Стереоскопия







Стереоскопия (также называемая стереоскопиками , или стереоизображением ) - это метод создания или усиления иллюзии глубины в изображении с помощью стереопсиса для бинокулярного зрения . [ 2 ] Слово стереоскопия происходит от греческого στερεός (стереосистема) «твердое, твердое» и σκοπέω (skopeō) «посмотреть, чтобы увидеть». [ 3 ] [ 4 ] Любое стереоскопическое изображение называется стереограммой . Первоначально стереограмма относилась к паре стерео -изображений, которые можно просматривать с помощью стереоскопа .
Большинство стереоскопических методов представляют пару двумерных изображений для зрителя. Левое изображение представлено на левом глазу, а правое изображение представлено правым глазом. При просмотре человеческий мозг воспринимает изображения как единый 3D -представление, давая зрителю восприятие 3D глубины. Тем не менее, 3D-эффект не имеет надлежащей глубины фокуса, что приводит к конфликту вергенсий-аккоммодации .
Стереоскопия отличается от других типов трехмерных дисплеев , которые отображают изображение в трех полных измерениях , что позволяет наблюдателю увеличивать информацию о трехмерных объектах, отображаемых движениями головы и глаз .
Фон
[ редактировать ]Стереоскопия создает иллюзию трехмерной глубины из пары двумерных изображений. [ 5 ] Человеческое зрение, включая восприятие глубины, является сложным процессом, который только начинается с приобретения визуальной информации, взятой в глазах; В мозге возникает большая обработка, поскольку он стремится разобраться в необработанной информации. Одна из функций, которые происходят в мозге, поскольку он интерпретирует то, что видят глаза, - это оценка относительных расстояний объектов от зрителя, и размер глубины этих объектов. Подсказки , которые мозг использует для оценки относительных расстояний и глубины в воспринимаемой сцене, включают: [ 6 ]
- Вергенция
- Размещение
- Стереопсис
- Окклюзия - перекрытие одного объекта другим
- Субтентированный визуальный угол объекта известного размера
- Линейная перспектива (сходимость параллельных краев)
- Вертикальное положение (объекты ближе к горизонту на сцене, как правило, воспринимаются как дальше)
- Дымка или контрастность, насыщение и цвет, большее расстояние, как правило, связано с большей дымкой, десатурацией и сдвигом в сторону синего
- Изменение размера текстурированной детали схема
(Все, кроме первых двух из вышеупомянутых сигналов, существуют на традиционных двумерных изображениях, таких как картины, фотографии и телевидение). [ 7 ]
Стереоскопия-это производство иллюзии глубины на фотографии , фильме или другое двухмерное изображение путем представления немного другого изображения на каждый глаз , который добавляет первый из этих сигналов ( стереопсис ). Затем два изображения объединяются в мозг, чтобы дать восприятие глубины. Поскольку все точки на изображении, создаваемые стереоскопическим фокусом на одной плоскости, независимо от их глубины в исходной сцене, второй сигнал, фокус, не дублируется, и, следовательно, иллюзия глубины неполна. Существует также в основном два эффекта стереоскопии, которые неестественны для человеческого зрения: (1) несоответствие между конвергенцией и аккомодацией, вызванное разницей между воспринимаемой позицией объекта перед или позади дисплея или экрана и реальным происхождением этого света ; и (2) возможное перекрестное представление между глазами, вызванное несовершенным разделением изображения в некоторых методах стереоскопии.
Хотя термин «3D» используется повсеместно, представление двойных 2D -изображений отчетливо отличается от отображения изображения в трех полных измерениях . Наиболее заметное отличие состоит в том, что в случае дисплеев «3D» движения головы и глаз наблюдателя не изменяют информацию, полученную о трехмерных объектах, которые просмотрены. Голографические дисплеи и объемный дисплей не имеют этого ограничения. Так же, как невозможно воссоздать полномерное 3-мерное звуковое поле с двумя стереофоническими динамиками, это является чрезмерным выравниванием, чтобы назвать двойные 2D-изображения «3D». Точный термин «стереоскопический» более громоздкий, чем общий неправильный «3D», который был укоренился на многие десятилетия беспрецентного неправильного использования. Хотя большинство стереоскопических дисплеев не квалифицируются как реальные 3D -дисплея, все реальные 3D -дисплеи также являются стереоскопическими дисплеями, поскольку они также соответствуют более низким критериям.
Большинство 3D -дисплеев используют этот стереоскопический метод для передачи изображений. Впервые он был изобретен сэром Чарльзом Уитстоун в 1838 году, [ 8 ] [ 9 ] и улучшился сэром Дэвидом Брюстером, который сделал первое портативное 3D -просмотр устройства. [ 10 ]


Wheatstone изначально использовал свой стереоскоп (довольно громоздкое устройство) [ 11 ] С рисунками, потому что фотография еще не была доступна, но его оригинальная статья, кажется, предвидит разработку реалистичного метода визуализации: [ 12 ]
Для целей иллюстрации я использовал только наброски цифр, поскольку было введено либо затенение, либо окраска, можно предположить, что эффект был полностью или частично из -за этих обстоятельств, тогда как, оставив их вне рассмотрения, нет места, чтобы сомневаться что весь эффект рельефа связан с одновременным восприятием двух монокулярных проекций, по одному на каждую сетчатку. Но если необходимо получить наиболее верные сходства с реальными объектами, затенение и окраска могут быть должным образом использованы для усиления последствий. Тщательное внимание позволило бы художнику рисовать и нарисовать две компонентные картины, чтобы представить себе ум наблюдателя, в результате восприятия, идеальной идентичности с представленным объектом. Таким образом, цветы, кристаллы, бюсты, вазы, инструменты различных видов и т. Д., Чтобы не быть отличается от зрения от самих реальных объектов. [ 8 ]
Стереоскопия используется в фотограмметрии , а также для развлечений посредством производства стереограмм. Стереоскопия полезна при просмотре изображений, отображаемых из крупных многомерных наборов данных, таких как экспериментальные данные. Современная промышленная трехмерная фотография может использовать 3D-сканеры для обнаружения и записи трехмерной информации. [ 13 ] Трехмерная информация о глубине может быть реконструирована из двух изображений с использованием компьютера путем корреляции пикселей на левом и правом изображениях. [ 14 ] Решение проблемы соответствия в области компьютерного зрения направлена на создание значимой информации о глубине из двух изображений.
