Stereobild

Stereobild , stereoskopisk bild  (från annan grekisk στερεός "volumetrisk, rumslig") - en bild som orsakar en illusion av volym , det vill säga en känsla av lättnad och förlängning på djupet på grund av binokulärseendets särdrag [1] . Bilden kan vara stereoskopisk när man tittar på stereopar eller hologram [2] .

Metoder för att demonstrera en tredimensionell bild

"Sann" stereoskopi

Olika metoder och enheter används för att skapa och visa en stereobild:

• Den parallella blickmetoden låter dig se en fullfärgsstereobild utan någon utrustning, stereoeffekten uppnås genom att föra ögonen längre bort från bildplanet. Två fotografier tagna från olika vinklar används. Metoden är endast lämplig för visning av små bilder (upp till 60-70 mm breda vardera), vilket beror på det interpupillära avståndet hos en person.

• Cross-eye-metoden liknar den föregående, men ögonen konvergerar framför bilden. Fördel - ett stereopar kan vara av vilken storlek som helst (men om vinkelavståndet mellan komponenterna är för stort uppstår allvarlig ögonansträngning); nackdelar - en virtuell bild dyker upp mellan skärmen och observatören, vilket begränsar storleken på det avbildade föremålet eller förvandlar det till en "dockakopia". Parallellt stereopar kan omvandlas till en kors-permutation av komponenter.
• Metoden för spegeldelning av bilder (spegeldelning) gör att du kan klara dig utan ögonansträngning, med hjälp av en spegel för att separera synfälten. Stereobilden för denna metod, som för den föregående, är en vänster och höger ram, bara en av dem är spegelvänd. Spegeln är placerad vinkelrätt mot ansiktet, nära näsryggen och vinkelrätt mot bilden, på den plats där de vänstra och högra ramarna är åtskilda. [3] Vanligtvis speglas den vänstra ramen med avseende på objektets sanna position. I det här fallet måste du titta med båda ögonen åt höger: höger öga ser på höger bild, vänster genom spegeln - till vänster. Justera spegeln smidigt, du måste kombinera bilderna så att en stereoeffekt uppstår. Fördelen med denna metod jämfört med följande är att en fullfärgsstereobild kan erhållas med endast improviserade material. Nackdelen är att du måste placera ansiktet nära skärmen eller använda en väldigt lång spegel. För stora bilder behövs breda speglar som i kombination kan skapa en ganska otymplig struktur. Det kan finnas upp till 4 speglar. Samma princip används när du tar bilder sida vid sida , när vänster och höger vinkel fångas av en kamera i en bildruta. [fyra]
• Anaglyph - glasögon  är flerfärgade glasögon med CMY-färgfilter insatta istället för linser. Billig men ganska effektiv metod. Det ger inte rätt färgåtergivning, men nervsystemet tolkar det ganska bra. Anpassningstiden är cirka 30 sekunder, efter långvarig användning störs färguppfattningen under en proportionell period.
• Stereoglasögon med slutare. Bilden projiceras på skärmen för vänster öga och sedan för höger. Följaktligen öppnar glasögonen sikten till vänster öga, sedan till höger. Används i XpanD 3D-biograf . De används ibland i datorspel, eftersom de låter dig använda en vanlig CRT- skärm (men med ett kraftfullt grafikkort - belastningen på det fördubblas). Alla är inte lämpliga för en LCD-skärm - den verkliga uppdateringsfrekvensen för de flesta av dem överstiger inte 30-75 Hz (vilket betyder den faktiska återuppbyggnadstiden för LCD-kedjorna och inte svepfrekvensen). Ett exempel på sådan teknik är nVIDIA 3D Vision . För att använda 3D Vision behöver du en LCD-, plasma- eller OLED-skärm med en uppdateringsfrekvens på 100 Hz eller högre, ett nVIDIA-grafikkort med 3D Vision och specialglasögon. Från 2009-2010 började massproduktion av TV-apparater som fungerar enligt denna princip i världen. I april 2010 började tillverkningen av löpande band av Samsung 3D-TV-apparater i Ryssland i Kaluga-regionen. Tittaren tar på sig LCD-glasögon som växelvis (med en frekvens på 60 Hz) mörkar vänster och höger ögon på en person, medan TV:n visar 120 bilder per sekund.
• Polariserade stereoglasögon. Själva glasögonen är något dyrare än anaglyfglasögon och kräver precisionsspecialutrustning, dessutom måste filmduken metalliseras så att det inte sker någon depolarisering av ljus. Men (förutom sänkning av ljusstyrkan och höga kostnader) har de inga uttalade nackdelar. Används vanligtvis i stereobiografer. Med två liknande projektorer, en duk och lite polariserande film från en felaktig LCD-skärm kan du återge denna stereoeffekt i större eller mindre utsträckning på egen hand.
  • Baserat på linjär polarisering (billigare, men när huvudet lutar försvinner stereoeffekten). Används i IMAX 3D 3D- biograf .
  • Baserat på cirkulär polarisering (dyrare). Den används i 3D-bioformat RealD Cinema . Interlaced cirkulär polarisation används av LG Electronics 3D-TV . Det finns glasögon med samma filter på båda ögonen, de används för att etablera ett multiplayer -spel eller titta på två program samtidigt på en TV.
• Stereoglasögon med flerbandsfilter  – ger en stereoeffekt på grund av att linserna endast passerar smala band av rött, grönt och blått. Projektionsutrustning är relativt billig, men själva stereoglasögonen är dyra. Används i Dolby 3D 3D- biograf .
• Ett stereoskop  är ett optiskt instrument med två okular ; används vanligtvis för att titta på stereobilder, men det är inte svårt att placera en handdator eller kommunikatör med en avlång högupplöst skärm (till exempel Nokia E90) där.
• En stereodisplay  är ett optiskt instrument med vilket två plana bilder kombineras på ett sådant sätt att betraktaren får intrycket av ett reliefobjekt.
• En virtuell hjälm (VR HMD)  är en hjälm som visar separata bilder för varje öga. Resultatet är en stereoeffekt.
• Visningsmetod genom ett linsformigt (lins) raster. För att göra ett 3D-foto används ibland ett linsformat (lins) raster, som består av många parallella linser. (Cirka 400 stycken i 10×15 cm format.) Linsrastret limmas på fotografiet som är förgenererat i 3D. Olika mjukvaror används för att skapa bilder. Vid generering av bilder skärs de i många tunna linjer så att alla bildvinklar placeras under varje lins. När du tittar på en stereobild ser vänster och höger öga olika vinklar. En sådan bild uppfattas av det mänskliga ögat som tredimensionell.

