Эффект Пульфриха
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2009 г. ) |
Эффект Пульфриха — это психофизическое восприятие , при котором боковое движение объекта в поле зрения интерпретируется зрительной корой как имеющее компонент глубины из-за относительной разницы во времени сигнала между двумя глазами.
Обзор
[ редактировать ]Эффект обычно вызывается установкой темного фильтра на один глаз, но может также возникнуть спонтанно при некоторых заболеваниях глаз, таких как катаракта , [ 1 ] неврит зрительного нерва , [ 2 ] [ 3 ] или рассеянный склероз . [ 4 ] В таких случаях сообщалось о таких симптомах, как трудности с оценкой пути встречных автомобилей. Явление названо в честь немецкого физика Карла Пульфриха , впервые описавшего его в 1922 году. [ 5 ] [ 6 ] Карл Пульфрих был зятем Генриха Герца . [ 7 ] Этот эффект использовался в качестве основы для некоторых телевизионных, кино- и игровых 3D-презентаций.
Демонстрация
[ редактировать ]
В классическом эксперименте с эффектом Пульфриха испытуемый смотрит на маятник, качающийся в плоскости, перпендикулярной лучу зрения наблюдателя. Когда фильтр нейтральной плотности (затемненная линза, обычно серая) помещается, скажем, перед правым глазом, кажется, что маятник движется по эллиптической орбите, становясь ближе, когда он колеблется вправо, и дальше, когда он колеблется в направлении правого глаза. влево, так что, если бы теоретически посмотреть на него сверху, казалось бы, что он вращается против часовой стрелки. И наоборот, если левый глаз закрыт, будет казаться, что маятник вращается сверху по часовой стрелке, приближаясь при движении влево и дальше при движении вправо.
Аналогичного эффекта можно достичь, используя неподвижную камеру и непрерывно вращая неподвижный объект. Если движение прекратится, глаз, смотрящий через темную линзу (который может быть любым глазом в зависимости от направления движения камеры), «догонит», и эффект исчезнет. Одним из преимуществ этой системы является то, что люди, не носящие очки, будут видеть совершенно нормальное изображение.
Объяснение
[ редактировать ]Широко распространенное объяснение видимой глубины состоит в том, что уменьшение освещенности сетчатки (по сравнению с парным глазом) приводит к соответствующей задержке передачи сигнала, вызывая мгновенное пространственное несоответствие движущихся объектов. По-видимому, это происходит потому, что задержки зрительной системы обычно короче (т. е. зрительная система реагирует быстрее) на яркие цели по сравнению с тусклыми целями. Это движение с глубиной является решением зрительной системы для движущейся цели, когда между двумя глазами существует разница в освещенности сетчатки и, следовательно, разница в задержках сигнала.
Эффект Пульфриха обычно измеряется в условиях полного поля зрения с темными целями на ярком фоне и дает задержку около 15 мс при десятикратной разнице в средней освещенности сетчатки. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Эти задержки монотонно увеличиваются с уменьшением яркости в широком (> 6 логарифмических единиц) диапазоне яркости. [ 8 ] [ 9 ] Эффект также виден для ярких целей на черном фоне и демонстрирует такое же соотношение яркости и задержки.
Использование в стереоскопии
[ редактировать ]Эффект Пульфриха использовался для создания типа стереоскопии или трехмерного визуального эффекта в таких визуальных средствах массовой информации, как кино и телевидение. Как и в других видах стереоскопии, очки используются для создания иллюзии трехмерного изображения. Если поместить нейтральный фильтр (например, затемненную линзу от солнцезащитных очков) на один глаз, изображение, движущееся справа налево (или слева направо, но не вверх и вниз), будет казаться движущимся в глубину, либо к зрителю или от него.
