Stereoskopi

Stereoskopi er enhver teknikk som er i stand til å samle tredimensjonal visuell informasjon og/eller skape en illusjon av dybde gjennom et stereografisk bilde, et stereogram eller et 3D (tredimensjonalt) bilde. Illusjonen av dybde i et fotografi , film eller andre todimensjonale bilder skapes ved å presentere et litt forskjellig bilde for hvert øye , slik det skjer på vår normale måte å se på. Mange 3D-skjermer bruker denne metoden for å overføre bilder. Den ble oppfunnet av Sir Charles Wheatstone i 1840. [ 1 ]

Stereoskopi brukes i fotogrammetri og også til underholdning med produksjon av stereogrammer . Stereoskopi er nyttig for å vise gjengitte bilder av et flerdimensjonalt datasett, for eksempel de som er produsert av eksperimentelle data. Den tredimensjonale fotograferingen av moderne industri kan bruke 3D-skannere til å oppdage og lagre den tredimensjonale informasjonen. Tredimensjonal dybdeinformasjon kan rekonstrueres fra to bilder ved å bruke en datamaskin for å matche tilsvarende piksler i venstre og høyre bilde. Å løse korrespondanseproblemet innen datasyn har som mål å skape meningsfull dybdeinformasjon fra to bilder. For øyeblikket kan vi nyte stereoskopi på kino med det nye digitale 3D -formatet .

Tradisjonell stereoskopisk fotografering innebærer å skape en 3D-illusjon fra et par 2D-bilder. Den enkleste måten å skape dybdeoppfatning i hjernen på er å gi betrakterens øyne to forskjellige bilder, som representerer to perspektiver av samme objekt, med et lite avvik som ligner på perspektivene som øynene naturlig mottar i synet .

Biologiske prinsipper

De to øynene, som er plassert i forskjellige posisjoner, samler hver på netthinnen et litt forskjellig bilde av virkeligheten foran seg. Disse små forskjellene behandles i hjernen for å beregne avstanden til objekter ved hjelp av parallakseteknikken . Beregningen av avstander plasserer objektene vi ser i tredimensjonalt rom, og får en følelse av dybde eller volum. Så hvis vi tar eller lager to bilder med litt forskjellig vinkel og viser dem for hvert øye separat, vil hjernen være i stand til å rekonstruere avstanden og dermed følelsen av tredimensjonalitet. En ny applikasjon er tv3d, der det er behov for mer forskning og universiteter og utviklingssentre bør oppmuntre til analyse gjennom grad og relaterte prosjekter (JJ. Smith K. Windelbon GER)

Preget oppfatning av bilder:

Vertikale variasjoner er irrelevante når det gjelder å skape en følelse av volum (med mindre denne forskjellen er for stor, i så fall vil de skape dobbeltsyn eller desorientering). Bare de horisontale variasjonene, produsert av den forskjellige plasseringen av øynene, gir opphav til en følelse av dybde.

Det bør legges til at selv om stereoskopi er hjernens viktigste informasjonskilde for den tredimensjonale sammensetningen av objektene vi ser, er det ikke den eneste. Det finnes andre informasjonskilder som fokus eller intelligent tolkning av bilder, som også brukes av hjernen.

Intuitive mekanismer for syn

Ulike typer mekanismer kan differensieres som virker på synsnivå for å gi tredimensjonal informasjon

Geometrisk

Lys- og skyggefordeling

Belysning er en veldig viktig intuitiv volumfaktor siden skygge og kontrast gir oss en god følelse av lettelse og volum . En malt sirkel kan gjøres om til en kule ganske enkelt ved å mørkne og skyggelegge den for å simulere belysning.

Dette er en av de potensielle teknikkene som brukes av programvare for 3D-skaping. For på en enkel 2D -skjerm kunne vi se et bilde med en følelse av dybde.

Bildeoverlegg

Når et objekt er lagt over et annet, det vil si at ett objekt faktisk er foran et annet, dekker det nærmeste objektet (foran) det lengste (bak). Av denne grunn, når vi finner ut at ett bilde er lagt over et annet, tolker hjernen vår automatisk at det som er sett fullstendig er nærmere enn det som "kikker" bak, og derfor er det som er delvis skjult på et større avstand.

Disse to bildene er nøyaktig like med den forskjellen at i det ene (det første, til venstre) er skyelementet sett i sin helhet og månen er delvis skjult. Dermed er følelsen som hjernen vår overfører til oss at skyen er foran månen. I den andre (til høyre) skjer akkurat det motsatte, månen er den som er komplett og det ser ut til at det er den som er foran skyen.

Perspektiv

Perspektiveffekten gir en klar følelse av dybde. Horisontale parallelle linjer ser ut til å konvergere i horisonten.

Trærne er nøyaktig like store, men det ene er nærmere forsvinningspunktet og synes derfor lenger unna. For å kompensere for denne motsetningen at den er lenger unna, men ser like stor ut, kommer vi til å tenke at den lengste er like stor i bildet fordi den er større enn den nærmeste.

