СТЕРЕОСЪЕМКА

В ЦИФРОВОМ ФОРМАТЕ

Существует множество технологических решений для цифровой стереосъемки, которые можно разделить на две группы по принципиальной оптической схеме. Это съемка на перпендикулярных осях через полупрозрачное зеркало и съемка, расположенными рядом на одном горизонте, камерами на параллельных или конвергированных осях. В первом случае, эти системы, как правило, громоздки и имеют плохую эргономику. Во втором - система имеет большой базис съемки (межцентровое расстояние между объективами камер), диктуемый естественными габаритами камер.

Величина базиса съемки влияет на расстояние между ближней и дальней границами снимаемой сцены. Аналогично глубине резко изображаемого пространства в фотографии, эта глубина пространства, которое может быть комфортно восприниматься с экрана. Чем больше величина базиса съемки, тем меньше такая глубина, тем дальше от камеры должна отстоять передняя граница воспроизводимого пространства, если композиция имеет большую протяженность.

Одним из расхожих заблуждений является то, что базис съемки должен соответствовать усредненному базису зрения - 65 мм. Это соответствовало бы истине, если бы мы наблюдали изображения объектов на экране в их реальных масштабах. В действительности же на киноэкране мы наблюдаем изображения с увеличенным масштабом. В этом случае базис съемки равный базису зрения будет считаться увеличенным базисом. Увеличенный базис съемки создает эффект миниатюризации изображения. Эмпирически было определено: чем больше масштаб изображаемых объектов относительно реального, тем меньше должен быть базис съемки. Непременным условием для стереосъемки людей, особенно их средних и крупных планов, является, как минимум, двухкратное уменьшение величины базиса съемки относительно величины усредненного базиса зрения (65 мм). В противном случае мы будем наблюдать на экране эффект миниатюризации людей.

Параметры стереосъемок, такие как: базис съемки, фокусное расстояние, расстояние до плоскости нулевых параллаксов, передняя и дальня граница композиции кадра, коэффициент проекции - взаимосвязаны математическими формулами, на основе которых рассчитана интерактивная таблица разработанная лабораторией НИКФИ, по которой оператор может рассчитать необходимые величины параметров для каждой определенной композиции.

Исходя из анализа всех предшествующих систем видео стереосъемки и требований стереографики, в научно-исследовательском кино-фото институте (НИКФИ) лабораторией стереокинематографа и новых видов кинозрелищ разработана технология стереосъемки в цифровом формате HDV и последующего форматирования отснятого материала для изготовления пакетированного MFX файла для цифровой проекции в 2К.

В основе технологии лежит комплекс для двухкамерной синхронной цифровой съемки.
После тщательной экспертизы и тестовых испытаний в качестве базовой модели была выбрана цифровая камера
Sony HDR-HC1E формата HDV. На рынке видеоаппаратуры, эта была единственная модель, из имеющих порт внешней синхронизации и габариты которой позволяли сконструировать оптическую насадку для двукратного уменьшения базиса съемки. Одновременно, столь малые габариты камер позволяют разместить их на столь близком расстоянии, что межзрачковое расстояние видео луп практически равно базису зрения, что превращает их в бинокулярную лупу и позволяет оператору наблюдать при съемке прямое объемное изображение. В настоящее время модель снята с производства, но на смену ей пришла новая модель Sony HVR-A1E, абсолютно идентичных габаритов и позиционирующаяся как камера профессионального класса.

Синхронизация камер происходит через lance Port внешним синхронизатором. Пульт управления позволяет синхронно включать и выключать камеры, включать и выключать запись, управлять зуммированием объективов и наводкой на резкость. Многоуровневый интерфейс дисплея информирует оператора о вышеперечисленных режимах управления синхронизацией и показывает величину ресинхронизации в миллисекундах.

Специально разработанная оптическая насадка дискретно изменяет базис съемки с 68 до 32 мм. Уменьшенный базис съемки позволяет вести съемку без эффекта миниатюризации в широком диапазоне фокусных расстояний и даже использовать зуммирование объективов.

Наблюдаемое в зале изображение располагается в двух зонах - в заэкранной и пред экранной. Плоскость, которая разделяет пространственное изображение на эти зоны и которая проходит через плоскость экрана, называется плоскостью рампы, или плоскостью нулевых параллаксов, потому что одноименные точки изображения, воспринимаемые в этой плоскости слиты в одно изображение и имеют нулевой параллакс. Одноименные точки изображения объекта, воспринимаемого в заэкранном пространстве имеют положительный параллакс, а одноименные точки изображения, воспринимаемого в предэкранном зальном пространстве будут иметь отрицательный параллакс.

Так как в нашем случае съемка ведется на параллельных осях, точкам нулевого параллакса соответствуют изображения объектов, расположенных в бесконечности. Это означает, что все изображение будет иметь отрицательный параллакс и не будет простираться в заэкранное пространство. Это не будет соответствовать той пространственной картине, которую мы наблюдали при съемке.
Поэтому отснятое изображение после оцифровки с видеоленты должно быть подвергнуто форматированию по точкам нулевого параллакса. Форматирование происходит в программе Adobe Premiere. В каждой отснятой композиции определяется дистанция, по которой должна проходить воображаемая плоскость экрана (рампы), после чего изображение левого ракурса сдвигается относительно изображения правого ракурса так, что бы одноименные точки, расположенные на дистанции плоскости рампы совместились. После форматирования мы имеем два изображения динамичной стереопары, одно из которых может быть передано режиссеру для монтажа, а второе автоматически будет подставлено в проект монтажной программы по завершению монтажа.