Визуальные требования
[ редактировать ]3 уровня бинокулярного зрения Анатомически, для просмотра стерео -изображений требуется :
- Одновременное восприятие
- Слияние (бинокль «одиночное» зрение)
- Стереопсис
Эти функции развиваются в раннем детстве. Некоторые люди, которые имеют Strabismus, нарушают развитие стереопсиса, однако ортоптическое лечение может быть использовано для улучшения бинокля . человека Стереоаукуация [ 15 ] Определяет минимальное несоответствие изображения, которое они могут воспринимать как глубину. Считается, что приблизительно 12% людей не могут должным образом увидеть 3D -изображения из -за различных медицинских состояний. [ 16 ] [ 17 ] Согласно другому эксперименту, до 30% людей имеют очень слабое стереоскопическое зрение, которое мешает им восприятие глубины, основанное на стереонистике. Это нулевы или значительно снижает погружение в эффекты стерео. [ 18 ]

Стереоскопическое просмотр может быть искусственно создан мозгом зрителя, как показано с эффектом Ван -Зайра , где мозг воспринимает стереоизображения, даже когда парные фотографии идентичны. Эта «ложная размерность» является результатом разработанной стереоакуация в мозге, что позволяет зрителям заполнять глубину, даже если немногие, если какие -либо 3D -сигналы фактически доступны на парных изображениях.

Бок о бок
[ редактировать ]
Традиционная стереоскопическая фотография состоит из создания трехмерной иллюзии, начиная с пары 2D -изображений, стереограммы. Самый простой способ улучшить восприятие глубины в мозге - это предоставить глаза зрителя двумя разными изображениями, представляющие две точки зрения одного и того же объекта, с незначительным отклонением, равным или почти равным точкам, которые оба глаза естественно получают в бинокле Полем



Чтобы избежать глаза и искажения, каждое из двух двухмерных изображений должно быть представлено зрителю, чтобы какой -либо объект на бесконечном расстоянии воспринимается глазом как прямо вперед, глаза зрителя не были ни скрещены, ни расходится. Когда изображение не содержит объекта на бесконечном расстоянии, например, горизонт или облако, изображения должны быть соответственно расположены в соответствии с ними.
Преимущества зрителей бок о бок-это отсутствие уменьшения яркости, что позволяет представить изображения с очень высоким разрешением и в полном цвете спектра, простота создания и практически не требуется дополнительная обработка изображений. При некоторых обстоятельствах, например, когда пара изображений представлена для получения свободного просмотра, устройство или дополнительное оптическое оборудование не требуется.
Основным недостатком зрителей бок о бок является то, что большие изображения не являются практическими, а разрешение ограничено меньшим от дисплейной среды или человеческого глаза. Это связано с тем, что по мере того, как размеры изображения увеличиваются, либо просмотр, либо сами зритель должен двигаться пропорционально дальше от него, чтобы удобно просмотреть его. Переход ближе к изображению, чтобы увидеть больше деталей, было бы возможно только при просмотре оборудования, которое приспособилось к разнице.

Freeviewing
[ редактировать ]FreeViking-это просмотр пары изображений бок о бок без использования устройства для просмотра. [ 2 ]
Два метода доступны для Freeview: [ 15 ] [ 19 ]
- Метод параллельного просмотра использует пару изображений с изображением левого глаза слева и правым изображением справа. Переплаченное трехмерное изображение кажется больше и более отдаленным, чем два реальных изображения, что позволяет убедительно имитировать сцену в натуральную величину. Зритель пытается просмотреть изображения с глазами, существенно параллельными, словно глядя на фактическую сцену. Это может быть сложно с нормальным зрением, потому что фокус глаз и бинокулярная конвергенция обычно координируются. Один подход к отделению двух функций состоит в том, чтобы просмотреть пару изображений чрезвычайно близко с совершенно расслабленными глазами, не пытаясь четко сосредоточиться, но просто достигая удобного стереоскопического слияния двух размытых изображений с помощью «просмотра», и только тогда тогда прилагая усилия, чтобы сосредоточить их более четко, увеличивая расстояние просмотра по мере необходимости. Независимо от используемого подхода или среды изображения, для удобного просмотра и стереоскопической точности размер и расстояние между изображениями должны быть такими, что соответствующие точки очень отдаленных объектов в сцене разделены тем же расстоянием, что и глаза зрителя, но не более; Среднее межкулярное расстояние составляет около 63 мм. Просмотр гораздо более широко разделенных изображений возможно, но поскольку глаза никогда не расходится при нормальном использовании, обычно требуется некоторая предыдущая тренировка и имеет тенденцию вызывать напряжение глаз.
