) gledanje v skoraj milijarde let oddaljena območja vesolja, in hkrati v preteklost vesolja (razdalja l = c*t, c=300000 km/s), z njo detektiramo pojave supernov in nov, komete, asteroide, ... Fotografija je omogočila gledanje tako v vesolje, kot v človeka (rentgen), v vseh znanostih je nepogrešljiva.

fot_astro fot_astro

Za primerjavo - levo zgoraj - Luna posneta s CCD ST7, teleskopom LX200, 6,3", f/25, 0,11 sek, 0:50, 11.2.2000, Zorko Vičar in Peter Mihor - desno zgoraj leži znameniti krater Tycho Brache. Levo - slika Orionove meglice M 42, posneta z digitalnim fotoaparatom Canon 350D - marca 2007 posneli člani Astronomskega društva Vega iz astronomskega observatorija Šentvid.

rentgenx_zarki rentgenrentgen rentgen

Nemec nobelovec Wilhelm Conrad Röntgen (27. 3. 1845 - † 10. 2 1923) je naredil izjemno kamero s prodornimi x-žarki (po njem so dobili ime rentgenski žarki), za slikanje človeškega telesa, kovin, kamenin, itn. Zgoraj - rentgenska slika roke - posnel Conrad Röntgen 23. januarja 1896, zraven je reklama za nove žarke in eden prvih rentgenskih aparatov. Medicina je s tem pridobila imeniten pripomoček za diagnozo različnih bolezni - z rentgenskim slikanjem pa ni za pretiravati - v večjih dozah je lahko zelo nevarno. Rentgenski žarki nastanejo ob zavornem sevanju hitrih elektronov, ki se zaletijo v kovinsko anodo (+), ki jo ponavadi sestavljajo: Cu, Mo, Fe in Cr - slika zgoraj desno. Danes imamo razvito že novo metodo, to je slikanje z jedrsko magnetno resonanco - glej sliki spodaj.
nmrimages_nmr_3.jpg nmr

nmr
Magnetna resonanca nudi izjemne slikovne (globinske) prereze človeškega telesa. Pogosto se za jedrsko magnetno resonanco uporablja kratica NMR, ki izhaja iz angleškega izraza Nuclear Magnetic Resonance. Zgoraj desmo je princip magnetne resonance - atom je vrtavka, ki v zunanjem magnetnem polju opleta, precesira z značilno frekvenco, imenovano Larmorjeva frekvenca. Vzorec vstavimo v statično magnetno polje. Antena (navadno kar tuljava, ki obdaja vzorec) obseva vzorec z radijskimi valovi. Pri določeni frekvenci atomska jedra v vzorcu absorbirajo valovanje in ob tem preidejo iz osnovnega v vzbujeno stanje. Po določenem času se jedra vrnejo v osnovno stanje in ob tem izsevajo elektromagnetno valovanje, kar zaznamo s tuljavo. Merimo lahko, kolikšen del prejete energije so jedra izsevala nazaj, ter po kolikšnem času. Za poskus z jedrsko magnetno resonanco potrebujemo jedra, ki imajo od nič različen magnetni moment. Takšna jedra morajo imeti liho število protonov ali nevtronov, npr. 1H, 2H, 13C, 15N, 31P, 19F.
nmr
Shema naprave za NMR globinsko slikanje.


Klasični in elektronski mikroskop


Velik pomen je fotografija odigrala in igra v mikroskopiji. Klasični mikroskop je sicer znan že nekaj 100 let, vendar vemo, da ločljivost optičnih naprav ne more preseči valovne dolžine svetlobe s katero opazujemo, to je pri optičnem mikroskopu nekaj 100 nm. Kvantna mehanika je leta 1933 (Nemca Ernst Ruska in Max Knoll izdelata prvi elektronski mikroskop) ponudila rešitev, povečanje ločljivosti s pomočjo valovne teorije, ki pravi, da je vsako gibanje valovanje, valovna dolžina (l) pa je odvisna od gibalne količine gibajočega delca (G = m*v):

velja l = h/G
- za majhne hitrosti velja kar nerelativističen približek (l = h/(m*v) )
- h je Planckova konstanta - h = 6.626 × 10-34 Js
Na tak način so lahko valovno dolžino curka elektronov nadzirali in s tem povečali ločljivost na okrog 1 nm, kar pomeni tudi nekaj 100 000 kratne povečave. Povečava optičnega mikroskopa pa sega tja do 2000 x.
Vir: http://www.mih.unibas.ch/Booklet/Lecture/Chapter1

Slika hroščka, rezultat elektronskega mikroskopa.


Gibajoče slike - film
Celih 70 let so različni izumitelji skušali na različne načine projecirati sliko v gibanju, vendar so bile vse projekcije omejene na gledanje statičnih slik ali diapozitivov. Fotografije so bile takrat na steklenih ploščah, na papir pa so znali le risati. Steklene plošče mehansko ne prenesejo menjavanja 16 slik na sekundo. Korak naprej se je zgodil leta 1870, ko je H. V. Hyatt izumil celuloid, in je podlaga za film postala gibka. Za rojstni dan filma štejemo 27. marec 1895. Brata Lummiere sta združila vse do tedaj znane izume in predvsem tehnično izpopolnila filmsko kamero-projektor, da je lahko snemal in projeciral 16 slik v sekundi. Veliko je prispeval k odkritju filma tudi T. A. Edison, ki je leto pred tem patentiral prvi projektor gibljive slike (kineskop), še prej pa prvi avdio aparat (fonograf), žarnico in uveljavil mere 35mm filmskega traku, ki so še dandanes nespremenjene. Pečat na vse izume fotografije in kinematografije je dal G. Eastman (ZDA), ki je ustanovil prvo industrijo filmskega traku in enostavnih fotoaparatov (še danes znana znamka Kodak). Tako je film postal dostopen širšim množicam. Ali ste vedeli? Prve filmske posnetke (gibljive slike) je na ozemlju Slovenije posnel odvetnik Karel Grossman: Odhod od maše v Ljutomeru, Lotmerku (1905)
foto
Dr. KAREL GROSSMAN (1864 - 1929)
odvetnik, filmski amater, kulturni delavec…
foto
Karel Grossman: Odhod od maše
v Ljutomeru, Lotmerku (1905)


Barvna fotografija

mesanje komplementarnih barv mesanje komplementarnih barv
Prva obstojna barvna fotografija je iz leta 1861, avtor je Škot, znameniti fizik James Clerk Maxwell.


Barvna fotografija temelji na mešanju treh slik primarnih barv: rdeča, zelena, modra
- ni jih mogoče sestaviti iz drugih barv.

barve


Red + Green = Yellow
Red+ Blue = Magenta
Blue + Green = Cyan
barve barve aditivno mesanje barv
rdeča + zelena = rumena
rdeča + modra = škrlatna (magenta - je barva popolnoma brez zelene, ker absorbira ves zeleni del spektra, odbija ali prepušča pa modri in rdeči del)
modra + zelena = cian (je brez rdeče, ki jo absorbira, odbija ali prepušča pa modri in zeleni del)


mesanje komplementarnih barv
Animacija - barvni krog z označenimi pari komplementarnih barv.