Параметры стереосъемок, такие как: базис съемки, фокусное расстояние, расстояние до плоскости нулевых параллаксов, передняя и дальня граница композиции кадра, коэффициент проекции - взаимосвязаны математическими формулами, на основе которых рассчитана интерактивная таблица разработанная лабораторией НИКФИ, по которой оператор может рассчитать необходимые величины параметров для каждой определенной композиции.



При съемке вышеописанным комплексом  существует два базиса съемки. С насадкой 34 мм, и без насадки 68 мм.

Фокусные расстояния  объективов камер:

- при максимальном  отъезде - 5 мм,

 если используется афокальная насадка - то 3 мм.

- при максимальном наезде 50 мм.

Наезжать и отъезжать с афокальными насадками не рекомендуется.

Все остальные промежуточные значения фокусов объектива выставляются следующим образом.

1/4 наезда - 10 mm

1/2 наезда - 20 mm

3/4 наезда - 40 mm

Lр - эта та дистанция, ближе которой не должен подходить оператор к объекту, если объект не может быть в зале, то есть обрезается краями кадра.

Lд -эта самая дальняя дистанция, дальше которой не должны просматриваться объекты, что бы не было двоений.

Lбл - эта самая ближняя дистанция для статичных объектов, которые будут выходить в зал.

Иначе говоря, дистанция Lдал. – Lбл. - эта та глубина пространства, в пределах которой могут располагаться объекты при выбранном базисе и фокусе съемки. Соблюдение этой дистанции позволит  наблюдать изображение этих объектов на большом экране в максимально комфортных условиях.

Ниже приводятся таблицы рассчетных параметров стереосъемки при B=34 мм и В=68мм при различном масшабировании объектива (положение ползунка зумирования).

Cтереопараметры при B=34
Fмм Lбл, м Lp, м Lд, м
5 1,15 2,30

?

10 2,30 4,61

?

20 4,61 9,21

?

40 9,21 18,43

?

Cтереопараметры при B=68
Fмм Lбл, м Lp, м Lд, м
3 1,38 2,76

?

5 2,30 4,61

?

10 4,61

9,21

?

20 9,21 18,43

?

40 18,43

36,86

?

В этом случае стереосъемка ведется в пропорционально-пространственных соотношениях, а дистанция рампы называется величиной основной рампы. Уменьшение дистанции до объекта в кратное число раз относительно величины основной рампы будет означать, что съемка ведется в условиях искусственно гипертрофированного пространства. Коэффициент кратности уменьшения величины основной рампы называется коэффициентом гипертрофии (Н).

При съемке в условиях передачи гипертрофированного пространства граница дальней дистанции должна быть ограничена. Например, если необходимо приблизиться к объекту в два раза ближе относительно величины основной рампы, дальняя граница будет соответствовать величине основной дистанции рампы.

Параметры при B=34 мм и Н=2
Fмм Lбл, м Lp, м Lд, м
5 0,58 1,15 2,30
10 1,15 2,30 4,61
20 2,30 4,61 9,21
40 4,61 9,21

18,43

Параметры при B=68 мм и Н=2
F  мм Lбл, м Lp, м Lд, м
3,00 0,92 1,38 2,76
5 1,54 2,30 4,61
10 3,07 4,61 9,21
20 6,14 9,21 18,43
40 12,29 18,43 36,86

 При каждом кратном изменении дистанции рампы относительно дистанции основной рампы дальняя граница глубины комфортно воспроизводимого  пространства должна соответствовать величине дистанции рампы при предшествующем коэффициенте гипертрофии. Ниже приводятся параметры при съемке с гипепртрофией Н=3.

Параметры при B=34 мм и Н=3
Fмм Lбл, м Lp, м Lд, м
5 0,58 0,77 1,15
10 1,15 1,54 2,30
20 2,30 3,07 4,61
40 4,61 6,14 9,21
Параметры при B=68 мм и Н=3
Fмм Lбл, м Lp, м Lд, м
3 0,69 0,92 1,38
5 0,77 1,54 2,30
10 1,54 3,07 4,61
20 3,07 6,14 9,21
40 6,14 12,29 18,43

Комплекс,  для цифровой стереосъемки прошел рабочие испытания на  съемках открытия русского шатра, концерта группы "TATU" и дискотеки Тимоти, которые проходили в рамках Каннского фестиваля в мае 2008 года, на съемках городов Нью Йорка и Таллинна, Московского  фестиваля Юмора и зарекомендовал себя как удачное конструктивное решение для событийной съемки в  стереоформате.

Авторы проекта:
Сергей Рожков
Александр Мелкумов

Фото
Рассказ о камере на
youtube.com
"Нью Йорк" - видовой ролик, снятый цифровой камерой