- Метод просмотра поперечного глаза заменяет образы левого и правого глаза, так что они будут правильно замечены, левый глаз, просматривая изображение справа и наоборот. Переплаченное трехмерное изображение кажется меньше и ближе, чем фактические изображения, так что большие объекты и сцены кажутся миниатюрными. Этот метод обычно проще для новичков. В качестве помощи для слияния, кончик пальца может быть помещен чуть ниже деления между двумя изображениями, а затем медленно приведет прямо к глазам зрителя, удерживая глаза, направленные на кончику пальца; На определенном расстоянии плавленое трехмерное изображение должно казалось, что парят чуть выше пальца. В качестве альтернативы, лист бумаги с небольшим отверстием в него можно использовать аналогичным образом; При правильном расположении между парой изображений и глазами зрителя он, кажется, будет создавать небольшое трехмерное изображение.
Призматические, самостоятельные очки теперь используются некоторыми адвокатами по перекрестным глазам. Они уменьшают степень необходимой сходимости и позволяют отображать большие изображения. Тем не менее, любая помощь в просмотре, которая использует призмы, зеркала или линзы, чтобы помочь слиянию или фокусировке, является просто типом стереоскопа, исключенного по обычным определению свободы.
Стереоскопически сливается два отдельных изображения без помощи зеркал или призмов, одновременно сохраняя их в резком фокусе без помощи подходящих линз просмотра, неизбежно требует неестественной комбинации вергенции и приспособления для глаз . Следовательно, простое свободное просмотр не может точно воспроизвести физиологические сигналы глубины реального опыта просмотра. Различные люди могут испытывать различные степени легкость и комфорт в достижении слияния и хорошего внимания, а также различные тенденции к усталости или напряжению глаз.
Автостерограмма
[ редактировать ]Аутостереограмма представляет собой стереограмму с одним изображением (SIS), предназначенная для создания визуальной иллюзии трехмерной ) ( 3D сцены в человеческом мозге с внешнего двумерного изображения. Чтобы воспринимать трехмерные формы в этих аутостереограммах, необходимо преодолеть обычно автоматическую координацию между фокусировкой и вергенцией .
Стереоскоп и стереографические карты
[ редактировать ]Стереоскоп по сути представляет собой инструмент, на котором представлены две фотографии одного и того же объекта, сделанные с немного разных углов, по одной к каждому глазу. Простой стереоскоп ограничен в размере изображения, который может быть использован. Более сложный стереоскоп использует пару горизонтальных устройств, подобных перископе , позволяя использовать более крупные изображения, которые могут представлять более подробную информацию в более широком поле зрения. Можно купить исторические стереоскопы, такие как стереоскопы Холмса в качестве антиквариата.
Прозрачные зрители
[ редактировать ]Некоторые стереоскопы предназначены для просмотра прозрачных фотографий на пленке или стекле, известных как прозрачные или диапозитивные и обычно называемые слайды . Некоторые из самых ранних видов стереоскопа, выпущенных в 1850 -х годах, были на стекле. В начале 20 -го века стеклянные слайды 45x107 мм и 6x13 см были общими форматами для любительской стерео -фотографий, особенно в Европе. В последующие годы было использовано несколько фильмов. Самыми известными форматами для коммерчески выпущенных стереопроизводств на пленке являются Tru-Vue , представлены в 1931 году и видовой мастер , представленные в 1939 году и все еще находятся в производстве. Для любительских стерео слайдов, стерео -реалистический формат, представленный в 1947 году, является наиболее распространенным.
Установленные на голове дисплеи
[ редактировать ]
Пользователь обычно носит шлем или очки с двумя небольшими ЖК -дисплеями или OLED с увеличительными линзами, по одному для каждого глаза. Технология может использоваться, чтобы показать стерео пленки, изображения или игры, но ее также можно использовать для создания виртуального дисплея. Дисплеи, установленные на головном порядке, также могут сочетаться с устройствами для отслеживания головы, что позволяет пользователю «осматривать» виртуальный мир, перемещая голову, устраняя необходимость в отдельном контроллере. Выполнение этого обновления достаточно быстро, чтобы избежать тошноты у пользователя, требуется огромное количество обработки изображений компьютера. Если используется шесть оси положения (направление и положение), то владелец может перемещаться в пределах ограничений используемого оборудования. Из -за быстрого достижения в области компьютерной графики и продолжающейся миниатюризации видео и другого оборудования эти устройства начинают доступны по более разумной стоимости.
Можно использовать головные или носимые очки для просмотра прозрачного изображения, навязывающего реальному мировоззрению, создавая то, что называется дополненной реальностью . Это делается путем отражения видеоизображений через частично отражающие зеркала. Настоящий вид мира видна через отражающую поверхность зеркал. Экспериментальные системы использовались для игр, где виртуальные противники могут заглянуть из реальных окон, когда движется игрок. Ожидается, что этот тип системы будет иметь широкое применение в поддержании сложных систем, поскольку она может дать технику то, что эффективно является «рентгеновским зрением», комбинируя компьютерную графику скрытых элементов с естественным видением техника. Кроме того, технические данные и схематические диаграммы могут быть доставлены в это же оборудование, что устраняет необходимость получения и передачи громоздких бумажных документов.
Также ожидается, что дополненное стереоскопическое зрение будет иметь применение в хирургии, поскольку оно позволяет комбинации рентгенографических данных ( сканирование кошек и визуализацию МРТ ) с зрением хирурга.
Виртуальные дисплеи сетчатки
[ редактировать ]Виртуальный дисплей сетчатки (VRD), также известный как дисплей сканирования сетчатки (RSD) или проектор сетчатки (RP), не путать с « дисплеем сетчатки », - это технология дисплея, которая рисует растровое изображение (как телевизионное изображение ) прямо на сетчатку глаза. Пользователь видит то, что кажется обычным дисплеем, плавающим в пространстве перед ними. Для истинной стереоскопии каждый глаз должен быть обеспечен своим собственным дискретным дисплеем. Чтобы создать виртуальный дисплей, который занимает пользующееся большой зрительный угол, но не включает использование относительно больших линз или зеркал, источник света должен быть очень близко к глазу. Контактная линза, включающая один или несколько полупроводниковых источников света, является наиболее часто предлагаемой формой. По состоянию на 2013 год, включение подходящих средств для сканирования светового луча в контактные линзы по-прежнему очень проблематично, как и альтернатива внедрения разумно прозрачного массива сотен тысяч (или миллионов, для разрешения HD) точно выровненных источников Коллимированный свет.