För att visa 3D-data på en dator i stereoläge måste du använda stereodrivrutiner. Den största listan över 3D-program, spel och stereoutrustning som stöds tillhandahålls av NVidia stereodrivrutiner.

Autostereogram

• Autostereogrammet uppfattas av observatören utan några externa separeringsanordningar. Ett stereopar finns i en platt bild i form av omväxlande smala vertikala ränder av konjugerade bilder. När man tittar på autostereogram bör man titta "genom" bilden så att vänster och höger öga tittar på remsorna som är avsedda för dem.
• Ett linsformat fotografi är en bild täckt ovanpå med ett gitter av mikroprismor, på grund av vilket en optisk separation av bilden uppstår - det vänstra ögat ser ena halvan helt enkelt för att det ser åt vänster, det högra ögat gör detsamma. Stora (och följaktligen sedda från ett stort avstånd) bilder kan inte erhållas på detta sätt på grund av en minskning av sådan parallax.
• ChromaDepth-tekniken skiljer sig från alla andra genom att det inte finns några separata bilder för vänster och höger öga - en tydlig bild är en och kan säkert ses även utan glasögon, men utan stereoeffekt. Speciella diffraktionsglas förskjuter olika färger olika i bilden och skapar därmed parallax. Bilden kan inte redigeras, stereoeffektens djup kan inte ändras och applikationen är begränsad till serier och handritade illustrationer.

"Pseudostereoskopi"

Uppfattningen av volym kan erhållas inte bara med hjälp av ett binokulärt stereopar, utan också genom relativt snabb rörelse av en konventionell kamera runt objekten som filmas eller genom att snabbt byta bilder i en bildkanal. Detta fenomen kallas den dynamiska stereoeffekten [5] . Så, GIF-animationstekniken låter dig skapa pseudo-stereoskopiska tredimensionella bilder (se bilden i början av artikeln).

