§ 4.8 Стереоскопические способы изображении рельефа. Анаглифы

Описанные выше способы изображения рельефа воссоздают лишь мысленную картину трехмерного пространства. Между тем из геометрической оптики известно, что объемное ощущение возникает в результате стереоэффекта при рассматривании двух плоских перспективных изображений - стереопары. Если каждый глаз видит только один из компонентов стереопары, она воспринимается в едином, совмещенном образе как пространственное изображение.

Обычно стереопары готовят посредством фотографирования натуральных объектов с двух точек зрения, например путем аэросъемки земной поверхности или фотографирования рельефных моделей местности (см. § 4.9) - последнее для стереоэффекта отмывки. Глубинное ощущение горизонталей получается, когда одним рисунком служит сама карта, другим - ее копия, выполняемая с последовательным смещением горизонталей и контуров.

Расчет смещений прост. Когда точки т и тХ) обозначенные на листе бумаги Б, расположены в одной плоскости с главными точками левого л и правого п глаз и видимы (точка т правым глазом, а точка т₁ левым), они сливаются в одно изображение, ощущаемое в точке Т вне плоскости Б на высоте в (рис. 4.12). Полагая, что длина лп, обозначаемая далее буквой б, является базисом зрения (расстояние между главными точками глаз, равное в среднем 65 мм), а удаление Р глаз от бумаги соответствует расстоянию наилучшего зрения

Рис. 4.12

Рис. 4.13

(250 мм), легко найти зависимость между удалением в точки Т от плоскости Б и расстоянием mm₁ точек между собой. Из подобия треугольников Тлп и Tmm₁ следует, что

(4.4)

откуда

(4.5)

Таким образом, ощущаемая зрительно высота в зависит от расстояния mm₁ т. е. от взаимного удаления точек в плоскости базиса зрения, и может быть задана по желанию, а неодинаковые смещения параллельно базису зрения нескольких пар точек (рис. 4.13) создают впечатление различной высоты этих точек, т. е. эффект глубинного зрения.

Полагая, что в равно высоте сечения рельефа (переведенной в масштаб карты), легко подсчитать смещение mm₁при переходе к следующей по высоте горизонтали. Для большего эффекта, особенно на картах мелких масштабов, вертикальный масштаб преувеличивается по сравнению с горизонтальным.

Получение второго стереоскопического рисунка горизонталей, мешкотное при ручной работе, легко выполняется на графопостроителе после цифрования горизонталей основной карты.

Однако для пользования такими стереопарами необходим стереоскоп. Чтение карты упрощается при совмещении стереоскопических изображений, напечатанных в дополнительных цветах. Их называют анаглифами (от греческого «анаглифос» - рельефный).

Пусть точки m и m₁ (рис. 4.14) нанесены на белой бумаге: первая - красной, вторая - сине-зеленой тушью. Предположим, что эти точки рассматриваются через очки-светофильтры, причем перед левым глазом помещен красный, а перед правым - сине-зеленый светофильтр.

Так как красный светофильтр поглощает все лучи, за исключением красных, то фон бумаги представится левому глазу окрашенным в красный цвет. Красная точка т сольется с фоном бумаги и станет невидимой, а точка т₁ зеленый луч от которой задерживается светофильтром, будет казаться серой. Равным образом правый глаз увидит через сине-зеленый светофильтр лишь точку т в виде серой точки на сине-зеленом фоне. В результате точки т и т₁ сольются в одно серое изображение, воспринимаемое в точке Т, а красный и сине-зеленый фоны бумаги, видимые одним левым, а другой- правым глазом, дополняя один другой, будут восприняты как белые поверхности. При анаглифическом способе две системы горизонталей печатают совместно в дополнительных цветах. При их рассматривании через очки-светофильтры зритель видит на белом фоне серые, располагающиеся одна над другой горизонтали, которые могут сопровождаться обозначениями всех других элементов общегеографической карты. Большая пластичность изображения, отсутствие необходимости в каких-либо приборах, за исключением очков-светофильтров и возможность чтения рельефа без тренировки - достоинство анагли-фического способа. Однако анаглифические карты не заменяют обычных топографических карт. Они непригодны для измерения, расчетов и проектирования. Два разной силы штриховых рисунка, перекрывающих один другой, создают при рассмотрении их без светофильтра пестроту, в которой слабо ориентируется даже опытный глаз.

Стереоэффект возникает также при рассмотрении невооруженным глазом плоской стереопары, сдвоенной чередованием весьма узких полосок (0,2 - 0,4 мм) обоих изображений с наложенной на них линзовой растровой пленкой такой же линиатуры. Этот способ теперь хорошо известен по объемным видовым открыткам.

Объемное картографическое изображение может быть получено посредством голографии (Подробнее об объемном картографическом изображении рельефа см.: Смирнов Л. Е. Трехмерное картографирование. Л., 1982. 101 с.).

Наконец отметим, что рассмотренные выше стереоскопические способы в равной мере применимы для объемного картографирования любых поверхностей, в частности статистических.

Рис. 4.14