3D зрители
[ редактировать ]Есть две категории технологии 3D Viewer, активные и пассивные. Активные зрители имеют электронику, которая взаимодействует с дисплеем. Пассивные зрители фильтруют постоянные потоки бинокулярного входа в соответствующий глаз.
Активный
[ редактировать ]Системы затвора
[ редактировать ]
Система затвора работает, открыто представляя изображение, предназначенное для левого глаза, блокируя взгляд правого глаза, затем представляя изображение правого глаза, блокируя левый глаз, и повторяя это настолько быстро, что прерывания не мешают воспринимаемому слиянию Два изображения в одно трехмерное изображение. Как правило, он использует жидкокристаллические очки затвора. Стекло каждого глаза содержит жидкий кристаллический слой, который обладает свойством становится темным, когда наносится напряжение, будучи прозрачным. Очки контролируются сигналом ГРМ, который позволяет очкам попеременно темнеть над одним глазом, а затем в другой, синхронизации с скоростью обновления экрана. Основным недостатком активных ставней является то, что большинство трехмерных видео и фильмов были сняты с одновременными левыми и правыми видами, так что он представляет «Параллакс времени» для чего угодно: например, кто-то, ходящий со скоростью 3,4 миль в час. Слишком близко или на 25% слишком удаленно в наиболее текущем случае проекции 2х60 Гц.
Пассивный
[ редактировать ]Системы поляризации
[ редактировать ]
Чтобы представить стереоскопические изображения, проецируются два изображения на один и тот же экран с поляризационными фильтрами или представлены на дисплее с поляризованными фильтрами. Для проекции используется серебряный экран для сохранения поляризации. На большинстве пассивных дисплеев каждый другой ряд пикселей поляризован для одного или другого глаза. [ 20 ] Этот метод также известен как переплетен. Зритель носит недорогие очки, которые также содержат пару противоположных поляризующих фильтров. Поскольку каждый фильтр проходит только свет, который аналогично поляризован и блокирует противоположный поляризованный свет, каждый глаз видит только одно из изображений, и эффект достигается.
Интерференционные системы фильтров
[ редактировать ]Этот метод использует определенные длины волн красного, зеленого и синего для правого глаза, а также разные длины волн красного, зеленого и синего для левого глаза. Очки, которые отфильтровали очень специфические длины волн, позволяют пользователю увидеть полноцветное трехмерное изображение. Он также известен как фильтрация спектральной гребня или мультиплексная визуализация длины волны или супер-анализ . Dolby 3D использует этот принцип. Система Omega 3D/ Panavision 3D также использовала улучшенную версию этой технологии [ 21 ] В июне 2012 года система Omega 3D/Panavision 3D была прекращена DPVO Theatrical, который продал ее от имени Panavision, сославшись на «сложные глобальные экономические и 3D -рыночные условия».

Цветные анаглифные системы
[ редактировать ]Anaglyph 3D - это название, данное стереоскопическому 3D -эффекту, достигнутую с помощью кодирования изображения каждого глаза с использованием фильтров разных (обычно хроматически противоположных) цветов, обычно красных и голубой . Красные фильтры могут быть использованы, потому что наши системы обработки зрения используют красные и голубые сравнения, а также синие и желтые, для определения цвета и контуров объектов. Анаглиф 3D -изображения содержат два изображения с по -разному фильтрованным цветным изображением, по одному для каждого глаза. При просмотре через «цветовые» «анаглифные очки», каждое из двух изображений достигает одного глаза, обнаруживая интегрированное стереоскопическое изображение. Визуальная кора мозга объединяет это в восприятие трехмерной сцены или композиции. [ 22 ]
Хромадепт -система
[ редактировать ]
Хромадепская процедура американской бумажной оптики основана на том факте, что с призмой цвета разделены различной степенью. Хромадепт -очки содержат специальные фольги, которые состоят из микроскопически небольших призмов. Это приводит к переведению изображения определенное количество, которое зависит от его цвета. Если кто -то использует фольгу с призмой сейчас одним глазом, но не на другом глазу, то эти две виденные картинки - в зависимости от цвета - более или менее широко разделены. Мозг производит пространственное впечатление от этой разницы. Преимущество этой технологии состоит прежде всего, что можно рассматривать хромадепт-картины, а также без очков (таким образом, двумерной) без проблем (в отличие от двухцветного анаглифа). Однако цвета только ограничены, поскольку они содержат информацию о глубине изображения. Если кто -то изменит цвет объекта, то его наблюдаемое расстояние также будет изменено. [ 23 ]

Метод пульфрирования
[ редактировать ]Эффект Pulfrich основан на явлении изображений обработки глаз человеческого глаза медленнее, когда свет меньше, так как при просмотре темной линзы. [ 24 ] Поскольку эффект Pulfrich зависит от движения в определенном направлении, чтобы спровоцировать иллюзию глубины, он не полезен в качестве общей стереоскопической техники. Например, его нельзя использовать, чтобы показать стационарный объект, по -видимому, простирающийся на экран или вне экрана; Точно так же объекты, движущиеся вертикально, не будут рассматриваться как движущиеся глубины. Случайное движение объектов создаст ложные артефакты, и эти случайные эффекты будут рассматриваться как искусственная глубина, не связанная с фактической глубиной на сцене.
