стереофотограмметрические  приборы

На границе 19 и 20 веков К. Пульфрих заинтересовался стереоскопией, но прежде, чем описывать его работы, нужно дать пояснение. По его собственному высказыванию он поранил себе левый глаз, когда был молодым человеком. Однако до 1905 г. К. Пульфрих не упоминал о каких либо ограничениях в своём зрении. По данным его коллеги Макса фон Рора (Max von Rohr) у него с 1905 г. в левом глазу стала развиваться катаракта. В связи с этим К. Пульфрих не мог смотреть пространственно и, несмотря на этот недостаток, он создал стереокомпаратор, участвовал в разработке конструкции стереоавтографа, описал псевдостереоскопический эффект, названный его именем.

О создании стереокомпаратора К. Пульфрих доложил в 1901 г. на 73-й Конференции учёных естественных наук и врачей, проходившей в Гамбурге. Стереокомпаратор это первый стереофотограмметрический прибор, изготовленный на фирме Карл Цейсс Йена.

Первая модель стереокомпаратора (рис. 4) отличалась от привычной для нас конструкции этого прибора. В качестве наблюдательной системы использовался либо зеркальный стереоскоп Гельмгольца, либо бинокулярный микроскоп с увеличениями 4, 6 и 8 крат. Движений по координатным осям наблюдательная система не имела. Для стереоскопического измерения фотоснимков К. Пульфрих применил способ мнимой марки, предложенный в 1892 г. Ф. Штольцем (Германия) и применяющийся до сих пор для измерения стереоскопических изображений. Суть способа состоит в том, что в каждом окуляре устанавливается измерительная марка одинаковой формы (крест, точка), одинаковой величины и одинакового цвета. При наблюдении стереоизображения эти марки сливаются в одну мнимую марку (стереомарку), перемещающуюся по трём координатам.

Снимкодержатели (под формат фотопластинок 13х18 см) располагались на каретках, перемещающихся по осям х и у. Каретка y перемещалась вверх-вниз по наклонным направляющим. Каретка х двигалась по направляющим, расположенным на каретке у. Для измерения продольного и поперечного параллаксов снимкодержатели перемещались по направляющим, установленным на каретке х. Измерение продольного параллакса выполнялось движением правого снимкодержателя вдоль оси х, а измерение поперечного параллакса - движением левого снимкодержателя вдоль оси у. Снимкодержатели вращались в своей плоскости. Чтобы компенсировать вес всех кареток, к каретке y был прикреплён тросик, а сзади прибора к тросику подвешен груз соответствующего веса.

Используя такую конструктивную схему К. Пульфрих разработал ещё две модели стереокомпаратора: модель А под формат фотопластинок 24х30 см и модель В под формат фотопластинок 16х18 см. Кроме того, для одновременного измерения двух пар фотоснимков береговой полосы, полученных с борта судна, он создал модель С (рис. 5), у которой наблюдательная система перемещалась вверх-вниз для наблюдения каждой стереопары.

В 1906 г. К. Пульфрих разработал четвёртую модель D (рис. 6), имевшую конструкцию, по которой в дальнейшем создавались стереокомпараторы во всех странах. Каретка х со снимкодержателями была установлена горизонтально, а наблюдательная система стала перемещаться по оси у в горизонтальной плоскости. В результате отпала необходимость в противовесе. Правый снимкодержатель был установлен на двух крестообразных суппортах для измерения продольного и поперечного параллаксов. Левый снимкодержатель можно было перемещать вдоль оси x, но это было установочное движение, а не измерительное [1, 2, 5, 15].

В нашей стране в середине 30-х годов завод "Геодезия" выпустил первый отечественный стереокомпаратор (рис. 7), который был построен по той же конструктивной схеме, что и у модели D. Однако у неё было неудобство для оператора. При перемещении наблюдательной системы оператор вынужден был вслед за бинокуляром перемещать голову вперёд-назад. На последующих моделях этот недостаток был исключён путём разделения оптической системы на неподвижную (бинокулярную головку) и подвижную части, между которыми в каждой ветви был установлен параллельный пучок оптических лучей.

В июне 1901 г. К. Пульфрих впервые использовал стереокомпаратор для измерения снимков звёздного неба, которые ему предоставил астроном М. Вольф (М. Wolf). К. Пульфрих отметил, что отыскание и отождествление звёзд и следов планет при стереоскопическом рассматривании происходит проще и быстрее, чем по одиночным фотоснимкам. Кроме того, оно позволяет отличать дефекты фотоэмульсии на фотопластинках от изображений небесных тел. Карл Пульфрих в своей работе по использованию стереокомпаратора в астрономии написал, что ему доставляло наслаждение стереоскопическое рассматривание снимков звёздного неба. Вместе с М. Вольфом они обнаружили, что при повороте фотопластинок на 90⁰ стереоскопическое изображение превращалось в плоское (сейчас это называется нулевой стереоэффект), а при повороте ещё на 90⁰ наблюдался обратный стереоэффект. По стереопаре фотоснимков Луны К. Пульфрих пробовал измерять высоты кратеров и составил план небольшого участка лунной поверхности. Им были выполнены на стереокомпараторе измерения снимков Солнца [1, 2].

В 1957 г. на 1-м Международном фотограмметрическом съезде канадский фотограмметрист Ю.В. Хелава (U.V. Helava) сообщил об общих принципах конструкции аналитического стереофотограмметрического прибора, который должен состоять из измерительного блока, созданного на базе стереокомпаратора, компьютера и координатографа. Таким образом, стереокомпаратор Пульфриха получил новую жизнь. Первый образец такого прибора был создан фирмами OMI (Италия) и Bendix (США) под названием АР-1 (analytical plotter) и был продемонстрирован в 1960 г. Программное обеспечение работы прибора было составлено Ю.В. Хелавой. Это событие стало началом перехода фотограмметрии на использование компьютеров и замену ими существовавших до сих пор аналоговых фотограмметрических приборов. В 1963 г. 2-й Международный фотограмметрический съезд был полностью посвящен аналитическим приборам. В 70-80-е гг. аналогичные приборы были выпущены в других странах, например, во Франции Traster (Трастер) фирмы Матра, в ФРГ Planicomp (Планикомп) фирмы Карл Цейсс. Особенностью Трастера является то, что оператор наблюдает снимки не в окуляры, а на экране через очки с поляроидными светофильтрами. В нашей стране были созданы стереопроектор аналитический (СПА) и стереоанаграф. Однако в конце 20 и начале 21 веков эти приборы стали заменять цифровыми фотограмметрическими системами (ЦФС). Таким образом, стереокомпаратор Пульфриха прослужил 100 лет, но в программном обеспечении ЦФС предусмотрен стереокомпараторный режим измерения снимков [1].

Заставка   1   3   4   5