Из двух одно

Как человек отличает плоское изображение от трехмерного предмета? Ответ на этот вопрос был известен еще Леонардо да Винчи. Поскольку люди видят мир двумя глазами, которые находятся на расстоянии друг от друга, зрительный центр мозга получает две заметно различающиеся картинки. Сравнивая эти плоские изображения, наше подсознание достраивает третье измерение.

Хотя великий итальянец был страстным изобретателем, он не сделал никаких практических выводов из своих наблюдений. Так что лавры создателя стереоскопа достались британцу Чарльзу Уитстоуну, одному из создателей телеграфа и первому ученому, который смог замерить скорость электрического тока. В1840 году Уитстоун получил медаль Королевского общества (то есть Британской академии наук) за работу о принципах стереоскопического зрения и за применение этих принципов в реальном приборе.

Основная идея Уитстоуна до сих пор верой и правдой служит миру 3D. Чтобы создать иллюзию трехмерного образа, надо снять объемную сцену двумя камерами, объективы которых находятся друг от друга на расстоянии в 63 мм по горизонтали (среднее расстояние между зрачками взрослых людей). Получившиеся изображения нужно одновременно показать публике. Причем так, чтобы левый глаз видел одну картинку, а правый - другую.

Казалось бы, все просто, но вот вопрос: как разделить глаза публики между двумя изображениями? В изобретении Уитстоуна для этого использовался принцип бинокля. В стереоскоп вставлялись две фотографии, левая из которых была видна через левый окуляр, а правая - через правый. Теперь мы знаем, что это наилучшее решение с точки зрения качества картинки и удобства для глаз. Но одновременно смотреть в стереоскоп мог лишь один человек. Такое решение годилось для светской игрушки и изучения особенностей зрения, но было совершенно непригодно для массовых сеансов. Поэтому стереоскоп Уитстоуна для кинематографа был непригоден.

В конце 1890-х британский изобретатель Уильям Фриз-Грин попытался применить концепцию Уитстоуна в кино, предложив демонстрировать две пленки соответственно на левую и правую половину экрана. Зрители, сидевшие посередине зала, должны были смотреть на экран через бинокль, в левый окуляр которого была видна только левая половина экрана, а в правый -только правая. Естественно, эта схема не была реализована даже в порядке эксперимента, поскольку она была громоздка и непрактична. После этого фиаско даже тем, кто продолжал верить в достоинства классического стереоскопа, стало ясно, что ЗD-изобра-жение в кино нуждается в более удобной технологии.

Красное и синее

К счастью, такая технология уже была хорошо известна. В1850-х немец Вильгельм Роллман, а затем французы Жо-зеф Д'Алмейда и Луи дю Орон научились создавать трехмерные изображения с помощью разноцветных линз. Оказалось, что когда человек смотрит на картинку через красный фильтр, то он не видит изображение, снятое через синий (или зеленый) фильтр. И наоборот. Следовательно, если поставить на объективы стереокамеры разноцветные фильтры, а затем совместить полученные изображения при фотопечати, то глаза зрителей в разноцветных очках будут видеть только «свои» картинки. Глаз, смотрящий через красную линзу, будет видеть фотографию, сделанную через красный фильтр, а глаз, смотрящий через синюю линзу, будет видеть фотографию, сделанную через синий фильтр. И возникнет стереоэффект. Эта технология получила название «анаглиф», образованное от греческого слова, которое значит «вырезать».

Все это здорово, но что делать, если пленка и техника печати не позволяют создавать цветные позитивы? В этом случае придется сохранить две разных картинки и одновременно проецировать их на экран с помощью проекторов с разноцветными линзами. В применении к кино это значит, что вам нужны две пленки и два идеально синхронных проектора.

Именно так работали первые кинозалы, в которых демонстрировались ЗD-фильмы. В 1915 году Эдвин Портер, режиссер первого вестерна «Большое ограбление поезда», представил на суд профессиональной публики несколько тестовых анаглифных фрагментов. В 1922-м голливудский режиссер и продюсер Гарри Фейролл организовал первые платные 3D-ceaнсы, на которых демонстрировался анаглифный художественный фильм «Сила любви», первый в своем роде. Однако коммерческого успеха эти опыты не имели.

Схожая судьба постигла и прочие ранние ЗD-эксперименты. Как американские, так и европейские (скажем, в 1934-м Луи Люмьер переснял «Прибытие поезда» в анаглифе). Главной технической проблемой двухпленочно-го показа были трудности с синхронизацией проекторов. Ведь даже сбой в пару кадров мгновенно превращал зрелище в мучение. Конечно, если бы на эту проблему навалились всем миром, можно было бы что-то придумать. Но в эпоху Великой депрессии студиям было не до вложений в эксперименты. Особенно в такие, которые в случае успеха требовали переоборудования множества кинозалов и переобучения тысяч сотрудников.