Над/под форматом
[ редактировать ]Стереоскопическое просмотр достигается путем размещения пара изображений друг друга. Специальные зрители созданы для более высокого/под форматом, который слегка наклоняет правое зрение, а левое зрение слегка вниз. Наиболее распространенным с зеркалами является магия представления. Другой с призматическими очками - зритель KMQ . [ 25 ] Недавнее использование этой техники - проект OpenKMQ. [ 26 ]
Другие методы отображения без зрителей
[ редактировать ]Аутостереоскопия
[ редактировать ]
Технологии автостереоскопического отображения используют оптические компоненты на дисплее, а не носят пользователь, чтобы каждый глаз мог видеть свое изображение. Поскольку головные уборы не требуются, он также называется «3D без очков». Оптика разделяет изображения направленно на глаза зрителя, поэтому геометрия просмотра дисплея требует ограниченных положений головки, которые будут достигать стереоскопического эффекта. Амультоскопические дисплеи предоставляют несколько видов одной и той же сцены, а не двух. Каждый вид виден из разных позиций перед дисплеем. Это позволяет зрителю перемещать слева направо перед дисплеем и увидеть правильный вид из любой позиции. Технология включает в себя два широких класса дисплеев: те, которые используют отслеживание головы, чтобы гарантировать, что каждый из двух глаз зрителя видит другое изображение на экране, и те, которые отображают несколько видов, так что дисплей не должен знать, где зрители Глаза направлены. Примеры технологии аутостереоскопических дисплеев включают Линзоулярная линза , барьер параллакса , объемный дисплей , голография и световое поле .
Голография
[ редактировать ]Лазерная голография, в своей оригинальной «чистой» форме голограммы фотографической передачи , является единственной технологией, которая может быть создана, которая может воспроизводить объект или сцену с таким полным реализмом, что воспроизведение визуально неразличима от оригинала, учитывая исходные условия освещения. [ Цитация необходима ] Это создает легкое поле, идентичное тому, которое исходило из исходной сцены, с параллаксом обо всех осях и очень широким углом обзора. Глаз по -разному фокусирует объекты на разных расстояниях, а детализация субъекта сохраняется до микроскопического уровня. Эффект точно так же, как просмотр окна. К сожалению, эта «чистая» форма требует, чтобы субъект был лазерным и полностью неподвижным-в пределах незначительной части волны света-в связи с фотографическим воздействием, и лазерный свет должен использоваться для правильного просмотра результатов. Большинство людей никогда не видели лазерной голограммы передачи. Типы голограмм, обычно встречаемых, серьезно скомпрометировали качество изображения, так что для просмотра можно использовать обычный белый свет, а не-голографические процессы промежуточной визуализации почти всегда прибегают, как альтернатива использованию мощных и опасных пульсированных лазеров, когда живые субъекты являются субъектами. сфотографировано.
Хотя оригинальные фото процессов оказались нецелесообразными для общего использования, комбинация сгенерированных компьютером голограмм (CGH) и оптоэлектронных голографических дисплеев, оба в течение многих лет, может преобразовать полвека Dipe Dream о голографическом 3D телевидение в реальность; До сих пор, однако, большой объем расчетов, необходимый для создания только одной подробной голограммы, и огромная пропускная способность, необходимая для передачи их потока, ограничила эту технологию исследовательской лабораторией.
В 2013 году компания Cilicon Valley, Leia Inc начала производить голографические дисплеи, используя многонаправленный подсвет для мобильных устройств (часы, смартфоны или планшеты) , хорошо , подходящие очки. [ 27 ]
Объемные дисплеи
[ редактировать ]Объемные дисплеи используют некоторый физический механизм для отображения точек света в объеме. Такие дисплеи используют воксели вместо пикселей . Объемные дисплеи включают мультиплоскостные дисплеи, которые имеют несколько сложенных плоскостей дисплея, а вращающиеся панели отображаются, где вращающаяся панель разметает громкость.
Другие технологии были разработаны для проецирования легких точек в воздухе над устройством. Инфракрасный лазер сосредоточен на месте назначения в космосе, генерируя небольшой пузырь плазмы, который излучает видимый свет.
Интегральная визуализация
[ редактировать ]Интегральная визуализация - это метод для производства трехмерных дисплеев, которые являются одновременно аутостеоскопическими и многокскопическими , что означает, что 3D -изображение просматривается без использования специальных очков, и различные аспекты видны, когда оно рассматривается из положений, которые отличаются горизонтально или вертикально. Это достигается с использованием массива микролиз (сродни линзам , но массив x - y или «мух», в котором каждая линза обычно формирует свое собственное изображение сцены без помощи из более крупной объективной линзы ) выходов или Захватить и отображать сцену как 4D -световое поле , создавая стереоскопические изображения, которые демонстрируют реалистичные изменения параллакса и перспективы , когда зритель движется влево, вправо, вверх, вниз, вниз, ближе или дальше.
Интегральная визуализация может технически не быть типом аутостереоскопии, так как аутостереоскопия все еще относится к генерации двух изображений.
Шагле стереоскопия
[ редактировать ]Стереоскопия Wiggle - это метод отображения изображений, достигнутый быстро с чередующейся отображением левой и правой стороны стереограммы. В Интернете, найденные в анимированном формате GIF в Интернете, онлайн-примеры видны в сборной из Нью-Йоркской публичной библиотеки, архивной 25 мая 2022 года на машине Wayback . Техника также известна как "Пику-Пику". [ 28 ]
Методы стерео фотографий
[ редактировать ]
Для стерео-фотографий общего назначения, где цель состоит в том, чтобы дублировать естественное человеческое зрение и произвести визуальное впечатление как можно ближе к тому, чтобы быть там, правильная базовая линия (расстояние между тем, где рассматривается правое и левое изображения) будет таким же, как Расстояние между глазами. [ 29 ] Когда изображения, сделанные с таким базовым уровнем, просматриваются с использованием метода просмотра, который дублирует условия, при которых изображена картина, результатом будет изображение, так же, как то, что было бы видно на месте, фотография была сделана. Это можно описать как «орто -стерео».
