Стереоскопическая фотография

Восприятие глубины пространства, объемности предметов объясняет присущее человеку стереоскопическое зрение. Каждый глаз воспринимает изображение двухмерным – плоским. Поскольку эти изображения наблюдаются с разных направлений, то они неизбежно отличаются друг от друга. Мозг человека выявляет эти различия, а разностный сигнал преобразует в ощущение глубины и объемности пространства.

Восприятие глубины пространства связано с расстоянием до предметов и базисом стереоскопического зрения – расстоянием между центрами зрачков глаз. У человека оно относительно невелико и составляет в среднем 65 мм, обеспечивая восприятие глубины пространства в пределах до 500 м. Лучше глубина пространства воспринимается для относительно близко расположенных предметов. С их удалением от наблюдателя стереоэффект выражен слабее. Для получения стереоэффекта на большей глубине пространства базис съемки увеличивают, однако значительное его возрастание может привести к преувеличенному восприятию объемности – гиперстереоскопии.

Аналогичную схему используют и в стереофотографии. Сначала с двух направлений получают плоские снимки (стереопару), а затем обеспечивают объемность их восприятия, рассматривая через специальные устройства. По таким изображениям легко просматривается пространственное расположение объектов, определяются расстояния между ними и их размеры.

Таким образом, стереоскопическая фотография – это совокупность приемов, позволяющих преобразовывать плоские изображения на снимках в трехмерное изображение.

В криминалистической практике стереофотографию применяют при фиксации мест происшествий с нагромождением большого числа элементов обстановки; при съемке многоплановых участков местности, которые на снимке сливаются в одной плоскости или при съемке трудновоспринимаемых на одном снимке предметов; для получения четкого представления о позе трупа. В ходе осмотра мест происшествий к стереосъемке прибегают и для фиксации предметов-вещественных доказательств и следов, получая объемные их изображения. Ее используют и в экспертной практике при исследовании следов орудий взлома и инструментов, обуви, транспортных средств, следов на стреляных пулях и гильзах. По стереоснимкам определяют пространственные параметры предметов, вычерчивают планы мест происшествий.

Фотокамеры и приспособления. Стереоснимки получают с помощью различных фотокамер. Специально для стереосъемки, например, предназначена среднеформатная камера «Спутник» с двумя объективами 4,5/75. Для криминалистических целей разработаны двухобъективные фотокамеры МСФ-1 и БСФ-2, позволяющие вести съемку объектов с расстояния от 0,4 м до бесконечности. Для малоформатных фотоаппаратов типа «Зенит» выпускаются стереонасадки, устанавливаемые на объективы «Индустар-22» и «Индустар-50-2». Стереосъемку можно вести и обычными фотокамерами. Для этой цели используют различные передвижные или перекидные устройства, установленные на штативе и позволяющие параллельно перемещать камеру на расстояние, равное базису.

Просмотр стереопар. На стереопарах изображение одного объекта расположено на различном расстоянии от центра снимка, вследствие чего один глаз видит несколько иное изображение, чем другой. Синтез двух плоских изображений в объемное осуществляют в специальных приборах – стереоскопах, где каждый глаз видит только одно, ему предназначенное, изображение. Существуют различные модификации этих приборов: портативные, настольные, стационарные. В одних случаях для наблюдения изображения используют линзовые объективы, в других – отражающие зеркала, разделенные перегородкой. Стереоснимки закрепляют в рамке на подставке и перемещают до тех пор, пока не появляется объемная модель исходного объекта.

Для получения стереоэффекта предназначены также диа- и кинопроекторы с двумя объективами и насадкой. Каждый объектив проецирует изображение на экран с одного из кадров стереопары, а насадка обеспечивает их совмещение на экране. При анаглифическом и поляризационном способах проекции на объективах проекторов устанавливают цветные или поляризационные светофильтры, а для разделения изображения необходимы соответствующие очки. При безочковом способе изображение наблюдают на специальных растровых экранах, обеспечивающих разделение зон видения правого и левого изображений.