Če svetlobi dveh komplementarnih barv zmešamo (aditivno mešanje barv), dobimo vtis bele barve. Glej tudi razlago komplementarnega kontrasta na strani o kontarstnih barvah. Če mešamo pigmente (barve teles) komplementarnih barv, dobimo sivo, rjavo, črno barvo.
mesanje komplementarnih barv
mesanje komplementarnih barv
Prikaz nastanka barvne slike preko združitve treh slik v primarnih barvah. Rdeča, zelena in modra so tri primarne barve bele svetlobe. Vse tri valovne dolžine skupaj dajo občutek bele, manjko vseh treh pa da črno barvo. Vir:
http://www.geog.ucsb.edu/~jeff/115a/lectures/cameras_films_filter/filmresponsergbcurvesbarn_color.jpg


Elektronska slika

tv_slika_1951
Prvi televizijski medkontinentalni prenos, predsednik ZDA Harry Truman je odprl mirovno konferenco o Japonski v San Franciscu, 4. september 1951. Slovenija dobi redni TV program leta 1958 - popolno jezikovno avtonomijo pa 15. aprila 1968 (prej smo morali biti informativno in jezikovno podrejeno vezani na Zagreb in Beograd, kar se še danes pozna).


Pretvorba slike v elektriko sega v leto 1873, s spoznanjem foto-električnih snovi. To so snovi, ki spreminjajo električne lastnosti v odvisnosti od osvetljenosti. V naslednjih petdesetih letih so izumitelji Brown, Forest, Welhnet... izdelovali elektronke in katodne cevi na katerih principih deluje televizija. Leta 1923 je V. Zvorkin izdelal prvo slikovno cev. Prvi televizijski prenos so izvedli med New Yorkom in Washingtonom leta 1927, televizijsko oddajo pa so ljudje lahko videli leta 1936, ko so v Veliki Britaniji prenašali kronanje Georga VI. Slike takrat še niso znali shraniti, to jim je uspelo šele leta 1956 z izdelavo prvega videorekorderja. Po letu 1947 ni več zaslediti imen velikih izumiteljev, saj so razvoj AV medijev prevzele družbe, ki vlagajo veliko denarja v tehnično vse bolj izpopolnjene naprave. Razvoj računalnikov je še bolj zavit v temo. Po drugi svetovni vojni, od leta 1956 naprej, ko je elektronko zamenjal nov, cenejši in manj potrošen polprevodnik (silicij in germanij), se je začel razvoj računalništva. Iz leta v leto je bil enako zmogljiv računalnik fizično za polovico manjši. Računalniki so prišli v uporabo z videom po letu 1973, ko je družba Quantel predstavila prvi analogno-digitalni pretvornik. Prvo shrambo video zapisa na računalniku (začetek nelinearne montaže) so izdelali leta 1975 (DFS 3000).
Še nekaj o uporabi in zlorabah medijev. Mediji, tudi fotografija, so se izkazali kot izjemno koristni nosilci znanosti, umetnosti, kulture nasploh, so pa na drugi strani prav imenitno orodje za zlorabo v kulturnem, ekonomskem in političnem življenju. Prvo nesporno zločinsko zlorabo filma, TV omrežja, itn, so vpeljali nacisti in boljševiki, predvsem v politični propagandi. Enormno zlorabo fotografije, filma in TV so nato prevzeli vsi ostali totalitarni enopartijski sistemi.

foto
Julij Nardin (1877-1959)
foto
Nardinova vakuumska elektronka kot ojačevalnik
po skici iz leta 1929
foto
Izumitelj Anton Codelli (1875-1954)
foto
Codellijeva televizija po razpravi iz leta 1930
Slovenija je bila tudi med prvimi pri razvoju televizije. Prednjačila sta profesor Julij Nardin (1877-1959) z razvojem elektronke in predvsem baron Anton Codelli (1875-1954), ki je razvijal mehanično - elktronski spiralni tip tv slike, ki pa je bil precej zahteven. 17.1.1930 je Codelli opisal skeniranje z Nipkowo ploščo z dvema spiralama lukenj razporejenih v skupno petindvajsetih kolobarjih. Za njima sta bili postavljeni Schröterjevi fotocelici, ki sta delovali izmenoma. Naprava je vsako sekundo prenašala 12,5 slik s po 2500 elementi. Tokove fotocelic je ojačil z de Forestovim audionom izdelanim pri Telefunknu. Namesto Nipkowih plošč je lahko uporabil tudi L. Weillerjevo kolo z zrcali, prvič izdelano leta 1889.

Pozneje je Codelli prvi na slovenskih tleh začel uporabljati katodno elektronko v televiziji. Sodeloval je z ljubljanskim trgovcem z elektrotehniko in radijsko tehniko Francom Barom, ki je imel trgovino in delavnico na Mestnem trgu 5/I. Telefunken je Codellijevo televizijsko opremo iz Berlina dostavil na Barov naslov v Ljubljani. Da bi se uveljavil v ZDA, je Codelli poleg mehanskega skeniranja in premičnih optičnih naprav kot tretjo možnost opisal povsem elektronsko televizijo brez premičnih mehanskih delov. Uporabil je Farnsworthovi podobno Braunovo katodno elektronko s fotokatodo. Sliko je reproduciral z močno Braunovo elektronko v obliki lijaka s preluknjano anodo in rahlo izbočenim fluorescenčnim zaslonom. Katoda v obliki konkavnega zrcala je imela gorišče sredi zaslona. Stekleno snemalno cev je s stekleno ploščo razdelil v dva izpraznjena prostora, od katerih je bil eden Braunova elektronka z vročo katodo. Codelli je tudi v elektronski inačici obdržal osnovno idejo snemanja in sprejemanja slike vzdolž spirale tako, da je imela slika gostejše elemente v sredi kot na robovih. Ideja je temeljila na fiziologiji očesa. Med prvimi sta jo uporabila Šved A. Ekstöm 24.1.1910 in Britanec Alexander McLean Nicholson 7.12.1917 v New Yorku. Nicholson je za sprejemnik uporabil Braunovo elektronko, v kateri je curek elektronov na fluorescenčnem zaslonu risal sliko po Arhimedovi spirali. Dipl. ing. Paul Kirchhoff iz Frankfurta na Maini je svojo inačico zaradi nasprotovanja Codellija in Telefunkna uspel patentirati šele 14.8.1936 v Berlinu. Codellijevo nasprotovanje nacističnemu režimu v Nemčiji je botrovalo prekinitvi njegovega sodelovanja s Telefunknom. Po vojni je bila njegova graščina Turn ob Ljubljanici nacionalizirana, Codelli pa izgnan, odšel je v Švico. 26.4.1954 je umrl v Portu Roncu pri Asconi, kjer je tudi pokopan. Decembra 1995 je njegova vnukinja, Livija Barbo-Reden iz Klosterneuburga pri Dunaju, na slovesnosti odkrila spominsko ploščo slovitemu izumitelju na njegovem nekdanjem domu na Kodeljevem v Ljubljani.
Vir; http://www.kvarkadabra.net/article.php/zgodovina-televizije

Digitalna fotografija

dig.foto

Presek digitalnega fotoaparata.

Osnova današnje fotografije je CCD čip (Charge Coupled Device)
Prvi slikovni CCD, s formatom 100 x 100 točk, je izdelalo podjetje FairChild Electronics leta 1974.
ccd
KAKO JE SESTAVLJEN CCD ČIP, SENZOR?