Fysiologisk diplopi

For at hjernen skal tolke et 3D-bilde, krever den data om avstanden til objekter. Denne informasjonen er oppnådd takket være det faktum at vi har to øyne, så hver av dem oppfatter elementene i scenen fra en annen vinkel, noe som resulterer i en triangulering hvorfra hjernen får avstanden til objektet. Dette faktum kalles fysiologisk diplopi.

Visuell oppfatning

EN: B:

I eksemplet ser vi hvordan vårt visuelle system skaper følelsen av at objekt A er større enn B; fordi sansebildet som lages av objekt A er større enn objekt B. Disse bildene tolkes av hjernen og er dermed i stand til å lage en romlig rekonstruksjon av objektenes situasjon. Romlig rekonstruksjon gjøres ved å sammenligne visuelle sansninger (bilder ervervet gjennom det visuelle systemet) og tolke, basert på disse, avstandene objektene er funnet på. Dermed tolker hjernen at objekt A er nærmere enn objekt B siden det oppfattes som større, og omvendt.

Bevegelsesparallakse

Bevegelsen til observatøren gir inntrykk av at objektene i scenen beveger seg i en eller annen retning avhengig av deres posisjon. Når vi ser på et spesifikt objekt og deretter beveger oss, ser vi hvordan objektene lengst fra objektet av interesse beveger seg i samme retning som vår forskyvning. Men objektene som er plassert foran objektet av interesse, gir oss en følelse av at de beveger seg i motsatt retning.

Pilen til venstre representerer bevegelsen til observatøren, og de to andre indikerer den tilsynelatende forskyvningen av objektene. Den røde båten lenger enn vårt interesseobjekt (blå stjerne) ser ut til å bevege seg i samme retning som observatøren, men den grønne båten ser ut til å bevege seg i motsatt retning. Denne følelsen kalles bevegelsesparallakseeffekt .

Stereoskopiteknikker

Som vi har vært i stand til å se, skapes tredimensjonal persepsjon i utgangspunktet av hjernen takket være det faktum at hvert øye samler forskjellig informasjon fra den samme virkeligheten. Og det er nettopp denne forskjellen som hjernen er i stand til å tolke og analysere for å generere en følelse av volumet til noen objekter eller en scene som blir fanget av det menneskelige visuelle systemet.

Det er mange forskjellige teknikker for å få hvert bilde til det tilsvarende øyet. Aspekter av både monokulært og binokulært syn er involvert i å skape disse romlige sensasjonene. Disse funksjonene er kunstig forbedret for å "gjenskape" den såkalte tredje dimensjonen.

De grunnleggende teknikkene som ikke krever noe apparat er: kryssøyne og parallelle øyne, i disse settes de to bildene ganske enkelt på skjermen eller papiret, tilsvarende hvert øye ved siden av hverandre. for kryssede øyne-teknikken tilsvarer venstre bildet høyre øye og omvendt, i parallelle øyne-teknikken tilsvarer venstre bildet det samme øyet og vice versa. For å få hvert øye til å se bildet som tilsvarer det krever litt trening, som kan vare i flere minutter, først ser det uskarpt ut fordi øyet bruker langt fokus, dette kan forbedres ved å bevege seg bort fra bildet - du kan prøve med bildet øverst på denne siden når det er oppnådd, ser det ut til at den pekende hånden kommer ut av skjermen. Allerede med det trente synet er det mulig å se effekten umiddelbart og uten uskarphet, noe som i prinsippet er ganske imponerende, det kommer selvfølgelig an på hva som blir sett. Blant fordelene med denne teknikken er at det stereoskopiske bildet ses i ekte farger og at bilder eller videoer i alle størrelser kan sees.

Men for de som ikke oppnår det, er det andre veldig billige måter å se effekten på, du kan bruke to prismer som de inne i kikkerten, plassere endene 90 grader foran hverandre og se med hvert øye på gjennom hver prisme, med de lengre sidene vinkelrett på der de to bildene vises for hvert øye. Prøv så å endre vinkelen til søskenbarna på en slik måte at bildet på den ene siden er lagt over på den andre, først ses to bilder i hvert øye, men når de er lagt over til tross for at justeringen ikke er nøyaktig i øyets korreksjonssystem gjør jobben sin og opprettholder overlappingen til tross for at justeringen har en viss feil, som et resultat av dette vises bare tre bilder der det i midten gir en illusjon av å gå av skjermen og av å være noe ekte . Det samme kan gjøres med to små speil som dette: å stå rundt 45 grader fra skjermen og se gjennom speilene på jakt etter overlappingen for å oppnå effekten. Effekten kan også sees ved å bruke et enkelt stort speil ved å plassere det i skjæringspunktet mellom bildene som tilsvarer hvert øye, og se direkte på ett av bildene og på det andre gjennom speilet, men ett bilde må vendes om. for at når du ser det i speilet ser det riktig ut (på YouTube kan du finne flere 3d-videoer som bruker disse teknikkene). Det finnes også en enhet basert på samme teknikk, men noe mer raffinert kalt stereoskop som består av to speil for hvert øye, slik at bildene ikke blir invertert, og som har en justeringspivot avhengig av avstanden og størrelsen på bildene. , å bygge en slik enhet er ganske enkelt.