Тем не менее, существуют ситуации, в которых может быть желательно использовать более длинную или более короткую базовую линию. Факторы, которые следует рассмотреть, включают в себя метод просмотра, и цель сфотографироваться. Концепция базовой линии также относится к другим ветвям стереографии, таким как стереотразы и компьютерные стереоизображения , но она включает в себя выбранную точку зрения, а не фактическое физическое разделение камер или линз.
Стерео окно
[ редактировать ]Концепция стерео -окна всегда важна, поскольку окно является стереоскопическим изображением внешних границ левого и правого представления, составляющих стереоскопическое изображение. Если какой -либо объект, который отрезан боковыми сторонами окна, находится перед ним, результаты эффекта, который является неестественным и нежелательным, это называется «нарушение окна». Это лучше всего понять, возвращаясь к аналогии с реальным физическим окном. Следовательно, существует противоречие между двумя разными сигналами глубины: некоторые элементы изображения скрыты окном, так что окно появляется ближе, чем эти элементы, и одни и те же элементы изображения кажутся ближе, чем окно. Таким образом, стерео -окно всегда должно быть отрегулировано, чтобы избежать нарушений в окнах, чтобы предотвратить дискомфорт зрителя от противоречивых сигналов глубины.
Некоторые объекты можно увидеть перед окном, поскольку они не достигают боковых сторон окна. Но эти объекты не могут рассматриваться как слишком близко, так как всегда есть предел диапазона параллакса для комфортного просмотра.
Если сцена просматривается через окно, вся сцена обычно находится за окном (предполагая параллельное представление, с левыми изображениями, которые можно увидеть левым глазом и наоборот). Если сцена далека, это было бы на некотором расстоянии за окном; Если он находится рядом, это кажется прямо за окном. Объект, меньший, чем само окно, может даже пройти через окно и появиться частично или полностью перед ним. То же самое относится и к части большего объекта, который меньше окна. Цель установить стерео окно - дублировать этот эффект.
Следовательно, расположение окна в зависимости от всего изображения должно быть отрегулировано так, чтобы большая часть изображения была видна за окном. В случае просмотра на 3D -наборе телевизора легче разместить окно перед изображением и позволить окну в плоскости экрана.
Напротив, в случае проекции на гораздо большем экране гораздо лучше установить окно перед экраном (он называется «плавающее окно»), например, что оно просматривается примерно в двух метрах от Зрители сидят в первом ряду. Поэтому эти люди обычно увидят фон изображения в бесконечном. Конечно, зрители, сидящие за ними Бесконечно, поскольку параллакс этого фона равен среднему межкулярному расстоянию человека.
Вся сцена, в том числе окно, может быть перемещена назад или глубиной вперед, горизонтально скользя по левому и правому глазу по сравнению друг с другом. Перемещение любого или оба изображений от центра выведет всю сцену от зрителя, тогда как перемещение любого или оба изображения в центр переместит всю сцену в сторону зрителя. Это возможно, например, если для этой проекции используются два проектора.
При регулировке окна стерео фото выполняется путем смещения/обрезки изображений, в других формах стереоскопии, таких как чертежи и компьютерные изображения, окно встроено в конструкцию изображений при их генерировании.
Изображения могут быть творчески обрезаны, чтобы создать стерео -окно, которое не обязательно прямоугольное или лежащее на плоской плоскости, перпендикулярно линии обзора зрителя. Крамы стерео кадра могут быть прямыми или изогнутыми, и при просмотре в 3D могут течь в сторону или от зрителя и через сцену. Эти разработанные стерео кадры могут помочь подчеркнуть определенные элементы в стереоизображении или могут быть художественным компонентом стереоизображения.
В параллельном методе Freeview или стереоскопических 3D-просмотре «нарушения окна» могут относиться к предметам, которые вырезаны за пределы фокальной плоскости или экрана (как будто рассматривают часть большого объекта, который заполняет узкое окно). Тем не менее, большинство нарушений в окнах относятся к объектам, просмотренным в CrossView («Popouts», где объект появляется перед фокусной плоскостью или экраном; правое изображение к левому глазу и наоборот), где части объекта, по -видимому, физически обрезаны; Представьте себе большой объект, изданный через небольшое окно, так что его края буквально отрезаны. Это критическое, традиционное нарушение окна перед окном (между зрителем и экраном), и наиболее дезориентирует, потому что части всплывающего объекта, кажется, отсутствуют, а не просто скрыты, как они были бы с параллельно рассмотренными объектами. окно (глубина).
Использование
[ редактировать ]
В то время как стереоскопические изображения обычно использовались для развлечения, включая стереографические карты , 3D -фильмы , 3D -телевидение , стереоскопические видеоигры , [ 30 ] Печать с использованием анаглифа и картин, плакатов и книг аутостереограмм , есть и другие использования этой технологии.
Искусство
[ редактировать ]Сальвадор Дали создал некоторые впечатляющие стереограммы в своем исследовании в различных оптических иллюзиях. Другие стерео -артисты включают Зою Белофф, Кристофер Шнебергер, Ребекка Хакеманн, Уильям Кентридж и Джим Ноутен. [ 31 ] Красно-циан-анаглиф стереоскопические изображения также были окрашены вручную. [ 32 ]
Образование
[ редактировать ]В 19 -м веке было понято, что стереоскопические изображения давали людям возможность испытать места и вещи далеко, и многие туристические наборы были созданы, и были опубликованы книги, позволяющие людям узнать о географии, науке, истории и других предметах. [ 33 ] Такое использование продолжалось до середины 20-го века, а компания Keystone View производит карты в 1960-х годах.


