Для художников в этом нет ничего неожиданного, поскольку они слишком хорошо знакомы со всеми трудностями и ограничениями техники изображения трехмерных предметов на плоскости. Леонардо да Винчи писал:
"Натуру, рассматриваемую двумя глазами, невозможно передать на картине так, чтобы и там она видна была с равной выпуклостью, хотя бы линии, свет, тени и цвет переданы были совершенно в точности".
Леонардо, правда, не догадывался о том, что разные позиции наблюдения, занимаемые в пространстве двумя глазами (от чего и возникает так называемая "диспаратность" ретинальных изображений), совмещаются затем в мозгу, после чего и ощущается стереоскопическая глубина. Первый намек на понимание этого появился удивительно поздно - в "Трактате об оптике", изданном Джозефом Гаррисом в 1775 году. Гаррис подошел к пониманию основы стереозрения. Он писал:
"И при помощи параллакса, образующегося за счет расстояния между глазами, мы можем различать, помимо передней стороны, еще и разные части боковых сторон предмета... а это дает нам видимый рельеф такого предмета, помогая различить его и отделить от плоскости, в которой он лежит. Так, нос тем более выделяется, чем больше мы видим его с обеих сторон лица одновременно!"
Гаррис явно имеет в виду реальность, а не двойные искусственные картины, поскольку в то время стереоскопа еще не существовало; даже в течение следующих пятидесяти лет никто не видел стереокартин.
Рис. 101. Стереоэффект, достигаемый скашиванием глаз к носу; усилить конвергенцию помогает булавка
Стереоскоп был изобретен английским физиком Чарлзом Уитстоном, скорее всего, в 1833 году; описание стереоскопа автор опубликовал в 1838 году. Идея была прекрасна в своей простоте; берутся две картинки, по-разному изображающие один и тот же предмет: на одной картинке предмет показан так, как его видит правый глаз, на другой - так, как видит левый; затем человеку одновременно показывают эту пару картинок, но так, чтобы каждую из них видел только один глаз. Результаты, полученные Уитстоном, оказались поразительными. Даже обыкновенные штриховые рисунки, без всяких оттенков или иных намеков на глубину, воспринимались в четком и несомненном рельефе. Линии рисунков ясно выступали из плоскости, как будто совершенно не находились в ней. Говоря современным языком, Уитстон полностью устранил парадокс картин, одним-единственным приемом отделив картину от ее фона.
В середине девятнадцатого столетия было разработано несколько типов стереоскопа. Но зачем, собственно, нужен какой бы то ни было аппарат? Почему бы не дать наблюдателю попросту пару соответствующих картин, так чтобы каждая была видна лишь одному глазу? Ответ заключается в следующем: во-первых, большинству людей лишь с очень большим трудом удается сохранять параллельное направление зрительных осей при взгляде на близкие предметы, так как всегда есть сильное стремление свести оси обоих глаз к одной точке - конвергировать к близкому предмету; во-вторых, картинки пришлось бы делать очень маленькими. Второе объясняется тем что трудно усилить аккомодацию более чем на 4 диоптрии, соответственно расстоянию до рисунков (25 сантиметров)[15]; учитывая, что расстояние между глазами всего около 6 сантиметров, приходится делать картинки маленькими, иначе они наложатся одна на другую, когда зрительные оси станут параллельными. Некоторым людям удается, однако, видеть стереокартинки крест-накрест (при резко усиленной конвергенции, как это показано на рис. 101). Так что рассматривание стереокартин без аппаратуры возможно, но это утомительно и не дает хорошего стереоэффекта.
Уитстон применил пару зеркал, каждое из которых повернуто под углом 45 градусов к зрительной оси одного глаза, так что картинки располагаются по сторонам (рис. 102). Дэвид Брустер в 1849 году изобрел другую систему стереоскопии - с использованием линз. Картинки невелики, линзы их увеличивают; к системе добавлены отклоняющие стекла-призмы, что позволяет раздвинуть центры картинок на расстояние, превышающее базис, но не мешает при этом одновременно рассматривать их и сливать воедино (рис. 103). Инструмент Брустера гораздо компактней зеркального стереоскопа и лучше подходит для использования фотографических изображений. Он вошел в обиход викторианских гостиных в пятидесятых годах XIX века, когда дагерротипы стали широко известны. В сущности, стереоскопия появилась почти одновременно с фотографией, и, хотя к концу столетия она утратила свою популярность (за исключением сферы научного использования), сегодня она снова возрождается.
15
В оптике используется как линейное, так и диоптрийное исчисление расстояний; между обоими имеется простая (обратная) связь: расстоянию 1 метр соответствует 1 диоптрия, расстоянию 0,1 метра - 10 диоптрий и т. д. - Прим, перев.