Изготовление стереопар. Стереосъемку ведут на низкочувствительные мелкозернистые фотопленки типа ФН-32, ФН-64, которые обрабатывают в мелкозернистых выравнивающих проявителях для максимальной детализации изображения. Отпечатки с негативов изготавливают на глянцевой фотобумаге, на которой структура подложки малозаметна. С этой целью используют также диапозитивные пластинки и плоские пленки.

Снимки, получаемые двухобъективными фотокамерами или обычным фотоаппаратом с двух точек, представляют собой несогласованную стереопару. Такая стереопара при наблюдении в стереоскопе дает псевдостереоскопический эффект, при котором выпуклые части объекта выглядят вогнутыми и наоборот. Для исключения зрительной иллюзии отпечаток со стереопары разрезают на два снимка, которые наклеивают на картон, меняя местами, чтобы изображение, сформированное правым объективом, наблюдалось правым глазом, а сформированное левым – находилось против левого. Размещая снимки, учитывают, что расстояние между главными точками, расположенными на пересечении диагоналей, должно соответствовать расстоянию между оптическими осями линз стереоскопа, а последние – проходить через главные точки снимков.

Проведение расчетов. Количественная оценка линейных размеров расположенных в пространстве объектов по стереоснимкам основана на закономерностях изменения перспективы. Зависимость между действительными размерами объекта и его размерами на изображении связана с расстоянием до предмета, фокусным расстоянием объектива, базисом съемки и величиной смешения одноименных точек на двух изображениях (параллаксом).

Базис стереосъемки в каждом конкретном случае определяет расстояние до фотографируемого предмета и размеры последнего. Для повышения точности измерений съемку удаленных предметов производят с наибольшим базисом. Так, для предметов, расположенных на расстоянии более 10 м от фотокамеры, базис составляет не менее 80 – 100 мм, при меньшем удалении 50 см и менее. При съемке близко расположенных предметов необходима широкоугольная оптика, которая позволяет охватить более обширные участки места происшествия.

Вычисление размеров предметов проводят по обоим снимкам стереопары, на которых сохранены границы кадров (см. рис. 77). Исходя из найденного параллакса1, представляющего разность отрезков между левыми (правыми) границами кадров стереопары и одноименными точками предмета на двух изображениях, определяют удаление предмета относительно базиса (точки) съемки:

= B·f/P, (1)

где – расстояние от базиса до предмета,

f – фокусное расстояние объектива;

P – параллакс,

B – базис стереофотосъемки.

Размеры предметов (длину и высоту) находят по формулам:

L = · ℓ/f; а с учетом (1) ,

где L – искомая длина предмета;

ℓ – длина изображения предмета на снимке;

H = ·h/f, или ,

где Н – искомая высота предмета;

h – высота изображения предмета на снимке.

Размеры предметов в глубину вычисляют как разность расстояний от базиса до задней и передней плоскостей изображения предмета:

Δ = ₂ – ₁ = .

Вычисления по стереопарам, полученным малоформатными камерами (24 х 36 см), проводят по предварительно увеличенным в 3-4 раза изображениям. В этом случае при определении параллакса следует учитывать кратность увеличения изображения снимка при позитивной печати (Р/К).Проведение вычислений по стереоснимкам – довольно трудоемкий процесс, который дает большие погрешности. Более точные данные для вычислений получают, проводя измерения непосредственно на негативах с помощью инструментального микроскопа ММИ-2. Усовершенствованным методом стереосъемки является метод стереофотограмметрической съемки, применяемый при осмотрах мест происшествий (особенно дорожно-транспортных; по уголовным делам, связанным со взрывами, железнодорожными катастрофами и др.), который объединяет возможности стерео- и измерительных методов. По полученным стереоснимкам с помощью специальных устройств (стереокомпаратора или стереографа) автоматически вычерчивают масштабный план места происшествия, определяют точные размеры расположенных на нем предметов.

Для фиксации мест дорожно-транспортных

происшествий в органах внутренних дел применяют стереофотограмметрическую камеру SMK-5,5/0808-120, установленную на специальном автомобиле. Фотокамера с объективом Lamegon (f = 56 мм), сфокусированная на расстояние 8 м, позволяет вести съемку в диапазоне от 5 до 30 м.