Det er også tre andre hovedteknikker som gjør det mulig å simulere den stereoskopiske effekten (3D): Anaglyph-metoden, Cromatek-systemet og Pulfritch-effekten:

Skyggestereoskopi, et fenomen oppdaget av Antonio Medina, viser at skygger alene er i stand til å gi parallaksefri stereoskopisk dybdesyn. Han demonstrerte fenomenet med fotografier av månen tatt til forskjellige tider og derfor med forskjellige skygger, tilstrekkelig for relieffsyn i tre dimensjoner uten noen andre parallakse ledetråder, siden månen alltid viser det samme ansiktet. [ 2 ]


Anaglyffer

Anaglyffer er stereofotografier tatt eller behandlet med filtre i forskjellige farger lagt over et enkelt bilde. De blir observert gjennom briller som kalles anaglyf-briller og som har forskjellige fargefilter for hvert øye. Oppdraget til disse filtrene er å levere til hvert øye bare bildet som tilsvarer det. På denne måten er det mulig å "filtrere" bildene og oppnå ønsket og nødvendig effekt slik at hjernen kan tolke tredimensjonalitet siden vi vil ha et forskjellig bilde i hvert øye. (Husk at det grunnleggende prinsippet for stereoskopi er at følelsen av volum starter fra hvert øye ser et annet bilde for å skape dimensjonalitet av dybde).

De kan også være fullfargebilder projisert med bruk av polarisatorer på en metallskjerm. Visualisering gjøres gjennom briller utstyrt med polarisatorer som eliminerer bildet som tilsvarer det motsatte øyet (ved bruk av samme prinsipp som fargede filtre).

Dette er prosedyren som pleide å bli brukt i tredimensjonale film- eller videoprojeksjoner.

Måtene å lage denne typen bilder på er veldig varierte, filtre kan brukes direkte i innhentingen av bildene (og til og med eksponere det samme negativet to ganger med forskjellige filtre), fargekopier av svart-hvitt negativer i laboratoriet eller farge, fargelegging bilder ved hjelp av en datamaskin, eller projisere lysbilder fra to projektorer utstyrt med filtre.

Uansett, som vi har nevnt tidligere, er det praktisk at bildene ikke er helt like, men at de må se ut til å ha en annen vinkel, de må ha en viss horisontal forskyvning. Denne forskyvningen vil være mindre for små bilder (i størrelsesorden centimeter) og litt høyere for bilder i større størrelse (i størrelsesorden centimeter) som kino. Omtrent en forskyvning rundt 5 eller 10 % av bildets bredde.

Cromatek system

Briller med cromatek-system er de som lar deg se forskjellige farger med forskjellig dybde. De bruker det som er kjent som et diffraksjonsgitter som fungerer på samme måte som et glassprisme : lyset som passerer gjennom det brytes ned i farger som endrer vinkel i henhold til tonaliteten siden dette er assosiert med dets frekvens og derfor dets lengde. . Denne endringen i vinkel som hver farge gjennomgår når den diffrakteres, påvirker øyet og gjør at objekter ser ut til å ha en annen dybde avhengig av fargen. Ulempen er at for at vinkelavviket ved diffraksjon skal være merkbart i forhold til det direkte lyset som når det andre øyet, må bildene ha intense farger; så det kromatiske området vi kan bruke er begrenset.

Pulfritch-effekt

Pulfritch -systemet er basert på fysiologiske data: hjernen bruker litt lengre tid på å behandle mørke bilder enn lyse. Hvis du setter et mørkt filter (som solbriller) på bare ett øye og ser på et objekt i bevegelse, vil det ta lengre tid før hjernen din behandler bildene som kommer fra dette øyet. Derfor, hvis scenen vi observerer er i kontinuerlig sidebevegelse, vil bildet av øyet med filteret se ut til å være i en annen posisjon, eller vinkel, i forhold til den som ble observert direkte uten filteret, som vil få bildet behandlet øyeblikk før.

Den store fordelen med denne teknikken er at bildene (ekte eller som videoer) kan sees på en normal måte dersom filtrene ikke brukes; men det har en ulempe, og det er at det krever at det er sideveis bevegelse til enhver tid og i samme retning. Hvis ikke, vil tolkingsforsinkelsen fra hjernen, av det filtrerte øyet i forhold til det direkte øyet, ikke bli oppfattet.

Se også

Referanser

  1. ↑ Welling, William. Photography in America, s. 23
  2. ^ Medina Gate A (februar 1989). "Skyggenes kraft: skyggestereopsis". Journal of the Optical Society of America A 6 (2): 309-11. Bibcode : 1989JOSAA...6..309M . PMID  2926527 . doi : 10.1364/JOSAA.6.000309 . 

Eksterne lenker