- Главная
- Стереограммы
- Мир вокруг
- Бутылка
Бутылка
Большой вклад в развитие стереографии внесли Э. Лейт и Ю. Упатниекс. Они впервые использовали для записи стереограммы лазер. Их метод оказался более эффективным по сравнению с методом Габора. Рассмотрим его подробнее.
Луч лазера расщепляется полупрозрачным зеркалом на два потока. Прошедший поток называют опорным. Линза и вогнутое зеркало формируют в нем плоские волны. Их лучи параллельны друг другу. Другой, отраженный, поток называют объектным. С помощью системы зеркал и линзы он расширяется и освещает предмет. Если для простоты представить предмет в виде точки, то отраженные от него волны будут иметь сферическую форму с центром в этой точке. Опорный и объектный потоки проходят через фотопленку и в ее плоскости интерферируют. Там, где световые волны усиливают друг друга, фотоэмульсионный слой пленки засвечивается больше, а где ослабляют одна другую — меньше. После проявления пленка представляет собой стереограмму — записанную интерференционную картину. Такую запись можно получить тогда, когда разность фаз между волнами объектного и опорного потоков постоянна, т. е. когда излучение когерентно. Если за время экспозиции разность фаз меняется, рисунок на пленке становится размытым. К подобному результату приводит также сдвиг предмета во время экспозиции. Достаточно сместить предмет на 2·10ˆ- 5 см, как стереограмма оказывается испорченной. Чаще всего в этом повинны вибрации. Поэтому устройство для записи стереограмм стремятся установить на массивные каменные или мраморные плиты.
Итак, стереограмма получена. По сути это ни что иное, как дифракционная решетка.
Роль штрихов в ней играют темные и светлые полосы, но в голограмме они расположены не всегда параллельно, и расстояние между ними не всегда постоянно. Записанную на пленку стереограмму освещают восстанавливающим потоком лазера. Проходя через узор на стереограмме, свет испытывает дифракцию, в результате чего из пленки вместо одного выходят три потока. Один проходит, не меняя своего направления, а по обе стороны от него симметрично формируются два других. Если взглянуть на стереограмму под таким углом, чтобы в глаза попадал любой из боковых потоков, то создается иллюзия присутствия предмета, которого в действительности там нет. Это лишь результат деятельности нашей зрительной системы. Причем одно изображение мнимое. В этом нетрудно убедиться, поместив на его месте лист белой бумаги. Изображение на бумаге не появится. Изображение, полученное с помощью другого пучка, действительное, но сильно искаженное.
Повернем пленку обратной стороной к свету, теперь свет проходит через стереограмму как бы в обратном направлении. Снова за стереограммой образуется два боковых потока, но на этот раз исказится или пропадет мнимое изображение. Представим теперь, что предмет имеет некоторую протяженность. Интерференционная картина, фиксируемая пленкой, становится намного сложнее.
И тем не менее, освещая стереограмму светом, вновь получаем два изображения - мнимое и действительное. Если менять угол зрения в пределах бокового потока, то предмет можно рассматривать спереди и с боков, поскольку изображение трехмерно. Это одно из удивительных свойств стереографии.
Давая оценку этому методу, Габор отметил, что Э. Лейту и Ю. Упатниексу удалось получить то, что в свое время не смог сделать он — пространственно разнести мнимое и действительное изображения. Схема Габора была однолучевой, и полученные с ее помощью два изображения — действительное и мнимое — накладывались одно на другое. От этого страдало качество изображения. Лейт и Упатниекс, используя двухлучевую схему с разнесенными в пространстве опорным и объектным потоками, избавились от этого недостатка.
Присмотримся внимательнее к действительному изображению. Предмет кажется вывернутым наизнанку, его передняя поверхность воспринимается более далекой, чем боковые. Эта особенность оказалась полезной для изготовления голографических копий. Полученная стереограмма становится матрицей.
Ее освещают восстанавливающим потоком, а в плоскости действительного изображения предмета помещают вторую пленку, будущую копию. Одновременно с восстанавливающим на пленку направляют также опорный поток. Потоки интерферируют, и на пленке записывается интерференционная картина. Пленку проявляют, после чего копия готова, и ею можно пользоваться так же, как обычной стереограммой. Через нее пропускают восстанавливающий поток и получают трехмерное действительное изображение предмета. Но в этом случае изображение уже не вывернуто наизнанку, а полностью соответствует предмету. И, что особенно важно, оно находится перед стереограммой. Это позволяет сильнее ощутить эффект присутствия предмета. Изображение видно более четко, нежели когда его приходится рассматривать сквозь стереограмму. Такой метод позволяет тиражировать стереограммы, не прибегая к многократной съемке. Им широко пользуются в музейной практике для получения стереографических портретов. Применяют его и для рекламы промышленных товаров.