В сторону и вверх

Лишь ближе к концу 1930-х в ЗD-мире наметился прорыв, которому было суждено стать магистральным направлением индустрии. Зерном этого прорыва стали работы молодого химика Эдвина Лэнда, который в начале 1930-х придумал, как в коммерческих объемах и за небольшие деньги производить материалы, поляризующие свет.

Не вдаваясь в физические подробности, можно сказать, что поляризация света - эта та же фильтрация, что и в случае с разноцветными линзами. Только свет фильтруется не в соответствии с его цветом (то есть с длиной световых волн), а в соответствии с направлением колебаний его волн. Поляризующие фильтры полезны, когда нужно убрать из изображения всевозможные блики. Это нужно в фотографии, кино, производстве очков и стекол...

В 1932 году Лэнд создал компанию по производству поляризаторов, которая в 1937-м получила всем нам известное название Polaroid. За год до переименования фирмы изобретатель осознал, что эффект поляризации можно использовать для создания трехмерного изображения. Если один проектор будет показывать изображение, поляризованное прямо, а другой-поляризованное перпендикулярно, то очки с соответствующе поляризованными фильтрами смогут разделить получившуюся двойную картинку на две. Как и в случае с разноцветными линзами. Причем без вмешательства в цвета изображения, которое неизбежно при использовании анаглифа.

Как мы теперь знаем, Лэнд работал на перспективу. В то время коммерческое цветовое кино только начало развиваться, и у поляризованного 3D почти не было преимуществ в сравнении с анаглифным. Во-первых, новая технология не решала проблему двух проекторов, а усугубляла ее, поскольку делала их наличие обязательным. Если цветовая пленка позволяла записать в один кадр два анаглифных изображения, то с двумя различно поляризованными картинками это было невозможно. Изображения нужно было поляризовать во время демонстрации.

Во-вторых, зритель должен был сидеть в зале прямо и не склонять голову. Поскольку при наклоне головы поляризующие очки переставали четко разделять картинки. Напомним, поляризованные под прямым углом. В-третьих, помимо новых проекторов владельцы кинотеатров должны были покупать особые посеребренные экраны, не разрушающие эффект поляризации. Так что после первых нескольких экспериментов новое направление 3D заглохло и взяло перерыв на время Второй мировой войны.

«Дьявол» и другие

После всех фальстартов предшествующих десятилетий ЗD-технологии взяли реванш в начале 1950-х, когда Голливуд обнаружил, что почти половина зрителей изменила кино с телевидением. Вернувшиеся с войны мужчины и дождавшиеся их женщины не хотели менять долгожданный покой семейного гнездышка на сутолоку кинотеатров. Их нужно было привлечь чем-то необычным. Например, трехмерным кино.

Первый всплеск интереса к 3D начался в 1952 году, когда бывший радиодраматург Арч Оболер поставил картину «Дьявол Бвана». Это была художественно слабая лента об охоте на львов-людоедов (фильм 1996 года «Призрак и Тьма» обыгрывал ту же реальную историю), но сочетание технологии Лэнда с цветным кино создало столь захватывающий ЗD-эффект, что зрители валом валили в залы.

Несколько крупных и мелких студий тут же взялись снимать трехмерные фильмы. «Домвосковых фигур», «Оно прилетело из космоса», «Тварь из Черной лагуны» - вот лишь самые известные жанровые ЗD-картины, появившиеся в то время. Даже Альфред Хичкок отдал должное новому направлению, сняв «Наберите У для убийства».

Однако как только 3D-кино вышло на коммерческий уровень, всплыли неизжитые проблемы с синхронизацией пленок и сбоями поляризации из-за наклона головы. К тому же не все фильмы существенно выигрывали от 3D-эффектов. Что актуально для хоррора или боевика, то не смотрится в драме. Так что к началу 1955 года поднятая «Дьяволом» волна сошла на нет.

Чтобы решить проекторный вопрос, в середине 1960-х инженеры придумали, как показывать поляризованный фильм на одной пленке. Оказалось, что можно разместить два широкоэкранных изображения на одном кадре формата 4:3. Достаточно лишь их ужать и расположить друг над другом. Да, для «разбора» такого кадра нужен специальный проектор, но всего один, без проблем с синхронизацией.

К сожалению, в то время классический Голливуд уже проиграл войну телевидению, и в новом ЗD-формате снималось лишь довольно-таки низкопробное кино. Показательно, что самым известным и успешным трехмерным фильмом того времени была эротическая комедия «Стюардессы», выпущенная в 1970-м. Некоторые ЗD-картины 1960-х и 1970-х выпускались как в поляризованном формате, так и в однопленочном анаглифе.

Последний коммерческий пик этих двух форматов пришелся на начало 1980-х, когда, с одной стороны, картины вроде «Звездных войн» вновь привели зрителей в кино, а с другой стороны, видеопрокаты начали наступать кинотеатрам на пятки. Однако слабые постановки вроде «Челюстей 3D» и «Пятницы, 13-е, часть III» не могли вывести 3D-kиho вровень с мейнстримным 2D. Картины того времени в кино шли в однопленочной поляризации, а на видео издавались в анаглифе.

