2.5D (визуальное восприятие)
2.5D — это эффект зрительного восприятия. Это построение явно трехмерной среды из двумерных проекций сетчатки. [1] [2] [3] Хотя результат технически 2D, он позволяет создать иллюзию глубины. Глазу легче различить расстояние между двумя предметами, чем глубину отдельного объекта в поле зрения. [4] Компьютеры могут использовать 2.5D, чтобы изображения человеческих лиц выглядели реалистичными. [5]
Восприятие физической среды ограничено из-за зрительных и когнитивных проблем. Визуальная проблема заключается в отсутствии объектов в трехмерном пространстве , которые можно было бы отобразить с помощью одной и той же проекции, тогда как когнитивная проблема заключается в том, что восприятие объекта зависит от наблюдателя. [2] Дэвид Марр обнаружил, что 2.5D имеет ограничения визуальной проекции, которые существуют потому, что «части изображений всегда представляют собой (деформированные) неоднородности яркости». [2] Таким образом, в действительности наблюдатель не видит все окружение, а строит трехмерное изображение, ориентированное на зрителя.
Размытие восприятия
[ редактировать ]Основным аспектом зрительной системы человека является восприятие размытости. Восприятие размытия играет ключевую роль в фокусировке на близких или дальних объектах. Паттерны фокуса сетчатки имеют решающее значение для восприятия размытости, поскольку эти шаблоны состоят из дистальной и проксимальной дефокусировки сетчатки. В зависимости от расстояния объекта и движения от наблюдателя эти закономерности содержат баланс и дисбаланс фокуса в обоих направлениях. [6]
Человеческое восприятие размытия включает в себя обнаружение размытия и распознавание размытия. Размытие распространяется по центральной и периферической сетчатке. Модель имеет изменяющийся характер и модель восприятия нерезкости находится в диоптрийном пространстве при рассматривании вблизи. Модель может иметь предложения в зависимости от восприятия глубины и гибкого управления. [6]
Цифровой синтез
[ редактировать ]Данные о дальности 2,5D получаются с помощью системы визуализации дальности , а цветное 2D-изображение снимается обычной камерой. Эти два набора данных обрабатываются индивидуально, а затем объединяются. Вывод человеческого лица может быть реалистичным, и им можно манипулировать с помощью инструментов компьютерной графики. При распознавании лиц этот инструмент может предоставить полную информацию о лице. [7] При обнаружении границ цвета используются три разных подхода:
- Проанализируйте каждый цвет отдельно, а затем объедините их;
- Проанализируйте « канал яркости » и используйте каналы цветности для принятия других решений;
- Рассматривайте цветное изображение как векторное поле и используйте производные векторного поля в качестве цветового градиента.
2.5D ( визуальное восприятие ) предлагает автоматический подход к созданию моделей человеческого лица. Он анализирует набор данных о диапазоне и изображение цветового восприятия. Источники анализируются отдельно для выявления анатомических участков черт, уточнения геометрии лица и создания объемной модели лица. [8] Два метода локализации объектов — это деформируемый шаблон и обнаружение хроматического края. [9]
Система визуализации дальности имеет такие преимущества, как возможность избежать проблем при контактном измерении. Это будет легче сохранить, и это намного безопаснее, а другие преимущества также включают отсутствие необходимости в калибровке при измерении похожего объекта и возможность пригодности машины для измерения данных о расстоянии лица. [5]
Наборы данных 2.5D можно удобно представить в виде бокселей (выровненных по осям неперекрывающихся прямоугольников). Их можно использовать для непосредственного представления объектов на сцене или в качестве ограничивающих объемов . Работа Леонидаса Дж. Гибаса и Юань Яо показала, что непересекающиеся прямоугольники, выровненные по осям, можно упорядочить по четырем порядкам, так что любой луч встречает их в одном из четырех порядков. Это применимо к бокселям и показало, что существуют четыре различных разделения бокселей на упорядоченные последовательности непересекающихся множеств. Они называются антицепями и позволяют бокселям в одной антицепи перекрывать боксели в последующих антицепях. Ожидаемое время выполнения антицепочного разделения равно O(n log n), где n — количество бокселей. Такое разделение можно использовать для эффективной реализации виртуальных проездов и трассировки лучей. [10]
Восприятие человеком визуального представления включает три последовательных этапа.
- Компонент 2D-представления дает приблизительное описание.