Наиболее интересным свойством голограммы является то, что любой небольшой ее фрагмент содержит информацию о всем предмете. Если пленку разрезать на несколько кусков, то каждый из них полностью воспроизведет весь предмет. Правда, качество изображения при этом ухудшается, однако такие дефекты, как царапины, затертости, практически не будут заметны. Таким образом, стереограмма представляет собой элемент распределенной памяти. Это обстоятельство вызвало предположение о том, что, возможно, память мозга человека по своей природе также является стереографической. Ведь хорошо известно, что можно разрушить часть мозга, но сохранить память.
Для записи и восстановления стереограмм не обязательно пользоваться лазерами с одинаковой длиной волны. Стереограмму можно записать, например, ультрафиолетовым светом, а восстановить — видимым. При этом изображение увеличится, т. е. меняя длину волны света, можно изменять масштаб изображения.
Схема Лейта и Упатниекса была реализована в 1963 г., а годом раньше ученый Ю. Н. Денисюк предложил новое направление развития стереографии. Он остроумно соединил стереографический метод с методом цветной фотографии, за который французский ученый Габриель Липпман в 1908 г. получил Нобелевскую премию. Липпман изготовил очень мелкозернистую толстослойную эмульсию, содержащую коллоидное бромистое серебро, и нанес ее на подложку из ртути, которая служила зеркалом. Свет, упавший на эмульсию, отражается от зеркала и вместе с падающей волной создает систему стоячих волн. Зерна коллоидного серебра выпадают в осадок на участках, где расположены максимумы волн. В толще эмульсии образуются слои, расстояние между которыми составляет половину длины волны. Если такую пластину проявить, а затем осветить белым светом, то слои отразят свет определенной длины волны. В результате изображение приобретает окраску.
Взяв за основу метод Липпмана, Ю. Н. Денисюк предложил освещать толстослойную эмульсию предметной и опорной волнами с противоположных сторон. В результате этого в эмульсии образуются стоячие волны, но расположены они уже не параллельно слою эмульсии, а по биссектрисе угла между волновыми фронтами. Если эмульсию проявить, а затем осветить белым светом, появится объемное одноцветное изображение предмета. Причем, когда свет падает на стереограмму с той стороны, где находился предмет при записи, то получают действительное изображение, а с противоположной — мнимое.
В 1971 г. Габор писал: «Несмотря на высокое искусство экспериментатора, из-за отсутствия лазера в 1962 г. Ю. Н. Денисюк смог привести лишь доказательство существования цветной отражающей стереограммы, которую можно освещать белым светом, но сама стереограмма была впервые изготовлена в 1965 г. Строуком и Лабейри, а двухцветный ее вариант — позднее Ли-ном, Пеннигтоном, Строуком и Лабейри. С тех пор техника изготовления одноцветных отражающих стереограмм была доведена до высокого уровня. Однако двух- и тем более трехцветные стереограммы все еще далеки от совершенства».
В 1969 г. американский ученый С. Беннет предложил так называемые «радужные стереограммы». В отличие от голограмм Ю. Н. Денисюка, их получают двухступенчатым методом. Сначала изготовляют матрицу, а затем с нее снимают копию. Метод нам уже знаком. Но есть некоторая особенность: при копировании свет пропускают не через всю матрицу, а только через узкую щель в ней. Теперь изображение предмета можно увидеть отчетливо, стоя там, где находится действительное изображение щели. Но при этом информация о глубине пространства сохраняется только в направлении вдоль изображения щели. В поперечном направлении эффект объемности пропадает. Когда через копию проходит белый свет, лучи разных цветов создают изображения щели на неодинаковых расстояниях от копии. Для красных лучей это расстояние меньше (около 30 см), для синих — больше (до 50 см). При рассмотрении пленки под разными углами можно заметить, как меняется цвет изображения. Например, там, где сходятся красные лучи, изображение окрашивается в красный цвет.