Новые приключения в 3D

Нынешний этап в истории 3D начался с наступлением нового века, когда компания IMAX профинансировала полнометражный документальный 3D-фильм Джеймса Кэмерона «Призраки глубины». Картина об обломках «Титаника» была снята по традиционной поляризованной технологии, но в сочетании со сверхвысоким разрешением формата IMAX и режиссурой одного из голливудских мастеров этот фильм вызвал достаточный ажиотаж, чтобы режиссеры и технологи вновь задумались о 3D-кино.

В том же 2003-м Роберт Родригес выпустил третью часть «Детей шпионов», а год спустя появился «Полярный экспресс» Роберта Земекиса. В отличие от «Призраков», эти ленты не были встречены аплодисментами критиков, но их сборы оказались достаточно велики, чтобы студии убедились в осмысленности вложений в 3D.

Тем временем в технологии демонстрации наконец-то случился долгожданный прорыв. Режиссер и инженер Ленни Липтон в начале века представил на суд профессионалов систему, получившую коммерческое название RealD.
Прежде всего, RealD использует очки не с линейной, а с круговой поляризацией (по часовой стрелке и против нее). Это исключает пропадание трехмерного эффекта при наклоне головы. Во-вторых, RealD использует цифровые проекторы, не требующие манипуляций с пленкой. В-третьих, вместо показа двух совмещенных изображений, меняющихся 24 раза в секунду, проекторы RealD в течение 1 /24 секунды демонстрируют три одинаковых кадра для одного глаза и три одинаковых кадра для другого глаза (с cooтветст-вующей поляризацией).

Поскольку мозг не успевает осмыслить столь быстрые перемены, зрители воспринимают это мелькание как обычную демонстрацию фильма. Только в 3D. При этом кадры для разных глаз не наслаиваются друг на друга, и смотрится такое изображение куда естественнее и приятнее, чем все прежние опыты с 3D.

Конечно, система RealD еще будет совершенствоваться. Но уже сейчас ясно, что крупные студии наконец-то получили 3D-формат, в котором не стыдно выпускать качественные блок-бастеры. Первой компанией, освоившей производство фильмов для демонстрации в залах RealD, стала студия Walt Disney. Их дебютом в этом формате стал мультфильм «Цыпленок Цыпа» (2005). Первым документальным фильмом в RealD стал диснеевский фильм-концерт Hannah Montana & Miley Cyrus: Best of Both Worlds (2008), а первым художественным фильмом - «Путешествие к центру Земли» (2008) студии Walden Media.

Почему Голливуд столь активно взялся за освоение RealD и ЗD-техно-логий сходного качества (например, Dolby 3D)? Потому что в целом прокатные сборы не вызывают энтузиазма. И это было так еще до кризиса. Широкоэкранные телевизоры, качественные DVD-плееры, Blu-Ray, дешевая и вполне достойная акустика... Все эти достижения в мире домашних кинотеатров неизбежно отнимают деньги у кинозалов. На сборы в которых студии привыкли рассчитывать при бюджетном планировании. И 3D - это сейчас единственное, что удерживает зрителей в кино.

Даже во время кризиса число 3D-залов постоянно растет, и сборы от них тоже увеличиваются. Причем не только в Штатах. За первое полугодие этого года в России появилось более 60 3D-залов в дополнение к 90 ранее существовавшим. И если двухмерная версия «Монстров против пришельцев» собрала в нашем прокате 8 миллионов долларов, то объемный вариант - более 4 миллионов. Хотя он демонстрировался в на порядок меньшем числе залов.

Так что сейчас современному 3D угрожают лишь две вещи. Во-первых, студии должны учесть ошибки прошлого и постоянно выпускать в новом формате достойные, интересные фильмы. Чтобы публика вновь не начала ассоциировать с объемной картинкой откровенный трэш, пытающийся «выехать» за счет примитивных визуальных трюков. Именно поэтому студии стараются привлечь к работе над 3D режиссеров вроде Джеймса Кэмерона.

Во-вторых, в ближайшем будущем должны появиться технологии, позволяющие демонстрацию 3D в домашнем комфорте. Трехмерные телевизоры и различные виды спецочков уже существуют. Дело за согласованием стандартов и выпуском соответствующих Blu-Ray-дисков и проигрывателей. Если мировая экономика выйдет из кризиса и вновь наберет обороты, то переход на новые форматы может произойти за несколько лет.

Конечно, крупные студии будут зарабатывать на продаже дисков и, очевидно, распространении фильмов в цифровом формате. Но если домашнее 3D будет сравнимо по качеству с кинокартинкой, то приток зрителей в кинозалы вновь иссякнет. И тогда придется изобретать что-то новое. Либо нечто ранее невиданное, либо что-то такое, с чем экспериментировали в прошлом и от чего отказались до лучших времен, Вполне возможно, что эти лучшие времена наступят раньше, чем нам кажется. А пока - наслаждаемся тем, что живем в эпоху, когда трехмерное кино наконец-то может сравняться с двухмерным по удобству и распространенности.