Fotodiode so razporejene po CCD-ju ena poleg druge v ravno vrsto, vrste pa ena nad drugo. Tako dobimo nekakšno matriko (m x n) elementov, ki se običajno imenuje kar optična ločljivost fotoaparata. Kakovostnejši fotoaparati imajo preko milijon fotodiod, tisti malce slabši pa za polovico manj. Zaradi narave razporeditve fotodiod je tudi rezultat v obliki matrike. Slika za računalniško obdelavo, naj bo fotografirana s klasičnim aparatom in nato skenirana ali pa posneta z digitalno kamero ali fotoaparatom, je raster sestavljen iz kvadratkov različnih barv in svetlosti. Ti kvadratki so razporejeni po sliki tako kot fotodiode po enoti CCD. Če ima ta slika dovolj kvadratkov (vemo že, da imajo kakovostnejši CCD-ji preko milijon fotodiod) in to sliko pogledamo iz dovolj velike razdalje, naše oko sestavi vse te kvadratke (pike, piksle, svetlobne elemente) v prepoznavno , originalu podobno sliko. Tu vidimo, zakaj je pomembno število fotodiod na enoti CCD. Več kot jih je, več detajlov bo na posneti sliki in bolj jo bomo lahko povečali.

ccd locljivost

Na prikazani animaciji je razvidno:
- Slike so sestavljene iz mozaika barvnih ali črnobelih kvadratkov (pik), ki so postavljene ena poleg druge
- Če je pik dovolj in so dovolj majhne, človeško oko ne zazna posamezne pike, marveč jih sestavi v sliko
Vir: http://zvonko.fgg.uni-lj.si/seminarji/dig-foto/2.html .

ccd_barvni

Shema plasti barvnega CCD senzorja. Vir: http://www.samspublishing.com/content/images/chap3_0789726394/elementLinks/th03fig01.gif

ZGODOVINA 3D FOTOGRAFIJE

Zelo zanimivo, ideja stereoskopije je bila celo nekoliko pred razvojem fotografije.
3D_zgodovina
Matematik Evklid (365, † 275 pr. Kr.)

Opis stereoskopije poda že veliki grški matematik Evklid (365, † 275 pr. Kr.), ki je pravilno razložil, da levo in desno oko vidita predmet nekoliko pod drugačnim kotom, kar nam da učinek globine. Ideje, skice o daljnogledu z dvema lečama, binokularju, sta podala že Giovanni Battista Porta (1538-1615) in Jacopo Chimenti Empoli (1554-1640). Leta 1613 jezuit Francois d'Aguillion (1567-1617) v svoji razpravi vpelje besedo "stéréoscopique", ki se je prijela. A z realizacijo je bilo potrebno počakati do 19. stoletja. Gospod Charles Wheatstone je junija 1838 poslal na Škotsko kraljevo družbo umetnosti opis fenomena binokularnega gledanja, napravo pa je poimenoval stereoskop.
3D_zgodovina 3D_zgodovina
Charles Wheatstone je podal precej zapleten načrt stereoskopa, kjer zrcalo A odbije stereoskopsko risbo E v oko.

3D_zgodovina
Oliver Wendell Holmes je leta 1862 izdelal zgornji, zelo priročen stereoskop.

Wheatstonov stereoskop je ohranjen v muzeju znanosti v Londonu. Minilo je kar 11 let, da je David Brewster opisal še binokularno kamero in prve stereoskopske slike so začele nastajati.
"The Stereoscopic Society" - Stereoskopsko društvo je bilo v Angliji ustanovljeno leta 1893 in poleg še enega stereoskopskega društva, še zmeraj promovira 3D fotografijo, glej "The Stereoscopic Society".

Francoz CLAUDET Jean Francois Antoine, znameniti 3D fotograf

3D_zgodovina 3D_zgodovina

Portret levo in stereoskop desno enega pionirjev 3D fotografije, francoz CLAUDET Jean Francois Antoine (12.8.1797 - 27.12.1867) je bil zaljubljen v 3D tehniko.

Francoz CLAUDET je izdelal stereoskop s katerim se da neprekinjeno pregledovati stotine 3D slik. Claudet je zapisal, da je stereoskop "panorama tega sveta" in je najcenejša in najbolj uporabna oblika za spoznavanje vseh znamenitosti vseh dežel v vsej njihovi globinski, prostorski lepoti, oblikovanosti.

Kraljica Viktorija je leta 1851 priredila v kristalni palači izjemno prikupno razstavo 3D slik in steroskopija se ji je močno priljubila. Tako je stereoskopija postala prava strast po celi Britaniji. ZDA so zamujale par let, a leta 1862 sta Oliver Wendell Holmes in Joseph Bates prišla na dan s poceni prikupnim, praktičnim Holmesovim stereoskopom, ki je na svetovnem trgu dominiral še mnoga desetletja in ga še zmeraj izdelujejo v omejenih količinah. Po ustanovitvi prvega nacionalnega parka Yellowstone so leta 1871 podarili mnoge 3D slike parka članom kongresa. Zanimiva promocija.

3D_zgodovina
Otroci v šoli med opazovanje stereoskopskih slik, ZDA.



3D_zgodovina
Risba iz leta 1905, ki kaže moža s stereoskopom s poudarkom na Egiptu.
Vir:
http://images.google.com/images?q=Oliver%20Wendell%20Holmes%20stere&btnG=najdi&ie=UTF-8&oe=UTF-8&um=1&sa=N&tab=wi



Sledi nekaj imenitnih 3D slik iz obdobja okrog leta 1900 (uporabi 3D očala). Vir:
HISTORY OF THE STEREOPTICON , http://www.bitwise.net/~ken-bill/stereo.htm

3D_zgodovina
Opatija - samostan


3D_zgodovina



3D_zgodovina
Anaglif Kefrenove piramide in sfinge v Gizah, posnela Bert in Elmer Underwood, leto 1908


3D_zgodovina



3D_zgodovina
San Francisco


3D_zgodovina
Svetovna razstava v Chicagu, leto 1892



3D_zgodovina
Članek iz revije "The Amateur Photographer", 27. novembra 1902, podaja stereoskopsko sliko za škiljenje, ki je nastala zgolj s premikom enega fotoaparata.
3D_zgodovina
Zgornjo staro sliko iz leta 1902 sem razbila v dva dela in jo združila s programom ANAGLYPH MAKER - dobila sem zanimiv anaglif, poglej ga s 3D očali in ne bodi preveč kritičen.




SVETLOBA IN OKO

Kaj je svetloba in kako deluje oko?

em_valovanje
Elektromagnetno valovanje je valovanje električnega in magnetnega polja. Električno in magnetno polje valujeta v smeri pravokotno eno na drugo in vzdržujeta druga drugo. V prostoru se elektromagnetno valovanje širi s hitrostjo c = l*n = 300.000 km/s v smeri pravokotni na smer električnega in magnetnega polja. Elektromagnetno valovanje prenaša gibalno količino in energijo, pri čemer je polovica te shranjena v električnem polju, druga polovica pa v magnetnem polju.


