Autostereoskopi , glasögonlös binokulär stereoskopi är en typ av stereoskopi där uppfattningen av en tredimensionell bild inte kräver några separationsanordningar i form av glasögon , stereoskop och andra apparater placerade framför betraktarens ögon [1] . En tredimensionell bild uppfattas genom att direkt titta på en platt skärm eller ett fotografi och kallas ett autostereogram .
De vanligaste autostereoskopiteknikerna är linsformiga eller slitsade raster , holografi , samt stereoskärmar , inklusive ett ljusfält . Autostereoskopi används inom fotografi , kinematografi , tv , reklam och andra områden för visning av visuell information. Den största fördelen med principen ligger i tillgängligheten av uppfattningen av en tredimensionell bild utan ytterligare enheter, såväl som av personer med synnedsättning som bär glasögon.
Många autostereoskopitekniker är kända inom modern teknik, inklusive de som använder okulografi . Men de flesta av dem är baserade på rasterprincipen för stereoparseparation. I detta fall kan ett linsformigt, prismatiskt eller slitsat raster användas. Bildens klarhet horisontellt reduceras oundvikligen, men dess volym uppfattas säkert av majoriteten av tittarna. Var och en av de två typerna av raster ger sina egna fördelar och är inte tillämplig i alla fall.
Principen bygger på att olika delar av bilden överlappar varandra med ett gitter av smala ogenomskinliga ränder när de ses från olika punkter. I det här fallet består bilder av ett stereopar av samma band som växlar efter varandra. Som ett resultat ser varje öga av observatören genom slitsarna i gittret endast ränderna i den del av stereoparet som är avsedd för det, medan de närliggande är täckta av rastret.
Tekniken uppfanns oberoende av August Berthier, som inte uppnådde praktiska resultat, och Frederic Ives, som 1901 skapade världens första autostereogram baserat på ett spaltraster [2] . Två år senare började Ives sälja sådana bilder, vilket inledde kommersiell användning av autostereoskopi [3] . Den 4 februari 1941 började världens första biografsal utrustad med en autostereoskopisk glasögonfri skärm med en trådslitsskärm att fungera i Moskva [4] . I början av 2000-talet släppte Sharp världens första flytande kristallskärm som stöder glasögonfri stereoskopi. Skärmen installerades i små partier av två märken av bärbara datorer och förblev unik under en tid. 2009 lanserades Fujifilm FinePix W Series Real 3D stereokamera med en 2,8-tums autostereoskopisk LCD. Alla dessa skärmar, som den senare Nintendo 3DS -spelkonsolen , är baserade på spaltskärmsteknologi.
Förutom stora ljusförluster är en nackdel med en slitsskärm en relativt smal zon, från vilken en tredimensionell bild är synlig. Som ett resultat måste observatören leta efter ögonens optimala position i förhållande till skärmen eller bilden, och om huvudet av misstag flyttas försvinner effekten. Det parallella slitsrastret ger ett mycket smalt synfält placerat vinkelrätt mot skärmens plan. För att expandera denna zon och flytta den till ett plan under skärmen som är mer bekvämt för filmvisning, föreslog den sovjetiske uppfinnaren Semyon Ivanov att använda ett "perspektiv"-raster, vars slitsar konvergerar till en punkt [2] . Vissa bildskärmstillverkare utökar synfältet genom att styra placeringen av skuggremsorna enligt signaler från eyetracking -sensorer .
Ett cylindriskt linsraster patenterades 1912 av Walter Hess. Genom att byta ut den slitsade skärmen mot konvergerande linser av samma storlek blev det möjligt att drastiskt minska ljusförlusterna, vilket gjorde att fotografier med ett överlagrat galler såg för mörkt ut. En annan fördel var utvidgningen av stereobildens synlighetszon, som är för smal för autostereogram med barriärer. Som ett resultat blev en fullfjädrad tredimensionell bild synlig inte från ett begränsat område precis framför skärmens mitt, utan också från sidopunkter. På grund av egenskaperna hos det linsformade rastret blev det möjligt att skapa flervinklar autostereogram, när synvinkeln på de fångade föremålen ändras när observatörens huvud rör sig [5] . Ett sådant autostereogram kallas ett "parallax panoramagram" [6] .
Philips skapade i mitten av 1990-talet en stereodisplayteknik med ett linsformat raster, vars linser var placerade exakt ovanför pixellinjerna som motsvarar de partiella bilderna av ett stereopar. En sådan enhet gjorde det möjligt för monitorer i WOWvx-serien att ta emot en glasögonfri stereobild med en upplösning på upp till 2160p vid 46 möjliga betraktningsvinklar [7] . StereoGraphics producerar bildskärmar av liknande design, men med ett snett linsformat raster.
Kort innan Hess uppfinning 1908 föreslog Gabriel Lippmann en teknik för att fotografera genom en tvådimensionell uppsättning sfäriska mikrolinser [8] . I det här fallet blir det möjligt att erhålla volymetriska bilder som exakt återger de fångade objekten i deras ursprungliga storlek. Var och en av mikrolinserna bildar en delbild av objektet i sin egen vinkel , som skiljer sig från vinklarna på de andra linserna. Som ett resultat, när man återger en bild tagen på detta sätt, ser betraktaren en tredimensionell bild av objekten som fotograferas, "hängande" bakom den fotografiska plattan på samma avstånd som vid tagningsögonblicket [9] . Med varje förskjutning av huvudet ändras betraktningsvinkeln på samma sätt som när man tittar runt de ursprungliga föremålen. En sådan flervinkelbild kallas ibland ett aspektogram eller en integralbild. Nackdelen med aspektografi anses vara ett litet vinkelfält , begränsat av mikrolinsrastrets period. Därför är inbyggd fotografering endast lämplig för fotografering av små föremål, i proportion till storleken på en platta med ett raster. När det gäller den resulterande bildens natur och andra särdrag, är integralfotografi nära den senare uppfunna holografin och kallas därför ibland stråle eller osammanhängande holografi [8] .
Holografi , som uppfanns 1947 av den ungerske fysikern Denes Gabor , blev den teknologi som gav den mest avancerade autostereoskopin [10] . Vid inspelning av hologram används inga linser , och istället för formen på objekten som fotograferas och fördelningen av belysning på dem, registreras vågfältet för ljuset som reflekteras av dessa objekt direkt. För att göra detta belyses de av koherenta ljuskällor, som är lasrar av olika slag. Laserljuset som reflekteras av föremålen läggs till referensvågen från samma källa och bildar ett interferensmönster på ytan av en högupplöst fotografisk platta, bestående av mikroskopiska alternerande ränder [11] . När den framkallade fotografiska plattan belyses med samma ljus, på grund av diffraktion vid kanterna av interferensmönsterbanden, bryts den och bildar ett vågfält som är identiskt med det som fanns vid tidpunkten för inspelning av hologrammet [12] . Som ett resultat ser betraktaren en virtuell bild av de fångade objekten "hängande" på samma avstånd från den fotografiska plattan som objekten själva. Samtidigt ser bilden voluminös och flervinklar ut, vilket gör att du kan "titta" bakom det fångade objektet när huvudet flyttas [10] . Trots noggrannheten och realismen i att visa objekt har holografi inte funnit någon bred praktisk tillämpning inom fotografi och film på grund av teknisk komplexitet och behovet av koherenta ljuskällor.
| stereobild | |
|---|---|
| Teknologi | |
| Uppfattning | |
| Applikation, produkter | |