Исследование космоса
[ редактировать ]Mars Exploration Rovers , запущенный NASA в 2003 году для изучения поверхности Марса , оснащены уникальными камерами, которые позволяют исследователям просматривать стереоскопические изображения поверхности Марса.
Две камеры, которые составляют Pancam каждого ровера , расположены на 1,5 м над поверхностью земли и разделены на 30 см, с 1 градусом ноги. Это позволяет превращать пары изображений в научно полезных стереоскопических изображениях, которые можно рассматривать как стереограммы, анаглифы или обрабатываться в трехмерные компьютерные изображения. [ 34 ]
Способность создавать реалистичные 3D-изображения из пары камер примерно в человеческом высоте дает исследователям повышенное понимание природы рассматриваемых ландшафтов. В среде без туманных атмосфер или знакомых достопримечательностей люди полагаются на стереоскопические подсказки, чтобы судить расстояние. Поэтому точки зрения с одной камерой труднее интерпретировать. Многочисленные стереоскопические системы камеры, такие как Pancam, решают эту проблему с разведкой Unceled Space.
Клиническое использование
[ редактировать ]Карты стереограммы и вектографы используются оптометристами , офтальмологами , ортоптистами и визуальными терапевтами в диагностике и лечении бинокулярного зрения и аккомодационных расстройств. [ 35 ]
Математическое, научное и инженерное использование
[ редактировать ]
Фотографии Stereopair предоставили путь для трехмерной (3D) визуализации аэрофотоснимков ; Примерно с 2000 года 3D -виды воздуха в основном основаны на технологиях цифровых стереоизображений. Одной из проблем, связанной со стерео -изображениями, является количество дискового пространства, необходимого для сохранения таких файлов. Действительно, стерео -изображение обычно требует вдвое больше места, чем обычное изображение. Недавно ученые Computer Vision пытались найти методы, чтобы атаковать визуальную избыточность стереопейских массивов с целью определения сжатой версии стереопейских файлов. [ 37 ] [ 38 ] Картографы генерируют сегодня стереопары, используя компьютерные программы, чтобы визуализировать топографию в трех измерениях. [ 39 ] Компьютерная стереоизуализация применяет программы сопоставления стерео. [ 40 ] В биологии и химии сложные молекулярные структуры часто отображаются в стереопаях. Тот же метод также может быть применен к любому математическому (или научному или инженерному) параметру, который является функцией двух переменных, хотя в этих случаях более распространено при создании трехмерного эффекта с использованием «искаженной» сетки или Затенение (как будто от далекого источника света).
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Кайзер (император) панорама» . 9 июня 2012 года.
- ^ Jump up to: а беременный Логический подход к просмотру 3D -картинок . www.vision3d.com от Optometrists Network . Получено 2009-08-21
- ^ твердые пузы Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, греко-английский лексикон , на цифровой библиотеке Персея
- ^ σκοπέω , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, греко-английский лексикон , на цифровой библиотеке Персея
- ^ Упражнения в трех измерениях: около 3d , Том Линкольн, 2011
- ^ Симуляция полета , JM Rolfe и KJ Staples, Cambridge University Press , 1986, стр. 134
- ^ Упражнения в трех измерениях , Том Линкольн, 2011
- ^ Jump up to: а беременный Вклад в физиологию видения. - Заденьте первое. На некоторых замечательных и до сих пор незамеченных явлений бинокля. Чарльз Уитстоун, FRS, профессор экспериментальной философии в Королевском колледже, Лондон. Stereoscopy.com
- ^ Веллинг, Уильям. Фотография в Америке, стр. 23
- ^ Международный стереоскопический союз, 2006, «Стереоскопия», числа 65–72, с.18
- ^ Стерео реалистическое руководство , с. 375.
- ^ Руководство по стереореалистам , с. 377–379.
- ^ Fay Huang, Reinhard Klette и Karsten Scheibe: панорамная визуализация (камеры датчиков и лазерные диапазоны). Wiley & Sons, Chichester, 2008
- ^ Дорнайка, Ф.; Хаммуди, К. (2009). Извлечение трехмерных моделей многогранных зданий из воздушных изображений с использованием необычного и прямого подхода (PDF) . Приложения машинного зрения . Тол. Прокурор IAPR/MVA . Получено 26 сентября 2010 года .
- ^ Jump up to: а беременный Как свободно обзор стерео (3D) изображения . Грег Эркер. Получено 2009-08-21
- ^ "Eyecare Trust" . Eyecare Trust . Получено 29 марта 2012 года .
- ^ "Daily Telegraph газета" . Ежедневный телеграф . 13 июля 2010 года. Архивировано с оригинала 12 января 2022 года . Получено 29 марта 2012 года .
- ^ «Понимание требований к высококачественному 3D-видео: тест в стерео восприятии» . 3droundabout.com. 19 декабря 2011 года . Получено 29 марта 2012 года .
- ^ Как просмотреть фотографии на этом сайте . Стерео фотография - мир в 3D. Получено 2009-08-21
- ^ Ценг, Белль; Анастассиу, Димитрис. «Совместимое видео-кодирование стереоскопических последовательностей с использованием масштабируемости MPEG-2 и переплетенной структуры» (PDF) . Колумбийский университет . Получено 8 июля 2014 года .
- ^ «Видение - это вера»; Cinema Technology, Vol 24, №1 март 2011 г.
- ^ «Упражнения в трех измерениях: около 3D» .
- ^ Бейли, Майк. «Галерея научной визуализации OSU Chromadepth» . Получено 6 марта 2024 года .