Vsako telo seva, energijski tok elektromagnetenega valovanja pa je odvisen od temperature telesa na četrto potenco. To povezavo je empirično prvi dognal veliki slovenski fizik Jožef Štefan (24. marec 1835, Sv. Peter pri Žrelcu - danes predel Celovca, † 7. januar 1893, Dunaj) in se po njem imenuje Štefan - Boltzmanov zakon (velja za črno telo):
j[W/m2] = s * T 4
Štefan - Boltzmanova konstanta: s = 5.67 x 10-8 W/m2 K-4
Štefan je tako prvi izračunal temperaturo površine Sonca, ki je takorekoč naš edini vir energije in svetlobe, ki nam omogoča življenje in gledanje. Temperatura površine Sonca je 5778 K, zato sveti najmočneje v vidnem delu elektromagnetnega valovanja - kar je tudi razlog, da so oči večine bitij na Zemlji najbolj občutljive na valovne dolžine med 380 nm in 740 nm. To je logična posledica evolucije. Wienov zakon podaja zvezo med temperaturo in valovno dolžino najmočnejšega sevanja:
Wienov zakon: lmax = b/T
b = 2.897 7685(51) * 106 nm K.
Če vstavimo v enačbo temperaturo Sonca dobimo: lmax = 2.8977685*106nmK/5778K = 502 nm
- kar ustreza modri barvi, a oko je nabolj občutljivo na rumeno, okrog 555 nm, saj le te največ pride skozi atmosfero. Veliko svetlobe se v atmosferi absorbira, modra pa se najmočneje sipa na molekulah zraka, zato je nebo modro. Obstajata dve krivulji občutljivosti človeškega očesa na različne barve, z vrhom pri 555nm (fotopična - čez dan) in 507nm (skotopična - gledanje v mraku).

Spektralna občutljivost treh vrst čepkov, ki nam omogočajo bravno zaznavo, kot pri barvnem filmu, CCD-ju.
Vir: http://sl.wikipedia.org/wiki/Vid

sonce
Zvezda našega življenja in svetlobe.

3d

Elektromagnetno valovanje z valovnimi dolžinami med 380 nm in 740 nm zaznavamo kot svetlobo (nanometer [1 nm] = 10-9 m). Svetloba se širi v energijskih paketih, imenovanih kvanti ali fotoni, energija katerih je odvisna od frekvence n elektromagnetnega valovanja (Energija = hn , h je Planckova konstanta - h = 6.626 × 10-34 Js). Svetlobo – fotone - izsevajo pospešeni nabiti delci ali atomi, molekule, ko prehajajo z višjega energijskega stanja v nižje energijsko stanje.

3d
ELEKTROMAGNETNI SPEKTER

OKO

Čutilo, ki zaznava emitirane ali odbite fotone od predmetov, tekočin, itn, je oko. Bistvena dela očesa sta leča in mrežnica. Leča opravlja vlogo objektiva pri fotoaparatu, mrežnica pa filma ali CCD čipa. Na mrežnici so fotoreceptorji (čepki - barvno gledanje čez dan in palčke - črno, belo gledanje v mraku). Fotoni povzročijo dražljaj, ki ga zaznajo receptorji, ta pa potuje po očesnem živcu v možgane in ti tvorijo sliko. Možgani sliko obrnejo pokonci, na mrežnici je namreč zasukana za 180° – enako kot na filmu. Paličic je v očesu okoli 10 milijonov, medtem ko je čepkov manj – 6 do 7 milijonov. Loči jih tudi senzorični prag, saj lahko paličice zaznajo veliko manjšo količino vpadne svetlobe kot čepki – zato ob majhnih svetlostih slabo zaznavamo barve. Čepkov je največ na delu mrežnice, ki se imenuje rumena pega in se nahaja točno nasproti očesne leče. Tukaj zaznavamo barve svetlobe najbolje, saj se sem preslika točka, kamor smo usmerili pogled. Ob straneh rumene pege se koncentracija čepkov zmanjšuje na račun koncentracije paličic. Pod rumeno pego se nahaja stičišče vidnega živca in mrežnice – to je mesto, kjer čutnih celic ni in posledično vpadne svetlobe tukaj ne zaznamo.

3d
Zgradba očesa

3d

3d
Nastanek slike na mrežnici očesa – princip je enak kot v fotoaparatu (slika na mrežnici je obrnjena). Leča deluje kot objektiv, ki tvori sliko na mrežnici.

IZPELJAVA ENAČBE ZA IZRAČUN BAZE D - RAZDALJE MED FOTOAPARATOMA

Enačba se glasi:

  

k * (Lmax * Lmin) / (Lmax - Lmin) Stereo_baza D = --------------------------------------- f

D – je stereo_baza, zamik aparata ali razdalja med objektivoma
k - je maksimalni zamik (maksimalna vrzel) leve in desne slike na
sestavljenem posnetku, filmu
f - je goriščna dolžina (razdalja) objektiva
Lmin - je razdalja do najbližjega objekta v motivu
Lmax - je razdalja do najoddaljenejšega objekta v motivu

- velja, če je razdalja Lmin precej večja od gorišča f !!!!!

Kako pa pridemo do enačbe?

Kot smo že povedali, je človeško oko, skupaj z možgani, z evolucijo prilagojeno za prostorsko gledanje s pomočjo paralakse. Izkaže se, da je maksimalen še neobremenjujoči paralaktični kot b okrog 1,3 stopinje, v radianih je to b = 1.3°*b/180° = 0,023. Seveda gledamo tudi bližje objekte, a to na daljše obdobje zahteva večji napor, čeprav je optimalna bližnja razdalja xo, na kateri vidimo največ podrobnosti, zgolj 25 cm. Oglejmo si, kolikšen zamik slik povzroči paralaksa 1,3° na filmu. Vse je odvisno od gorišča. Objektivi so ponavadi v osnovi goriščne razdalje f = 50 mm in prikazujejo sliko v taki obliki, kot jo vidimo ljudje s svojimi očmi (vidno polje človeškega očesa nekako 46 stopinj). Sliko zato tudi načeloma najmanj 'popačijo'. Razpon goriščne razdalje je od 45 – 60 mm, vendar je 50 mm najbolj standarden objektiv. Včasih so vse zrcalnorefleksne fotoaparate prodajali z objektivi 50 mm.

3d

3d

Kolikšen pa je torej zamik k obeh slik (maksimalna vrzel) pri goriščni razdalji objektiva f = 50 mm? Ker je paralaksa majhna in je Lmin preceje večja od f, velja kar zveza k = f* b = 50mm*0,023 = 1,2 mm.

3d

Če temu približku ne verjamemo, se lahko o njegovi veljavi prepričamo z merjenjem dolžine loka in tetive pri majhnih kotih, nekaj stopinj – izkaže se, da je v tem primeru razlika med dolžino tetive in loka minimalna. Vrnimo se k enačbi. Kaj pa se zgodi, če bi radi dobili 3D sliko za oddaljene objekte in uporabljamo daljše goriščne razdalje, ali pa je ozadje slikanega objekta, telesa, zelo blizu? Najprej odgovor na zadnji del vprašanja in preko njega bomo prišli do vseh odgovorov. Če je ozadje relativno blizu, bomo zamik D toliko povečali, da bo razlika kotov med zamikom telesa (bt = D/Lmin) in zamikom ozadja (bo = D/Lmax) spet enaka 1,3°, kar seveda ustreza našemu paru oči.

b = bt - bo = D/Lmin – D/Lmax = D*(Lmax - Lmin)/(Lmin*Lmax) = 1,3°

ker velja, da je k = f* b, bomo po vstavitvi zgornje enačbe za b dobili iskano rešitev:

k = f* D*(Lmax - Lmin)/(Lmin*Lmax)

 

k * (Lmax * Lmin) / (Lmax - Lmin) Stereo_baza D = --------------------------------------- f - velja, če je razdalja Lmin precej večja od gorišča f !!!!!

