Záznam skutečného 3D obrazu

Integrální fotografie

Ani nejlepší fotografický snímek nevyhovuje úplně s optického stanoviska, ježto podává obraz bez reliefu, tedy jen tak, jak může býti viděn jedním okem, a postrádá prostorového dojmu, jaký máme, dívajíce se na předmět oběma očima. Částečně

zachycují prostorový dojem snímky stereoskopické, které však poskytují pohled toliko s určité strany, avšak nelze na nich pozorovati prostorové změny, jaké vidíme při malém odklonění hlavy, které mechanicky činíme, hledíce odhadnouti prostorovou rozlohu předmětu, na který se díváme. Francouz E. Estanave zabýval se tímto fotografickým problémem, a podařilo se mu dosáhnouti jistých úspěchů pomocí desky autostereoskopické. Pomocí tohoto zdokonalení lze pozorovati obraz předmětu přímo bez jakéhokoliv optického zařízení, jakého vyžaduje známý stereoskop. Přes to však úloha nebyla rozluštěna, a známý vynálezce Gabriel Lippmann podal roku 1908 francouzské Akademii věd zprávu, ve které naznačil cestu, kterou jest možno rozluštiti problém prostorové fotografie čili, jak byla též ozačena, fotografie integrální.

Problémem počal se ihned zabývati rovněž i E. Estanave, použiv zkušeností, které získal na tomto poli již při konstrukci svých desek autostereoskopických. Řešení Lippmannovo bylo v podstatě toto: Na fotografické desce zachytí se řada mikroskopických obrázků předmětu soustavou

těsně vedle sebe ležících velmi malých objektivů, a díváme-li se na průhlednou positivní kopii obrazu soustavou čoček, která obrazy vytvořila, vidíme předmět nejen prostorově, ale při různém sklonu hlavy pozorujeme nové partie jako na skutečném předmětu. Z uvedeného jest patrno, jak veliké obtíže naskytují se praktickému provedení vynálezu, a tím lze vysvětliti, že důmyslná myšlenka Lippmannova došla uskutečnění teprve po 17 létech později. Fotografický snímek, na který se díváme, musí dávati z velkého počtu jednotlivých obrazů jediný výsledný obraz a musí vyhověti podmínkám prostorového vidění, t. j. z téhož místa dávati dva perspektivní pohledy, a dále každé oko musí viděti jen jedinou určitou perspektivu, tedy musí poskytovati pro pravé oko pohled s pravé strany, pro levé oko se strany levé.

Z toho důvodu jsou v stereoskopu dva odlišné perspektivní obrazy, každý pro jedno oko, takže vždy okem musíme pozorovati obrázky dva. Další podmínkou, která musí býti splněna, jest, aby myšlené paprsky, jdoucí od oka k jednotlivým částem předmětu, se protínaly na místě, kde předmět skutečně stál. Kdyby byla stěna pozorovaného předmětu, viděná se strany pravého oka, zbarvena

červeně a se strany levého oka zeleně, jest potřebí, aby na obraze pro pravé oko byla barva červená, pro levé zelená, a aby prodloužené paprsky setkaly se tam, kde stěna skutečně byla. Jednotlivé mikroskopické obrázky stereoskopické desky musí vyhovovati právě této podmínce. Každým okem musíme viděti jeden obrázek, avšak oba obrázky budou tvořiti stereoskopickou dvojici, takže ke každému obrázku pro oko pravé musí obsahovati fotografie přiřaděný obrázek pro oko levé, a všecky obrázky tvoří jakousi mosaiku, dávající jediný dojem viděného předmětu.

Objektiv, kterého bylo použito pro zhotovení mosaikového obrázku, byl sestaven z řady čoček Stanhopových o ohniskové vzdálenosti 6 mm, a každá čočka tvořila vlastně čtvercový výřez z čočky o základně 2 mm, jak patrno z obrázku 1. Jednotlivé čočky byly složeny vedle sebe, takže tvořily úplný objektiv, jehož ohnisková rovina leží přímo v základně objektivu. Mnohonásobný objektiv může býti složen z čoček o základně šestiboké a připomíná složení oka vážek (obr. 3.). Jednotlivé hranolky čočkové jsou na ploškách, jimiž se stýkají, pokryty černým povlakem, který tvoří diafragmu, takže každá čočka jest vlastně malou fotografickou komorou. Pro fotografii není třeba zvláštní komory, a fotografická deska se podloží přímo pod mnohonásobný objektiv. Vynálezce použil s výborným výsledkem zvláště Guilleminotových desek značky

Collodium. Fotografie provede se otevřením objektivu bez jakéhokoliv nastavování vzdálenosti, a negativ se vyvolá běžným způsobem. Při prvých pokusech pracoval vynálezce s objektivy, jež dávaly 56, respektive 95 obrázků. Později obdržel pro desky velikosti 6½ X 9 objektiv, mající 432 malých čoček. V obr. 2. vidíme fotografii sošky, ovšem zvětšenou pro reprodukci.