Поскольку эффект Пульфриха зависит от движения в определенном направлении, создающего иллюзию глубины, он бесполезен в качестве общего стереоскопического метода. Например, его нельзя использовать для отображения неподвижного объекта, явно выходящего на экран или за его пределы; аналогично объекты, движущиеся вертикально, не будут восприниматься как движущиеся в глубину. Случайное движение объектов создаст ложные артефакты, и эти случайные эффекты будут рассматриваться как искусственная глубина, не связанная с фактической глубиной сцены. Многие из применений Пульфриха предполагают преднамеренное создание именно такого рода эффектов, что создало этой методике плохую репутацию. Когда единственным движением является боковое движение камеры, эффект столь же реален, как и любая другая форма стереоскопии, но это случается редко, за исключением весьма надуманных ситуаций. Однако он может быть эффективен как эффект новизны в надуманных визуальных сценариях. Одним из преимуществ материала, созданного с использованием эффекта Пульфриха, является то, что он полностью обратно совместим с «обычным» просмотром; В отличие от стереоскопического (двухизображительного) видео, эффект 3D Пульфриха имеет только одно изображение и, как следствие, не создает эффект ореолов для тех, кто не носит очков, или искажение цвета, вызванное такими технологиями, как анаглиф. Эффекта Пульфриха также можно достичь, надев линзу солнцезащитных очков на один глаз, а поскольку солнцезащитные очки очень распространены, необходимость в распространении «специальных» 3D-очков снижается.
Эффект приобрел небольшую популярность на телевидении в конце 1980-х и 1990-х годах. В воскресенье, 22 января 1989 года, шоу в перерыве Суперкубка XXIII и специально созданный рекламный ролик диетической кока с использованием этого эффекта по телевидению транслировались -колы. В рекламном ролике объекты, движущиеся в одном направлении, кажутся ближе к зрителю (фактически перед экраном телевизора), а при движении в другом направлении кажутся дальше от зрителя (за экраном телевизора). Сорок миллионов пар «очков» для 3D-просмотра в бумажной оправе были розданы компанией Coca-Cola USA для этого мероприятия (хотя изначально они были произведены и предназначались для 3D-эпизода « Лунный свет» в мае 1988 года , производство которого так и не завершилось из-за забастовки сценаристов). [ 12 ] Фильтр правого глаза был серо-фиолетовым (напоминал цвет красного вина), а фильтр левого — светло-янтарным (напоминал цвет белого вина). Эти цвета дополняли друг друга, создавая эффект Пульфриха, избегая при этом искажения естественных цветов трансляции. В этом случае рекламный ролик был ограничен объектами (такими как холодильники и скейтбордисты ), движущимися по крутому склону слева направо по экрану, причем зависимость от направления определялась тем, какой глаз был закрыт более темным фильтром. Сообщается, что рекламный ролик был создан с использованием технологии Nuoptix 3D для создания эффекта Пульфриха.
Примеры
[ редактировать ]Этот эффект также хорошо использовался на протяжении всего выпуска «Доктора Кто» благотворительного специального 1993 года «Измерения во времени» и в сценах снов сериала «3-й камень от солнца» двухсерийного финала второго сезона « Кошмара на Дик-стрит» 1997 года . Во многих странах Европы по телевидению была показана серия короткометражных 3D-фильмов, произведенных в Нидерландах . Стаканы продавались на сети автозаправочных станций . Эти короткометражные фильмы представляли собой в основном рассказы о путешествиях по голландским местам. Фильм Power Rangers Lightspeed Rescue под названием Power Rangers в 3D: Triple Force (позже транслированный как двухсерийная « Месть Тракины ») [ 13 ] продавался на VHS через якобы использованную McDonald's технологию «Circlescan 4D», основанную на эффекте Пульфриха, но 3D было очень мало. В США и Канаде шесть миллионов 3D-очков Пульфриха были розданы зрителям для эпизода « Discovery на канале Недели акул» в 2000 году. [ 14 ] Анимационные программы, в которых эффект Пульфриха использовался в определенных сегментах своих программ, включают Yo Yogi! , The Bots Master и Space Strikers ; обычно они добивались этого эффекта за счет использования постоянно движущихся слоев фона и переднего плана.