Seveda lahko zamik slik k iz 1,2 mm povečamo na večje vrednosti in tako dobimo močnejši 3D učinek, a ne gre pretiravati, saj ima adaptacija oči, škiljenje, svoje meje. Iz povedanega sledi, da moramo paziti, kako blizu je najbližji motiv 3D slikanja, saj se lahko zgodi, da bomo del slike videli 3D, bližnji objekti pa bodo preveč zamaknjeni. Masko za izračun baze D ali ostalih spremenljivk, sem vključila na internetno stran, kot del naloge in kot pomoč vsem, ki bi se radi resno ukvarjali s 3D fotografijo, naslov Stereo kalkulatorja je: http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/stereo_baza1.html

Zgornja enačba velja, če je razdalja bližnjega predmeta, Lmin, veliko večja od gorišča aparata f. Za makro fotografije, kjer je Lmin že primerljiva z f, recimo rožic, itn, pa bolje velja splošna, univerzalna zveza - približek.

Izpeljava je podobna zgornji (le razdaljo f nadomestimo z b iz enačbe za tanke leče [1/a + 1/b = 1/f], saj slika sedaj ne nastane v gorišču f, ampak na razdalji b, glej poglavje o tankih lečah).
1/b = 1/f -1/a


- sedaj velja, da je k = b* b, po vstavitvi že znane enačbe za b dobimo:

b = D/Lmin - D/Lmax = D*(Lmax - Lmin)/(Lmin*Lmax) - enako kot zgoraj, dobimo naslednje povezave:

k * Lmax *(Lmin ) k * Lmax *(Lmin ) Stereo_baza_uni D = ------------------- = ----------------- *(1/f - 1/a) (Lmax - Lmin) * b (Lmax - Lmin) Kateri a izbrati (razdaljo ostrenja), izkaže se, da je zaradi globinske ostrine nabolje izbrati a, pri katerem je kot točke ostrenja (bos) enak polovici vsote kotov bližnjega telesa in ozadja: bos = (bt + bo)/2 - ker velja: bt = D/Lmin in bo = D/Lmax - kot točke ostrenja pa je: bos = D/a - če upoštevamo zgornje povezave, dobimo: D/a = (D/Lmin + D/Lmax)/2 1/a = (1/Lmin + 1/Lmax)/2 1/a = (Lmax+Lmin)/(Lmin*Lmax*2) - iz česar sledi: a = 2*Lmax*Lmin/(Lmax+Lmin) k * Lmax *(Lmin ) k * Lmax *(Lmin ) Stereo_baza_uni D = ----------------- *(1/f - 1/a) = ----------------- *(1/f - (Lmax+Lmin)/(Lmin*Lmax*2) ) (Lmax - Lmin) (Lmax - Lmin) - zgoraj smo izpeljali Bercovitz-evo enačbo za bazo D - za Lmax neskončno velja: Stereo_baza D = k*(Lmin/f - 0.5) - za Lmin veliko večje od f, pa velja že znana povezava spodaj: k * Lmax*Lmin Stereo_baza D = -------------------- (Lmax - Lmin) * f

Izračun za univerzalno zvezo, torej tudi za makro, je pod točko 3, vključen v Stereo kalkulator: http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/stereo_baza1.html

Zakaj ni nujno, da je maksimalni zamik k na filmu zmeraj enak, torej 1,2 mm? Problem je, ker so formati filmov in čipov različni, kar lahko pomeni prevelik ali premajhen zamik slik pri povečavah na platnu. Kako določimo k? Pomembno je razmerje stereo ločenosti (RSL), to je relativni zamik slik na projekcijskem platnu, ekranu, izražen z razmerjem med dejanskim zamikom slik na platnu in širino ekrana. Za k velja spodnja povezava.

k= širina filma (mm) * RSL

Recimo, če imamo 2 m široko platno, je potreben zamik slik na platnu, pri gledanju na razdalji dobrih treh metrov, nekje 70 mm (paralaksa 1,3°), RSL je torej 70mm/2000mm = 0.035 = k/Širina_filma. Maksimalna vrzel med slikama, zamik k je torej za 35 mm film enak 35(mm) * 0.035 = 1.2 mm. Za drugačne formate, ccd čipe, filme, pa moramo pri izračunu k-ja upoštevati njihove širine. Problem gledanja 3D slik je lahko tudi razdalja do ekrana, platna, sploh pri večjih dvoranah.

EKSPERIMENTALNI DEL

Uporabljala sem digitalni fotoaparat (OLYMPUS 6.0 MEGAPIXEL/ SP-500 UZ), osebni računalnik, ogledalo, program za animiranje GIF CONSTRUCTION SET (program je plod podjetja Alchemy Mindworks Inc. iz Kanade, je prosto dosegljiv preko medmrežja) in brezplačni program za tvorjenje dvobarvnih zamaknjenih slik ANAGLYPH MAKER (program je dosegljiv preko medmrežja na strani: http://www.stereoeye.jp/software/index_e.html , avtor Japonec Takashi Sekitani), 3D očala (kupljena preko medmrežja v ZDA) in samo medmrežje. Na omenjenem naslovu se tudi dobi program 3D Slide Projector za 2 LCD projektorja, z veliko ostalimi možnostmi. Digitalni fotoaparat sem v glavnem v časovni stiski zamikala ročno, glede na oddaljenost objektov.
Zelo dober 3d program je tudi (dodatno omogoča rotacijo, itn)
StereoPhoto Maker iz: http://stereo.jpn.org/eng/stphmkr/

Program ANAGLYPH MAKER je zelo enostaven. Izbereš si levo in desno sliko, barvno ali črno-belo opcijo zlaganja, barve in ozadje, izvedeš združevanje slik, nakar jih zamakneš glede na napake pri slikanju in shraniš – lahko kot anaglif za gledanje s 3D očali, ali kot ločeni korigirani sliki za škiljenje, zrcaljenje ali projekcijo preko polarizatorjev. Barva 3D fotografija ni zmeraj uporabna, sploh če v njej prevladujejo izraziti rdeči in zeleni odtenki. ANAGLYPH MAKER vam omogoča takojšnje testiranje različnih možnosti zlaganja, črno-belo, barvno, za različne filtre. Programu bi zelo koristile še možnosti rotacije slik, spreminjanja velikosti, izdelava gif animacij.

3d
Slika kaže uporabo programa 3D Anaglyph Maker

Program GIF CONSTRUCTION SET je namenjen izdelavi gif animacij, s katerim sem animirala nekaj parov slik – glej animacije na spletu. Hitra ponavljajoča izmenjava slik, čas lahko v programu nastavimo, nam da zelo učinkovit prostorski (3D) učinek.

3d
Animacija zamaknjenih slik nam da imeniten občutek globinskega gledanja (cerkev v Hrastovljah).

3d
Še en primer "Wiggle" stereoskopije - miganje, vijuganje - animacija zamaknjenih slik. Vir:
http://en.wikipedia.org/wiki/Stereoscopy


3d
Stereo kalkulator (spodaj) je program Takashi Sekitanija za računanje baze D – razdalje med objektivoma, premika D. Vir: http://www.stereoeye.jp/software/sbcalc_e.html . Sedaj pa je na razpolago tudi slovenska verzija, izdelana v okviru te naloge in sicer je to že omenjeni interaktivni internetni program na strani: http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/stereo_baza1.html
Zgoraj je program za delanje animacij - GIF CONSTRUCTION SET.

