Физика города: как создаются световые инсталляции

Иллюстрация: Полина Бреева

26 сентября в Москве стартует международный фестиваль "Круг света". Как обещают организаторы, в рамках мероприятия светодизайнеры и профессионалы в области 2D и 3D-графики покажут мультимедийные и световые инсталляции в архитектурном пространстве Москвы. Давайте разберемся, как устроено это грандиозное шоу. Начнем по порядку.

Светодизайн – это разработка и проектирование освещения и светового окружения для определенного пространства или объекта, учитывающее эстетическое восприятие объекта (например, если здание выделяется своим красивым барельефом, его необходимо подчеркнуть с помощью света и тени) , его эргономический аспект (функциональность освещения, способность света влиять на комфорт, работоспособность и общее состояние человека) и энергоэффективность (нет ли переосвещенных участков, не превышена ли ли норма освещенности по документам и прочее).

Очень многие любят прогуливаться по ночной Москве – она становится очень красивой и эффектной. В основном это заслуга светодизайнеров. Подсветить Большой театр так, чтобы он выглядел еще красивее, создать уютный мягкий свет на аллеях парка Горького – это все их задача.

2D и 3D графика – двумерная и трехмерная графика соответственно. Буква D произошла от английского dimensions – измерение, то есть буквально "2 измерения" и "3 измерения". Это компьютерная графика, то есть компьютеры создают и синтезируют изображение, а затем обрабатывают зрительную и визуальную информацию, полученную из реального мира. То есть, то, как собор Василия Блаженного разрушается и строится прямо у вас на глазах смоделировано на компьютере, используя реальную архитектуру собора.

Светодизайнеры и графики создают световые инсталляции – ключевой элемент фестиваля. Световая инсталляция – это пространственная композиция, созданная из различных световых элементов и являющая собой единое целое. Лампы, прожекторы, проекторы, лазеры – вот из чего состоит техническая часть световой инсталляции.

До открытия фестиваля "Круг света" осталось два дня

Вся композиция "оживает" благодаря видеомэппингу (3D mapping) – 3D проекции на физический объект окружающей среды с учетом его геометрии и местоположения в пространстве.

Для видеомэппинга необходима компьютерная 3D-модель объекта, на который планируется осуществить проекцию. Ее создают инженеры, выезжающие к объекту. Они фотографируют его, производят замеры. Если объект относительно простой, то фотографий и замеров достаточно, если нет – необходимы специалисты, проводящие полное лазерное сканирование здания.

Затем полученную модель на компьютере подвергают изменениям, запланированным в сценарии. По полученным замерам также рассчитывается количество проекторов, необходимых в инсталляции. На пример, для фасада главного павильона ВДНХ требуется 18 проекторов. К слову, техника для видеомэппинга необходима крайне мощная. Для сравнения – уличный фонарь это 210 люменов, а проектор в световой инсталляции – от 20 000 люменов.

Еще один важный этап работы – сведение картинки в одно целое. Каждый проектор показывает часть изображения, они накладываются друг на друга и их необходимо отрегулировать по показателям – яркость, насыщенность.

Но почему же все эти изображения кажутся нам реальными? Прежде всего необходимо запомнить хитрость: 3D-видеомэппинг можно увидеть без специальных очков, но только с определенной позиции. Если человек предвигается, то у него меняется угол зрения и эффект пропадает.

В целом механизм такой – вместо одновременного рассматривания изображения, видеосигнал расщепляется по двум цветовым каналам (обычно — красный и голубой). Динамическое плоское цветное монокулярное изображение обрабатывается таким образом, что на один глаз (например, красный канал) подается неизменный видеосигнал, а на второй (голубой канал) — подают сигнал с небольшой временной задержкой, от изменившейся динамической сцены. За счет движения объектов в сцене, человеческий мозг получает "объемное изображение" (но только если объекты переднего плана либо смещаются, либо поворачиваются – плавная смена позиции позволяет сохранить связь между изображениями и их положением в пространстве, не изменяя временной интервал).

Наталья Жабина, Детский центр научных открытий "ИнноПарк"