Во Франции «Le Magazine de la Santé», давнее телешоу о популярной медицине, широко представило этот эффект в октябре 2016 года, пригласив своих зрителей «впервые увидеть программу в 3D». [ 15 ]
Этот эффект использовался в некоторых эпизодах итальянско-немецкого телеигры « Tutti Frutti ». Одна из танцовщиц разделась топлесс, в то время как другие танцевали вокруг нее против часовой стрелки, а два дополнительных задних слоя были созданы графикой, движущейся с разной скоростью. Как распространялись смотровые очки, неизвестно. Эпизоды широко доступны в Интернете, но лишь немногие используют эффект Пульфриха.
Видеоигра Orb-3D для Nintendo Entertainment System использовала этот эффект (корабль игрока постоянно движется) и поставлялась в комплекте с очками. То же самое сделал Джим Пауэр: Затерянное измерение в 3-D для Super NES , используя постоянную прокрутку фона для создания эффекта. Также в первый день выпуска Super Mario 64 компания Toys R US предложила очки для просмотра Super Mario 64. Было только две 2D-совместимые технологии, в которых использовались прозрачные линзы: ChromaDepth и Pulfrich. Поскольку ChromaDepth заставил бы Марио (персонажа красно-синего цвета) выглядеть странно, и большинство сцен ходьбы были сняты с Марио на переднем плане немного левее центра, левый имел перпендикуляр к длинному горизонту и правую линию обзора. Предполагалось, что уходящие в горизонт очки Pulfrich относятся к тому типу, который входит в комплект Toys R Us.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Скотчер С.М., Лэйдлоу Д.А., Каннинг С.Р., Уил М.Дж., Харрад Р.А.: Феномен Пулфриха при односторонней катаракте. , Br J Офтальмол. , 81(12):1050-5
- ^ Слагсволд Дж. Э.: Феномен маятника Пульфриха у пациентов с острым невритом зрительного нерва в анамнезе. , Acta Ophthalmol (Копенга) , 6(5):817-26
- ^ Бурде Р.М., Галлин П.Ф.: Визуальные параметры, связанные с выздоровевшим ретробульбарным невритом зрительного нерва. , Am J Офтальмол. , 79(6):1034-7
- ^ Раштон Д.: Использование маятника Пульфриха для обнаружения аномальной задержки зрительного пути при рассеянном склерозе. , Мозг , 98(2):283-96
- ^ «Эффект Пульфрича: Пульфрич (1922)» .
- ^ Петцольд А (2009). «Историческое происхождение эффекта Пульфриха: случайное астрономическое наблюдение на границе Млечного Пути» . Нейроофтальмология . 33 (1–2): 39–46. дои : 10.1080/01658100802590829 . S2CID 15422373 .
- ^ Эпплярд, Ролло (октябрь 1927 г.). «Пионеры электрической связи — Генрих Рудольф Герц — V». Электрическая связь . 6 (2): 63–77.
- ^ Jump up to: а б Лит А. (1949) Величина стереофеномена Пульфриха как функция бинокулярных различий интенсивности при различных уровнях освещенности. Являюсь. Дж. Психол. 62:159-181.
- ^ Jump up to: а б Роджерс Б. Дж. Анстис С. М. (1972) Интенсивность против адаптации и стереофеномен Пульфриха Vision Res. 12:909-928.
- ^ Уильямс Дж. М., Лит. А. (1983) Зависимая от яркости задержка зрения для эффекта Гесса, эффекта Пульфриха и простого времени реакции. Видение Рез. 23(2):171-9.
- ^ Дейл Рольф Р. (1991) Измерение межокулярных задержек с помощью стереограмм динамических случайных точек. Евро. Арх. Психиатрический клин. Неврология. 241:115-118.
- ^ «Потерянный 3-D эпизод лунного света» .
- ^ «Могучие рейнджеры в 3D: Тройная сила» . IMDB . 3 июля 2000 г.
- ^ «Телевизионные 3D-очки» .
- ^ «Журнал «Здоровье» в рельефе (В обычных солнцезащитных очках!)» . 14 октября 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- EP0325019 - патент на использование эффекта Пульфриха.