Kaj vse sem fotografirala?

Fotografirala sem arhitekturo Ljubljane (arhitekturo Jožeta Plečnika, cerkve, ulice, spomenike,...), Hrastovlje (tabor, freske...), Koper (prstanišče, ladje, ulice, obalo...), dolino Soče (korita, trdnajvo Kluže...), Kog (naravo, živali, kmetijski stroji...), Bled (jezero z okolico), ljubljanski živalski vrt (živali), Ajdovski Gradec nad Vranjem pri Sevnici (ostanki naselbin staroselcev)... Vsaj polovica slik je posvečena slovenski kulturni dediščini, ki se nekako izgublja v uvoženi turbo kulturi in kulturni politiki.

Kako gledamo 3D fotografije?

Nadenemo si rdeče - zelena očala. Pogled upremo v fotografijo in za nekaj trenutkov počakamo, da se oči navadijo na globino slike. Še boljša globinska zaznava pa je takrat, kadar spremenimo položaj telesa rahlo v levo ali desno.

Sledijo rezultati - slike narejene v okviru raziskovalne naloge – zadnjih nekaj slik je iz drugih virov, ki so navedeni ob slikah.

REZULTATI - glej slike pod literaturo

Zelo veliko 3D slik izdela vesoljska agencija NASA, tudi na spletni strani APOD (Astronomy Picture of the Day: http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ ) jih najdemo veliko, kar samo kaže na sugestivno moč 3D predstavitev.

3D
Košček Luninega površja, 8x8 cm, posnela odprava Apolla 11 – vir NASA


3D
3D prikaz Lune in 3D posnetek koščka Lune, vir APOD


3D
3D površina Marsa, vir APOD



3D animirana interaktivna geometrija prostora je še ena veja, ki jo močno podpirajo matematiki in programerji, konstruktorji letal, ladij, arhitekti, zdravniki - izjemen 3d animiran prikaz si je moč ogledati na: http://dogfeathers.com/java/hyprcube.html

RAZPRAVA

Z rezultati sem zelo zadovoljna. Predvsem me je veselilo, ker je večina ljudi, ki si je ogledala slike, bila presenečena nad izjemno slikovitostjo, ki jo nudi prostorska fotografija. Nekateri so izjavili, da je 3D fotografija navidezno še bolj globinsko preprečljiva kot sama realnost zaznana s prostima očesoma. Kakor se zdi postopek za izdelavo prostorske fotografije zelo preprost, pa vendar vzame ogromno časa, sploh če želimo doseči kvalitetne rezultate. Največji problem moje metode je bil, da nisem uporabljala dveh aparatov na skupnem stojalu, kar je običaj pri profesionalni 3D fotografiji. To so mi onemogočale predvsem finančne in časovne razmere. Zaradi tega sem zelo težko fotografirala živali in premikajoče se objekte. Pri 3D fotografiji, to so lastne ugotovitve, je zelo pomembna izbira motiva - Plečnikova arhitektura, torej tudi antična, se je izkazala kot izjemno primeren motiv za globinsko fotografijo (stebri, loki, amfiteatri). Pomebno je tudi, da motiv nima težišča na robovih, levo ali desno, da je centralno lociran. Pri motivih je zelo pomembno, da je poleg bližnjih predmetov ali objektov moč videti tudi zelo oddaljene objekte, na katerih se paralaksa tako rekoč ne zazna in služijo kot referenčna točka pri zlaganju slik - zelo oddaljeni točki se morata prekrivati, čeprav so mogoče tudi drugačne rešitve. Ima pa ročna metoda z enim fotoaparatom, ki ga zamikamo, veliko prednosti: zmeraj jo je možno uporabiti, slike so posnete na isti CCD senzor za zajemanje slik, optika je ista, je izjemno enostavna metoda. Največji pomankljivosti sta približna ocena zamika fotoaparata in rotacija, ki je posledica ročnega slikanja. Zanimivo je, da večina ljudi ne razume postopka 3D fotografije in misli, da je 3D fotografija zgolj posledica zamika ene slike. Tudi sama v šoli nisem spoznala logike, zakaj ljudje lahko svet zaznavamo globinsko. Škoda, da pri pouku ne obravnavamo te teme. Paralaksa se pri fiziki načeloma obravnava, pri tej snovi bi lahko povedali kaj več o globinskemu zaznavanju in 3D fotografiji. 3D fotografija mi je omogočila globlje razumevanje zaznavanja fizičnega sveta, ki pa močno vpliva tudi na duševnost, domišljijo in ustvarjalnost slehernega od nas. 3D fotografijo bi lahko izboljšala z uporabo profesionalne opreme, z dvema fotoaparatoma.

KAKO PA LJUDJE Z ENIM OČESOM ZAZNAJO PROSTORSKO GLOBINO?

Zaznajo jo s premikom glave in s tem sami povzročijo paralakso, to je enako moji metodi zamikanja enega fotoaparata. Torej tudi Kiklop vidi svet globinsko.

ZAKLJUČEK

V nalogi sem pokazala, da je prostorska fotografija zgolj z enim fotoaparatom mogoča in z vajo tudi dovolj kvalitetna. Rezultate naloge si lahko ogledajo vsi radovedneži, hkrati pa jih lahko navdušijo, da se tudi sami spoprimejo s prostorsko fotografijo - ne bo jim žal. Rezultate moje naloge si lahko ogledate na moji spletni strani: http://www2.arnes.si/~lkkpcj1/fotografija3d/raz_nal3d.html Naloga mi je vzela veliko časa, a je bilo vredno, saj sem se ob delanju naloge zelo veliko naučila. V okviru razpoložljivega časa bom svet z veseljem še naprej slikala v 3D perspektivi. 3D fotografija bi lahko zelo kvalitetno popestrila mnoga področja našega življenja: turizem, šolstvo-izobraževanje, umetnost, arhitekturo, medicino, ...

Za konec pa še pismo gospoda Takashi Sekitanija, 3d mojstra iz Japonske:
»From: Takashi Sekitani sekitani @ stereoeye.jp
To: zorko.vicar @ guest.arnes.si
Subject: Re: Anaglyph Maker - wonderful tool
Date: Mon, 19 Mar 2007 23:09:53 +0900
Dear Zorko and Ana Vicar,
I am happy to hear that you enjoy my 3D website.
Research? I am interested in why you research 3D? :)
Anyway, Your JavaScript also works very well. Well done!
Thank you.
Best regards,
Takashi Sekitani

http://www.stereoeye.jp/ «

Avtorske pravice - komercialna uporaba gradiva je prepovedana, neprofitne predstavitve pa so dovoljene le z navedbo avtorice!