En liknande metod har föreslagits för "pseudo-stereo-tv" - genom att skapa en anaglyfisk bild för rörliga, dynamiska objekt. Istället för att titta på bilden samtidigt delas videosignalen upp i två färgkanaler (vanligtvis röd och blå, med lämpliga glasögon). En dynamisk platt färg monokulär bild bearbetas på ett sådant sätt att en oförändrad videosignal matas till ena ögat (till exempel den röda kanalen), och en signal matas till den andra (blå kanalen) med en liten tidsfördröjning från ändrat dynamisk scen. På grund av rörelsen av föremål i scenen får den mänskliga hjärnan en "volymetrisk bild" (men bara om förgrundsobjekten antingen rör sig eller roterar). Nackdelen med denna metod är den begränsade typen av scener där stereoeffekten kan uppstå, samt en märkbar förlust av kvaliteten på färgbilden (varje öga får en nästan monokromatisk färgbild).

En annan metod för att erhålla en pseudostereobild är användningen av nervfördröjningar i den visuella apparaten. En mörk bild uppfattas av ögat något långsammare än en ljus bild. Om du kisar ett öga (eller tittar genom mörkt glas), kommer den "fördröjda" föregående bilden av videosekvensen att läggas över den aktuella bilden som uppfattas av det andra ögat. Om kameran rör sig parallellt med bildens plan ("fotografering från tågfönstret"), kommer det "förmörkade" ögat att uppfatta videon från sin egen vinkel, och den andra från en nära punkt, vilket ger upphov till en oväntad stark stereoeffekt. Den har ingen praktisk tillämpning på grund av de begränsade möjliga vinklarna, men den är lätt att experimentellt skaffa – det räcker med en mobiltelefon med kamera, ett elektriskt tåg och ett smalt öga.

Galleri

• Färg anaglyf fotografering (vänster öga filter - rött, höger öga - cyan)

• Fickstereoskop med en testbild (används i militärfotografering för att se stereopar)

• Stereokort för hemstereoskop

• Virtuell hjälm för stereoeffekt

• Stereoskop med fodral

• Autostereogram , där en tredimensionell bild kodas av punktförskjutningar av en kvasi-regelbunden struktur

• fullfärg anakrom

• Anakrom 3D-rendering av en motor

• Blank för skärande papper stereoskop

Se även

• stereofilm

Anteckningar

1. ↑ Photokinotechnics, 1981 , sid. 315.
2. ↑ Stereoskopi i film, foto, videoteknik, 2003 , sid. 99.
3. ↑ Riktig fullfärgs 3D-film . Hämtad 1 oktober 2017. Arkiverad från originalet 24 september 2016. (obestämd)
4. ↑ Spegel- och prismametoder för 3d-makrofotografering. . Datum för åtkomst: 24 december 2014. Arkiverad från originalet 27 december 2014. (obestämd)
5. ↑ Photokinotechnics, 1981 , sid. 318.

Litteratur

• E. A. Iofis . Fotobioteknik . - M . : "Sovjetisk uppslagsverk", 1981. - S.  315 -318. — 449 sid. — 100 000 exemplar.

• S. N. Rozhkov, N. A. Ovsyannikova. Stereoskopi i film-, foto- och videoutrustning / V. I. Semichastnaya. - M . : "Paradise", 2003. - S. 95-101. — 136 sid. - 1000 exemplar.  — ISBN 5-98547-003-2 .

Länkar

• Lentikulär teknologi, principen för linsrastrets funktion
• Johnson-Shaw stereoskopiska museum
• University of Washington Libraries—Stereocard Collection
• Många olika 3d-stereogram, anaglyfstereofoton
• Stereo sajt .
• Stereofotograferingsgeometri
• NVidia 3D Stereo
• Historia och teknik för stereobildbehandling
• Hur man fotograferar 3D
• "Hur man tittar på 3D: med och utan stereoskop" // Mir 3D/3D World. Nr 1. 2012  (otillgänglig länk)
• ""Denna tvåfärgade 3D-värld" (anaglyph-teknologi)" // Mir 3D/3D World. Nr 2. 2012  (otillgänglig länk)
• "On the Wave of Polarization" // Mir 3D/3D World. Nr 3. 2012  (otillgänglig länk)