- ^ О'Доэрти, м; Flitcroft, Di (1 августа 2007 г.). «Необычное представление зрительного неврита и феномена пульфров» . Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии . 78 (8): 906–907. doi : 10.1136/jnnp.2006.094771 . ISSN 0022-3050 . PMC 2117749 . PMID 17635984 .
- ^ "Глоссарий" . 8 июня 2012 года.
- ^ "OpenKMQ" . 8 июня 2012 года. Архивировано с оригинала 5 марта 2009 года.
- ^ Босолей, Рэймонд Дж.; Бруг, Джим; Фиорентино, Марко; Vo, Sonny; Тран, это; Пэн, Жен; Fattal, Дэвид (март 2013 г.). «Многонаправленная подсветка для широкоугольного трехмерного дисплея без очков». Природа . 495 (7441): 348–351. Bibcode : 2013natur.495..348f . doi : 10.1038/nature11972 . ISSN 1476-4687 . PMID 23518562 . S2CID 4424212 .
- ^ П. Кертин , Деннис www.shortcourses.com .
- ^ DRT (25 февраля 2008 г.). "Доктор Т" . Drt3d.blogspot.com . Получено 4 марта 2012 года .
- ^ Банки, Мартин С.; Читать, Дженни Р.; Эллисон, Роберт С.; Ватт, Саймон Дж. (Июнь 2011 г.). «Стереоскопия и человеческая визуальная система». SMPTE 2 -я ежегодная Международная конференция по стереоскопическому 3D для СМИ и развлечений . SMPTE Motion Imaging Journal. Тол. 121. Нью -Йорк, Нью -Йорк, США: IEEE. С. 2–31. doi : 10.5594/m001418 . ISBN 9781614829515 Полем PMC 3490636 . PMID 23144596 .
- ^ Horibuchi, S. (1994). САЛВАДОР ДАЛИ: Стерео -пара художник. В Horibuchi, S. (ed.), Стереограмма (стр.9, стр.42). Сан -Франциско: Каденс Книги. ISBN 0-929279-85-9
- ^ «Том Линкольн - Упражнения в трех измерениях» .
- ^ Университет Вирджинии Стереоскоп в Америке , доступ к 21 марта 2009 года.
- ^ "Pancam Technical Brief" (PDF) . Корнелльский университет . Получено 30 июня 2006 года .
- ^ Bartiss, OD MD, Michael (25 января 2005 г.). «Конвергенция недостаточности» . Webmd . Получено 30 июня 2006 года .
- ^ Шамбо, Скотт (17 января 2024 г.), Скоттшамбо/MPL_STEREO , получен 17 января 2024 г.
- ^ «Алгоритм стереоскопического сжатия изображений» .
- ^ Ортис, Алессандро; Рандо, Франческо; Джиоре, Джузеппе; Battiato, Sebastiano (2013). «Адаптивное сжатие стереоскопических изображений» (PDF) . Анализ и обработка изображений - ICIP 2013 . Заметки лекции в информатике. Том. 391–399. Doi : 10.1007/978-3-642-41181-6_40 . ISBN 978-3-642-41180-9 Полем S2CID 13274055 .
- ^ Дэвид Ф. Уотсон (1992). Контур. Руководство по анализу и отображению пространственных данных (с программами на дискетте). В: Даниэль Ф. Мерриам (ред.); Компьютерные методы в «Геоссауки»; Pergamon / Elsevier Science, Амстердам; 321 стр. ISBN 0-08-040286-0
- ^ Рейнхард Клетт (2014). «Краткое компьютерное зрение» (глава 8 для сопоставления стерео). Спрингер, Лондон; 429 стр. ISBN 978-1-4471-6319-0
Библиография
[ редактировать ]- Симмонс, Гордон (март -апрель 1996). «Кларенс Г. Хеннинг: Человек за макросом». Стерео мир . 23 (1): 37–43.
- Willke, Mark A.; Заковски, Рон (март -апрель 1996). «Признакомитесь с реалистической макро -стереосистемой». Стерео мир . 23 (1): 14–35.
- Морган, Уиллард Д.; Лестер, Генри М. (октябрь 1954 г.). Руководство по стереореалистам . и 14 участников. Нью -Йорк: Морган и Лестер. Bibcode : 1954srm..book ..... m . OCLC 789470 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Скотт Б. Стейнман, Барбара А. Стейнман и Ральф Филипп Гарзия. (2000). Основы бинокулярного зрения: клиническая перспектива . McGraw-Hill Medical. ISBN 0-8385-2670-5
Внешние ссылки
[ редактировать ]


Архивные коллекции
[ редактировать ]- Руководство по коллекции стереограф Эдварда Р. Фрэнка. Специальные коллекции и архивы, библиотеки UC Irvine, Ирвин, Калифорния.
- Niagara Falls Stereo Cards RG 541 Brock University Library Library Digital Repository
- Стереографические взгляды на Луисвилл и за его пределы, 1850-х годов по 1930 годам из Архивов и специальных коллекций Университета Луисвилля и специальных коллекций
Другой
[ редактировать ]- Стереоскопия в Керли
- Лабораторные лабораторные стереоскопические методы визуализации в Дареме и программные инструменты
- Университет Вашингтонского университета библиотеки цифровые коллекции стереокард
- Стереоскопия на Flickr
- Американский университет в Каире редкие книги и специальные коллекции Цифровая библиотека Underwood & Underwood Egypt Stereoviews Collection
- Вид на Калифорнию и Запад, Калифорния. 1867–1903 , библиотека Bancroft
- Музейная выставка по истории стереографий и стереоскопов (1850–1930)
- Два стереоскопических селфи с 1890 года
- Стереоскопики