LITERATURA:

http://www.mojnet-si.net/Igre/3D_slike/3d-slike-valentinovo.html
http://www.mojnet-si.net/Igre/3D_slike/kako_gledamo_3d_slike.html
http://www.3dphoto.net/
http://www.3dphoto.net/world/europe/austriland/stefansdom.html
http://www.magiceye.com/enter.html
http://features.engadget.com/2004/08/24/how-to-tuesday-make-3-d-photos/
http://www.sungazer.net/3dsun.html
http://www.astro-nut.com/lunar-gibbous3D.html
http://www.callipygian.com/3D/holmes2ana.html
http://www.vision3d.com/3views.html
http://www.pulltime3d.com/
http://www.vision3d.com/optical/index.shtml#stereogram
http://www.mojmikro.si/?n=page&p=ufoto007

http://www.skytopia.com/project/illusion/illusion.html
http://mightyillusions.blogspot.com/2006/04/stereo-3d-animated-images.html
http://www.lohmueller.business.t-online.de/pov_anim/ani_3000d.htm
http://www2.arnes.si/~gljsentvid10/ocala1.html
http://antena.fe.uni-lj.si/~lso/gradivo/OOK/2p_ook.pdf
http://images.google.com/imgres?imgurl=http://herschel.jpl.nasa.gov/images/pellet_galaxy_anim.gif&imgrefurl=http://herschel.jpl.nasa.gov/farIRandSubmm.shtml&h=117&w=252&sz=69&hl=sl&start=10&tbnid=HNgbP2rooTXPOM:&tbnh=52&tbnw=111&prev=/images%3Fq%3Dexpanding%2Buniverse%2Banimation%26svnum%3D10%26hl%3Dsl%26lr%3D%26sa%3DN
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/
http://dogfeathers.com/java/hyprcube.html
http://www.stereoeye.jp/software/index_e.html
http://javor.pef.uni-lj.si/~or2006/Slapar_Klavdija/komplementarne_barve.htm
http://gimvic.org/predmeti/gradiva/oslikah/
--------------------------------------------------------
http://www.iol.ie/~geniet/3d/freeviewdeviation.htm#Stereo_base
http://home.vicnet.net.au/%7Evic3d/bases.html !!!!!!
http://home.vicnet.net.au/%7Evic3d/v3d.html
http://www.iol.ie/~geniet/3d/figure30.htm
http://www.herbig-3d.de/german/equ-norm_voll.htm#1
http://home.globalcrossing.net/%7Ezilch0/tools.htm
http://www.herbig-3d.de/german/variable_stereobasis.htm#g2 !!!
http://www.e-fotografija.com/artman/publish/printer_790.shtml
http://www.ed-mb.si/html/stereoskopija.html






SLEDIJO SLIKE, KI SO NASTALE V OKVIRU RAZISKOVALNE NALOGE


  • Lahko si ogledate zelo prikupno predstavitev rezultatov v posebnem spletnem prikazovalniku (priporočam), ali pa spodaj, v istem dokumentu, kjer lahko s klikom tudi povečate sliko.



      3dfoto
    1. Pokopališče pomembnih slovenskih ustvarjalcev in narodnih buditeljev - Navje

      3dfoto
    2. Pogled z Rašice

      3dfoto
    3. Antično mesto Efez v Turčiji - 3D pogled na gledališče (31.3.2006)

      3dfoto
    4. Vodnjak na ljubljanskem gradu

      3dfoto
    5. Ljubljanski grad

      3dfoto
    6. Plečnikove arkade na ljubljanski tržnici

      3dfoto
    7. Vrh Krna - 2244m, september 2006

      3dfoto
    8. Pokopališče pomembnih slovenskih ustvarjalcev in narodnih buditeljev - Navje

      3dfoto
    9. Navje - Ljubljana

      3dfoto
    10. Vrbe ob potoku v Jastrebcih

      3dfoto
    11. Vrbe ob potoku v Jastrebcih

      3dfoto
    12. Breza raste iz vrbe - Jastrebci

      3dfoto
    13. Staro kolo ("kotoč") v starem "listjaku".

      3dfoto
    14. Pokopališče na Kogu, Sv. Bolfenk

      3dfoto
    15. Breze na malem Kogu, 29.4.2007

      3dfoto
    16. Babičin mačkon

      3dfoto
    17. Grobek deklice Mimice, ki jo je na 11. rojstni dan na paši ubila nemška ročna bomba - mislila je, da v roki drži igračko (Kog)

      3dfoto
    18. Obeležje generalu Rudolfu Maistru, ki ima velike zasluge za priključitev Štajerske k matici Sloveniji - Kog, tukaj so se njegovi borci borili tudi proti Madžarom (veliko prostega časa je Maister preživel na Kogu - pri Šešekovih)

      3dfoto
    19. Ena izmed mnogih propadajočih hiš - Štajerska, Slovenske Gorice, Kog.

      3dfoto
    20. Pogled med vinogradi iz Malega Koga proti Sv. Bolfenku na Kogu

      3dfoto
    21. Pogled iz Malega Koga proti cerkvici Sv. Bolfenka

      3dfoto
    22. Pogled iz Malega Koga proti cerkvici Sv. Bolfenka

      3dfoto
    23. Vinogradi Malega Koga tvorijo izjemne krajinske vzorce na blagih valovih Slovenskih Goric

      3dfoto
    24. Vinogradi Malega Koga tvorijo izjemne krajinske vzorce na blagih valovih Slovenskih Goric

      3dfoto
    25. Breze na malem Kogu, 29.4.2007

      3dfoto
    26. Breze na malem Kogu, 29.4.2007

      3dfoto
    27. Babičin gozd

      3dfoto
    28. Heliograf, inštrument za merjenje trajanja sončevega obsevanja, Ljubljana

      3dfoto
    29. Senzor za merjenje energije difuznega obsevanja v Ljubljani

      3dfoto
    30. Žafrani, 25. februar 2007.

      3dfoto
    31. Žafran

      3dfoto
    32. Skakalnica v Mostecu - Ljubljana

      3dfoto
    33. Skakalnice v Mostecu - Ljubljana

      3dfoto
    34. Prečudovite skledice v Škocjanskih jamah

      3dfoto
    35. Prečudovite skledice v Škocjanskih jamah

      3dfoto
    36. Nad Škocjanskimi jamami - bor v temi

      3dfoto
    37. Vhodna odprtina SC teleskopa

      3dfoto
    38. Ostanki antičnega oltarja na Ajdovskem Gradcu nad Vranjem pri Sevnici

      3dfoto
    39. Ajdi - Veneti se vračajo k oltarjem svojih prednikov - Ajdovski Gradec

      3dfoto
    40. Ostanek antičnega krstilnega bazenčka na Ajdovskem Gradcu nad Vranjem pri Sevnici

      3dfoto
    41. Smerokaz za Ajdovski gradec

      3dfoto
    42. Freska Mrtvaški ples v hrastoveljski cerkvici

      3dfoto
    43. Del obzidja hrastoveljskega tabora

      3dfoto
    44. Prečudovite skledice v Škocjanskih jamah

      3dfoto
    45. V Planici, 23. marec 2007

      3dfoto
    46. V Planici, 23. marec 2007, doskočišče

      3dfoto
    47. Tamar - prekrasna dolina z Jalovcem v ozadju

      3dfoto
    48. Zelenci

      3dfoto
    49. Zelenci

      3dfoto
    50. Zelenci

      3dfoto
    51. Pročelje Stolnice v Ljubljani

      3dfoto
    52. Krn - gora skrivnosti, ena od kalvarij prve vojne

      3dfoto
    53. Pogled na trdnjavo Kluže iz zaklonišča

      3dfoto
    54. Kaverne pri trdnjavi kluže iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    55. Kaverne pri trdnjavi kluže iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    56. Izhod iz kaverne pri trdnjavi kluže iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    57. Pod Mangartom