Fotografický přístroj integrální je jednoduchý; na běžné třínožce jest objektiv se zásuvkou pro fotografickou desku, ale nemá žádné komory, neboť jednotlivé čočky tvoří samy řadu fotografických malých komor. Zhotovený negativ překopíruje se na diapositiv, který se zasune znovu do kasety (obr. 3.), opatřené mnohonásobným objektivem, a prohlíží se proti světlu (obr. 4.). Jednotlivé obrázky musí zaujmouti místo přesně proti jednotlivým čočkám, jimiž byly zachyceny, a za tím účelem je kaseta opatřena kulisami, jež umožňují přesné postavení. Obrázek, který spatřujeme skrze objektiv, zdá se býti daleko za objektivem a činí úplně plastický dojem. Pohneme-li objektivem tak, že směr paprsků vstupujících do oka zaujme jinou polohu, vidíme takovou změnu, jako když skutečný předmět pozorujeme s několika stran. Samozřejmě jest nutno otočiti obrázek o 180° proti původnímu postavení, aby bylo lze pozorovati předměty ve správné poloze, tedy hlavami nahoru. V obr. 3. vidíme pozorovací kasetu, kde se na diapositiv díváme objektivem, osvětlovaným mléčným sklem. Obraz není arciť nikdy příliš ostrý, poněvadž je vždy složen ze dvou obrázků, tvořících stereoskopickou dvojici.

Jakým způsobem se dosáhne při pohledu na mnohonásobný obrázek jednoduchého plastického dojmu, lze objasniti na základě schematického nákresu v obr. 5. Určitý bod A fotografovaného předmětu je zobrazen jednotlivými objektivy, avšak v různé poloze, odpovídající na př. bodům a, a', a'' na fotografické desce P. Osvětlíme-li nyní zdrojem L desku od zadu rovnoběžnými paprsky, budou tímtéž systémem čoček, jímž byly zachyceny, lámány paprsky, vystupující z bodů a, a', a'', do jediného bodu A. Jestliže místo na rovinnou průmětnu EE' bylo by možno jednotlivé body promítnouti na plošky, kde se paprsky sbíhají, tvořily by jednotlivé plošky prostorovou obalovou plochu zobrazeného předmětu. Díváme-li se na obraz okem z polohy O, zachytí oko paprsek z bodu a, probíhající směrem Os. Z této polohy nevidí arciť oko homologický paprsek z bodu a' , prostupující čočkou s', a kdyby měl býti okem zachycen, bylo by třeba posunouti oko do polohy O', ležící ve směru s' O' A. V sousední čočce b může však oko zachytiti paprsek, vycházející ze sousedního bodu b obrazu, nikoliv však příslušný bod a. Z každé čočky přichází tedy do oka obraz jiné části předmětu, takže oko má dojem celého obrazu, avšak každá jeho část promítnuta jest do oka z jiného malého obrázku. Ovšem zjev platí současně pro obě oči, takže každé oko bude viděti obraz předmětu, avšak obrazy budou pošinuty proti sobě o vzdálenost očí, a bude tedy výsledný dojem stereoskopický. Zaujme-li obraz vůči pozorovateli jinou polohu, změní se i paprsky, které dopadají do oka, a pozorovatel bude viděti jednotlivé elementy pošinuté, takže výsledný dojem, dosti překvapující, odpovídá jakoby pozorovatel pohlížel na skutečný předmět z pošinutého místa. Pozorovaný obrázek dává tím spíše dojem skutečného předmětu, že obraz jeví se čočkami zvětšen v témž poměru, jak byl na fotografii zmenšen, tedy ve skutečné velikosti.

Integrální deska Lippmannova zhotovena jest na témž principu. Na ploše desky jest citlivá emulse s velmi jemným zrnem, kterou lze přímo bez kopírování přeměniti na positiv. Druhá strana je pokryta jemnými polosférami těsně vedle sebe ležícími, které slouží jako velmi malé elementární objektivy. Jednotlivé sféry jsou mezi sebou opticky odděleny černým lakem, a jejich zakřivení je tak voleno, že ohniskové vzdálenosti leží v rovině, spadající přímo na místo, kde jest citlivá emulse. Jest pochopitelno, že takováto deska nepotřebuje pro vzetí snímku žádného fotografického přístroje, neboť je sama složena z řady elementárních fotografických komor, tvořených malými čočkami. Při exposici je třeba desku jen postaviti proti fotografovanému předmětu, osvětliti ji, vyvolati známými cestami, a konečně změniti tmavá místa na světlá, čili jednoduše zhotoviti z negativního obrázku positiv, což jest chemicky velmi dobře možno. Tím jest práce s deskou ukončena, a při pozorování v průhledu spatřujeme dokonalý plastický obraz, který možno prohlédnouti i z několika poloh odklonem hlavy, jako bychom se dívali na skutečný předmět. Estanave zabýval se také naznačeným pochodem, avšak nebylo možno dosáhnouti dosti rovnoměrných čoček, takže obrázky byly matné. Prvým způsobem, použitím objektivu složeného z čoček Stanhopových, dosaženo však bylo výsledků velmi dobrých.

Estanave vynalezl již roku 1908 fotografickou desku autostereoskopickou, která byla vystavena na několika výstavách, hlavně na výstavě století fotografie. Obě desky, autostereoskopická a integrální, umožňují viděti plastický obraz bez jakéhokoliv pomocného přístroje pouhým pohledem na desku. V obou případech vidí pravé oko obraz pošinutý proti onomu, který vidí oko levé, což jest podmínkou prostorového vidění. Avšak na desce autostereoskopické jsou zachyceny skutečně pouze dva obrázky, každý pro jedno oko, rozdělené však soustavou linií nebo čtverečků, kdežto na desce integrální zachycena jest řada obrázků různých poloh. Oba obrazy desky autostereoskopické jsou sestaveny ze čtverečků nebo bodů a čar, příslušných jednotlivým polohám, takže oko při průhledu sít spatřuje vždy pravým okem jednu a levým druhou část obrazu. Při pohledu na desku integrální dopadá do oka z každého celistvého obrazu jen příslušná část, a tyto části dohromady tvoří plastický obraz. Tím jest rovněž vysvětlitelno, že při pohledu z jiné polohy spatřujeme také i pohled z jiné polohy jako ve skutečnosti, čehož při desce autostereoskopické není.