- Компонент представления 2.5D добавляет визуально-пространственные свойства поверхности объекта.
- Компонент 3D-представления добавляет глубину и объем. [11]
Приложения
[ редактировать ]Модель человеческого лица используется в медицине, идентификации, компьютерной анимации и интеллектуальном кодировании. [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ МакИхрен, Алан М. (2008). «GVIS, облегчающее визуальное мышление». Как работают карты: представление, визуализация и дизайн . Гилфорд Пресс. стр. 355–458. ISBN 978-1-57230-040-8 . OCLC 698536855 .
- ^ Перейти обратно: а б с Ватт, Р.Дж. и Би.Дж. Роджерс. «Человеческое видение и когнитивная наука». В когнитивной психологии Направления исследований в когнитивной науке: европейские перспективы Vol. 1, под редакцией Алана Баддели и Нильса Оле Бернсена, 10–12. Восточный Суссекс: Lawrence Erlbaum Associates, 1989.
- ^ Вуд, Джо; Киршенбауэр, Сабина; Долльнер, Юрген; Лопес, Адриано; Бодум, Ларс (2005). «Использование 3D в визуализации». Знакомство с геовизуализацией . Международная картографическая ассоциация/Elsevier. ISBN 0-08-044531-4 . OCLC 988646788 .
- ^ Читай, JCA; Филлипсон, врач общей практики; Серрано-Педраса, я; Милнер, AD; Паркер, Эй Джей (2010). «Стереоскопическое зрение при отсутствии латеральной затылочной коры» . ПЛОС ОДИН . 5 (9): е12608. Бибкод : 2010PLoSO...512608R . дои : 10.1371/journal.pone.0012608 . ПМЦ 2935377 . ПМИД 20830303 .
- ^ Перейти обратно: а б Канг, К.-Ю.; Чен, Ю.-С.; Сюй, В.-Х. (1993). «Создание реалистичного человеческого лица в формате 2,5D с помощью автоматического подхода» . Материалы конференции IEEE по компьютерному зрению и распознаванию образов . IEEE-компьютер. Соц. Нажимать. стр. 611–612. дои : 10.1109/cvpr.1993.341061 . ISBN 0-8186-3880-Х . S2CID 10957251 .
- ^ Перейти обратно: а б Чуффреда, Кеннет Дж.; Ван, Бин; Васудеван, Баламурали (апрель 2007 г.). «Концептуальная модель человеческого восприятия размытости» . Исследование зрения . 47 (9): 1245–1252. дои : 10.1016/j.visres.2006.12.001 . ПМИД 17223154 . S2CID 10320448 .
- ^ Чи-Юань, Кан (1 января 1994 г.). «Автоматический подход к созданию реалистичного человеческого лица в 2,5D» . Вычисление изображений и зрительных образов . 12 (1): 5–14. дои : 10.1016/0262-8856(94)90051-5 .
- ^ Чии-Юань, Кан; Юнг-Шэн, Чен; Вэнь-Синь, Сюй (1994). «Автоматический подход к созданию реалистичного человеческого лица в 2,5D». Вычисление изображений и зрительных образов . 12 :5–14. дои : 10.1016/0262-8856(94)90051-5 .
- ^ Автоматическая идентификация человеческих лиц по трехмерной форме поверхностей - с использованием вершин сплайновой поверхности B Syst. & Компьютеры в Японии, т. Том 22 (№ 7), с. 96, 1991, Abe T et al.
- ^ Гольдшмидт, Нир; Гордон, Дэн (ноябрь 2008 г.). «Среда BOXEL для 2.5D-данных с приложениями для виртуальных проездов и трассировки лучей» . Вычислительная геометрия . 41 (3): 167–187. дои : 10.1016/j.comgeo.2007.09.003 . ISSN 0925-7721 .
- ^ Буазиз, Серж; Маньян, Анни (январь 2007 г.). «Вклад систем зрительного восприятия и графического производства в копирование сложных геометрических рисунков: исследование развития» . Когнитивное развитие . 22 (1): 5–15. дои : 10.1016/j.cogdev.2006.10.002 . ISSN 0885-2014 .
- ^ Канг, CY; Чен, Ю.С.; Сюй, WH (1994). «Автоматический подход к созданию реалистичного человеческого лица в формате 2,5D». Вычисление изображений и зрительных образов . 12 (1): 5–14. дои : 10.1016/0262-8856(94)90051-5 .