      3dfoto
    58. Cerkev v Logu pod Mangartom, kraj velike tragedije - plaz

      3dfoto
    59. Trentarski muzej - črna kuhinja

      3dfoto
    60. Prikaz stare peči iz Trentarskega muzeja

      3dfoto
    61. Križ v Trentarskem muzeju

      3dfoto
    62. Pred planšarsko kočo v Trenti

      3dfoto
    63. Skala v Trenti

      3dfoto
    64. Korita reke Soče

      3dfoto
    65. Korita reke Soče

      3dfoto
    66. Korita reke Soče

      3dfoto
    67. Korita reke Soče

      3dfoto
    68. Korita reke Soče

      3dfoto
    69. Bunker nad Sočo iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    70. Top pred Kobariškim muzejem iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    71. Štor poraščen z mahom

      3dfoto
    72. Vhod v Semeniško knjižnico v Ljubljani

      3dfoto
    73. Zadovoljna Kapibara - ZOO Ljubljana

      3dfoto
    74. Lipicanca v Ljubljanskem živalskem vrtu

      3dfoto
    75. Lipicanca v Ljubljanskem živalskem vrtu - očitno se rada slikata

      3dfoto
    76. Novodobni nadomestek za konje

      3dfoto
    77. Žirafa

      3dfoto
    78. Animacija - učinek globine - Mostec, Ljubljana

      3dfoto
    79. 3D anaglif podoba zgornje animacije

      3dfoto 3dfoto
      Sliki za zrcalno sestavljanje 3d podobe

      3dfoto


    80. 3dfoto
    81. Bled

      3dfoto
    82. Bled

      3dfoto
    83. Bled

      3dfoto
    84. Bled

      3dfoto
    85. Pogled skozi okno blejskega gradu

      3dfoto
    86. Skala iz vintgarja

      3dfoto
    87. Pokopališče Ukanc v Bohinju iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    88. Most v Blejskem vintgarju

      3dfoto
    89. Blejski vintgar

      3dfoto
    90. Blejski vintgar

      3dfoto
    91. Blejski vintgar

      3dfoto
    92. Pokopališče Ukanc v Bohinju iz 1. svetovne vojne

      3dfoto
    93. Obala Bohinjskega jezera

      3dfoto
    94. Vrata cerkve na blejskem otoku

      3dfoto
    95. Bled

      3dfoto
    96. Pogled s Čopove ulice na ljubljansko stolnico, spodaj lekarna na Prešernovem trgu

      3dfoto
    97. Pred lekarno - Prešernov trg, Ljubljana

      3dfoto
    98. Dvorana na ljubljanskem gradu

      3dfoto
    99. Spomenik Franca Miklošiča v Ljubljani

      3dfoto
    100. Pogled na Čopovo ulico v Ljubljani

      3dfoto
    101. Spomenik Franceta Prešerna v Ljubljani

      3dfoto
    102. Pročelje frančiškanske cerkve - Ljubljana

      3dfoto
    103. Kip generala Rudolfa Maistra v Ljubljani ob železniški postaji

      3dfoto
    104. Kip generala Rudolfa Maistra v Ljubljani ob železniški postaji

      3dfoto
    105. Stari jarem - Jastrebci 3

      3dfoto
    106. Miklošičeva ulica - Ljubljana, hotel Union dominira

      3dfoto
    107. Animacija 3d - mrtvaški ples v hrastoveljski cerkvici

      3dfoto
    108. Anaglif sestavljen iz slik zgornje animacije - Hrastovlje

      3dfoto
    109. Častitljiva stebra v hrastoveljski cerkvici - desna slika

      3dfoto
    110. Častitljiva stebra v hrastoveljski cerkvici - leva slika

      3dfoto
    111. Prečudovit protiturški tabor v Hrastovljah - okolje in arhitektura te popeljeta v davne čase - črno_bela 3d slika

      3dfoto
    112. Prečudovit protiturški tabor v Hrastovljah - okolje in arhitektura te popeljeta v davne čase

      3dfoto
    113. Vrata v tabor v Hrastovljah

      3dfoto
    114. Grad Jable - Mengeš

      3dfoto
    115. Pot na Šmarno goro - koliko korakov je že prestala

      3dfoto
    116. Babica Marija (Mimika) s sveže pečenim kruhom

      3dfoto
    117. Babica Marija (Mimika) s sveže pečenim kruhom

      3dfoto
    118. Krušna pec babice Marije

      3dfoto
    119. Okrasni steber - Bled

      3dfoto
    120. Krava iz Jastrebcev – zadnja babičina krava

      3dfoto
    121. Kapela na ljubljanskem gradu

      3dfoto
    122. Kapela na ljubljanskem gradu

      3dfoto
    123. Model centra Ljubljane

      3dfoto
    124. Ankaran - barčica po morju plava

      3dfoto
    125. Obala pri Ankaranu

      3dfoto
    126. Obala pri Ankaranu

      3dfoto
    127. Obala pri Ankaranu

      3dfoto
    128. Stopnice na Vilharjevo - Ljubljana, železniška postaja

      3dfoto
    129. Plečnikov model parlamenta

      3dfoto
    130. Plečnikov model notranjosti parlamenta

      3dfoto
    131. Dvojčici - narodna galerija

      3dfoto
    132. Plečnikovo nabrežje ob Ljubljanici

      3dfoto
    133. Plečnikova tržnica v Ljubljani - arkade

      3dfoto
    134. Plug - Kog

      3dfoto
    135. Rimljan - Koper

      3dfoto
    136. Robov vodnjak v Ljubljani

      3dfoto
    137. Stara Ljubljana

      3dfoto
    138. Robov vodnjak v Ljubljani

      3dfoto
    139. Robov vodnjak v Ljubljani

      3dfoto
    140. Robov vodnjak v Ljubljani

      3dfoto
    141. Robov vodnjak v Ljubljani

      3dfoto
    142. Skladišče žita in kip Rimljana v Kopru

      3dfoto
    143. Grad Škofja Loka - park

      3dfoto
    144. Sončna ura - ljubljanski grad

      3dfoto
    145. Vrata ljubljanske stolnice

      3dfoto
    146. Strohnel štor, korenine iz Lotmerškega parka, parka prvega Slovenske tabora

      3dfoto
    147. Trstika ob Blejskem jezeru

      3dfoto
    148. Obrežje save v Tacnu - skrilavci

      3dfoto
    149. Obrežje save v Tacnu - skrilavci

      3dfoto
    150. Plečnikova tržnica v Ljubljani - arkade

      3dfoto
    151. Plečnikovo nabrežje - Ljubljana, pogled na tromostovje

      3dfoto
    152. Skale na Veliki planini

      3dfoto
    153. Vlakec me pelje v daljave

      3dfoto
    154. Pokopališče starih lokomotiv

      3dfoto
    155. Krogle

      3dfoto
    156. Punčka z masko

      3dfoto
    157. Pozabljene podobe naših starih staršev - nekoč v svetišču sedaj na smetišču

      3dfoto
    158. 100 let star Rižnarjev mlin, še zmeraj deluje - STROČJA VAS 34

      3dfoto
    159. 100 let star mlin, še zmeraj deluje

      3dfoto
    160. Baročni vodnjak – Ljubljana, Gornji trg


  • Stereo (3d) fotografija - izračun baze in ostalih količin.

    Avtorske pravice - komercialna uporaba gradiva je prepovedana, neprofitne predstavitve pa so dovoljene le z navedbo avtorice!

    Ljubljana, marec 2007, avtor:
    Ana Vičar
    Štihova 6
    1000 Ljubljana
    Kontakt: zorko.vicar@guest.arnes.si