^{Рис. 121. Помехоустойчивая фотокамера (слева) связана с беспорядочно колеблющейся водяной баней (справа), сквозь которую проходит свет от фотографируемого объекта (последний находится справа от рисунка и здесь не показан) к объективу. Кожух аппарата удален, чтобы были видны некоторые части этой фотокамеры. В левой вертикальной трубе спрятан фотоумножитель; в крыше правой трубы находится кассета эталонного негатива. Электромеханический двигатель высокоскоростного обтюратора находится в корпусе камеры}

Формирующаяся в приборе "внутренняя модель" представляет собой фотографию, полученную именно при длительной экспозиции; она будет, конечно, очень нечеткой из-за большого числа атмосферных помех, но зато все ее детали будут находиться в правильном пространственном соотношении. Такая примитивная "модель" содержит статистически верное распределение деталей по площади снимка, но "усредненного" распределения деталей недостаточно - нужно иметь ясно видимую, подробную оптическую информацию, которая утеряна вследствие большого числа случайных помех. Снимок, сделанный на стеклянной пластинке, удаляют из аппарата, проявляют и получают таким образом прозрачное негативное изображение. Телескоп между тем продолжает следить за объектом - Луной или другим фотографируемым телом. Затем фотопластинку с изображением, которое отныне называется "эталонный негатив", снова ставят в аппарат, точно в то же положение, в каком было получено первое изображение.

Теперь новое изображение объекта падает на пластинку с эталонным негативом; на каждую темную часть негатива приходится светлая часть нового изображения объекта и наоборот. Глядя на новое изображение сквозь негатив прежнего, мы видим, что в те моменты, когда оба изображения точно совпадают, негатив полностью закрывает новое изображение, так что свет почти не проходит к наблюдателю. Любое расхождение обнаруживается просто: виден свет в том месте, где часть нового изображения накладывается на прозрачную часть эталонного негатива. Математически такое соотношение описывается автокорреляционной функцией. Как только изображение меняется (в данном случае - в результате атмосферных помех), точное совпадение его частей с теми же частями на эталоне нарушается.

Ошибки обнаруживаются путем улавливания света, проходящего через эталонный негатив. Дело в том, что на эталонном негативе запечатлен не какой-либо случайно выбранный момент, а "среднее" изображение при помехах в атмосфере. Улавливая свет, проходящий сквозь эталонный негатив, и усиливая его с помощью чувствительного фотоумножителя, мы превращаем все мимолетные погрешности нового изображения в сигналы ошибок. Чем слабее ток, идущий от фотоумножителя, тем меньше ошибка, то есть расхождение между новым и усредненным изображениями; последнее правильно, оно грешит лишь нечеткостью: детали утрачены в результате турбулентности атмосферы. Сигнал об ошибке мы используем для управления высокоскоростным обтюратором второго фотоаппарата, который получает флуктуирующее изображение (с помощью полупосеребренного зеркала, рассекающего световой пучок). Обтюратор открывается только в те мгновения, когда ток, текущий от фотоумножителя, слабее всего; именно в эти мгновения новое изображение больше всего совпадает с эталоном. Вторая фотография всегда лучше первой (да и любой другой фотографии, полученной обычными способами), поскольку эта вторая фотография образуется только в те моменты, когда изображение обладает максимальной четкостью.

^{Рис. 122}

На рис. 122 показано изображение с помехами, прошедшее сквозь собственный фотонегатив (полученный при длительной экспозиции). Наименьшие помехи видны в правой части снимка: изображение и негатив взаимно совпадают, гася друг друга, - образуется чернота. Светлые полоски в левой части снимка указывают на несовпадение изображения с негативом; в результате возникает сигнал об ошибке - и обтюратор закрывает канал камеры. Канал остается закрытым до тех пор, пока эталонный негатив не покроет точно все новое изображение; тогда производится следующая экспозиция.

^{Рис. 123. Изображение, снятое сквозь беспорядочно колеблющуюся водяную баню. Из-за отсутствия электронной стабилизации утрачены почти все детали изображения}

На рис. 123 видна сильно размытая картина модели объекта. Следующее фото (рис. 124) позволяет увидеть улучшение, вызванное применением системы, регулирующей съемку; оба снимка сделаны через один и тот же источник помех.

^{Рис. 124. Тот же объект снят сквозь точно так же колеблющуюся водяную баню, но при включенной электронной стабилизации; камера 'видит' объект только в те мгновения, когда помехи минимальны. Полное время съемки при экспозиции 10 минут составляет 2 секунды; они складываются из автоматически выбранных моментов, соответствующих наибольшей четкости изображения. Эталонный негатив здесь - негативное изображение снимка, показанного на рис. 123. Таким образом, аппарату не дают никакой информации, кроме той, которую он извлекает сам}

Приложение III. Указания к выполнению некоторых из описанных в этой книге экспериментов

Объемные (стереоскопические) рисунки

Чтобы увидеть рисунки объемными, читателю следует воспользоваться красно-зелеными очками[21]. Глядя сквозь красное стекло, наблюдатель видит (левым глазом) только зеленую часть рисунка; глядя сквозь зеленое стекло (правым глазом) - только красную часть рисунка; вместе обе части рисунка составляют стереопару.

Перевернув очки - правый глаз видит то, что "предназначено" для левого глаза, и наоборот, - наблюдатель обнаружит новые интересные факты; например, изменится форма некоторых фигур (как следствие изменения кажущейся удаленности разных частей рисунка). В этом проявляются особенности работы "измеряющего механизма" мозга.

Дополнительные интересные эффекты наблюдатель обнаружит, наблюдая, как меняются стереокартины при движении головы, при изменении наклона книги и т. п. Общая форма стереокартин при этом меняется весьма странным образом, но картина будет все время "нацелена" в глаза наблюдателю.

Так как цветные очки позволяют дать каждому глазу обособленную часть рисунка, их можно использовать и для того, чтобы продемонстрировать читателю эффект соперничества глаз (см. рис. 67) и эффект разделения элементов рисунка, дающих при слиянии иллюзию искажения (см. рис. 68).

Изготовление предмета-перевертыша

Одна из главных тем этой книги - различие между восприятием реальных объектов и плоских изображений. В качестве иллюстраций используются каркасный куб и плоские изображения этого куба. Но именно потому, что восприятие объекта и восприятие рисунка различаются коренным образом, невозможно продемонстрировать первое при помощи второго. Поэтому будет очень хорошо, если читатель самостоятельно изготовит каркасный куб из проволоки, или из склеенных между собой спичек, или - еще лучше - из "соломинок" для коктейлей. В идеале куб следует покрыть черной матовой краской, но это условие не существенно. Реальный куб, вывертывающийся наизнанку, выглядит столь интересно, что потраченные на его изготовление усилия окупятся с лихвой.

Спиральный диск (стр.213 ) следует вырезать и поместить на диск проигрывателя грампластинок; вращать его следует с постоянной скоростью. Полученный при наблюдении вращающегося диска эффект последействия движения наблюдается после фиксации взора на центре диска в течение примерно полминуты.