Есть три часто используемых метода для быстрого отображения панорамных фотографий или сгенерированного компьютером окружения: цилиндрические панорамы, сферические панорамы или кубические проекции. В конце 80-х панорамы и сферические проекции были популяризированы компанией Apple своим программным обеспечением QuickTime VR, в последнее время (с 2000) технология была расширена для просмотра кубических проекций. Во всех трех случаях изображения отображаются на некоторых геометрических поверхностях (цилиндр, шар, куб) и просматриваются с помощью виртуальной камеры, расположенной в центре, в зависимости от производительности оборудования и программного обеспечения пользователь может интерактивно смотреть в любом направлении. Это может привести к сильному чувству погружения в виртуальную реальность, особенно если окружающая среда проецируется на широкий экран, который заполняет значительную часть поля зрения пользователя. Возможно вам интереесно узнать, возможно ли демонстрировать панорамные проекции в с использованием 3D-стереоскопии для достижения большего ощущения погружения. На самом деле стереоскопические 3D цилиндрические панорамы не сложно создавать, и в остальной части этой статьи мы с вами рассмотрим процесс создания 3D-стереопанорам. Рассмотрим несколько способов создания: программный рендеринг стереопанорам в программах 3D-визуализации и рассмотрим пример реальной фотосъемки стереопанорам.

Создание 3D-стереопанорам в программах 3D-визуализации

Как и во всех стереоскопических 3D проекциях необходимо создать два изображения с разных точек зрения, соответствующих относительному расположению человеческих глаз. В нашем случае нам нужно создать два панорамных изображения. Многие программные пакеты для рендеринга, поддерживают панорамные проекции виртуальных камер, но они моделируют проекцию камеры из центра сцены, но для стереоскопических панорам необходимо создать проекцию, использующую камеры с узкими горизонтальными углами обзора и широкий вертикальный угол обзора. С поворотом камеры с некоторой периодичностью будут расчитаны слайсы (ломтики) в результате все эти слайсы замкнуться в одно целое непрерывное изображения, тем самым из них можно будет сформировать окончательную панораму.

Причина, почему необходимо использовать такую схему заключается в том, что камеры (в отличие от съемки обычных панорам) не вращаются вокруг центра камеры, а вращаются по окружности с радиусом равному половине стереобазиса глаз. Два возможных метода съемки показаны ниже на схеме, в первом случае направление векторов зрения для каждой камеры расположены параллельно друг другу, во втором случае  используется сведение зрительных осей в так называемой плоскости нулевого параллакса. Итак, подведем итог, в обоих случаях для левого и правого глаза камера поворачивается с небольшим шагом (скажем, в одну степень) и рендеринг выполняется с перспективой камерой с 1 градусом горизонтальной диафрагмы и большим вертикальным углом диафрагмы (например: 90, 120, <180). Точные параметры, которые будут обеспечивать полное соединение отдельных ломтиков в цельную картину, должным образом зависят от используемого программного обеспечения.

В случае конвергентной съемки окончательные панорамные изображения автоматически выравниваются друг относительно друга, то есть объекты в них, т.к. фокусное расстояние от камеры будет в плоскости нулевого параллакса и так два панорамных изображения могут проецироваться без горизонтальной коррекции смещения.

В случае параллельного направления зрительных осей, окончательные панорамные изображения должны быть смещены горизонтально по отношению друг к другу. Это можно увидеть на рисунке ниже для объекта, находящегося в плоскости нулевого параллакса. Для того чтобы данный объект в конечном стереоизображении был в плоскости нулевого параллакса необходимо совместить пунктирную красную линию на левом изображении с пунктирной синей линией на правом ракурсе.

Степень горизонтального сдвига можно подсчитать, учитывая геометрию, изображённую выше. Если же r - половина стереобазиса, то угол t вычисляется по формуле:

Итак, коррекционный сдвиг в пикселях можно вычислить по следующей формуле:

сдвиг = 2 t r Пи  / 360

Примечания:

• Как и в большинстве случаев стереоскопии необходимо выбрать плоскость нулевого параллакса (фокусное расстояние) и стереобазис. Важно выбрать фокусное расстояние, связанное с геометрией в сцене, таким, чтобы, объекты были расположены не слишком близко к камере. Для наиболее комфортного просмотра стереобазис используют приблизительно 1 / 25 или 1 / 30 части фокусного расстояния (расстояния до нулевого параллакса).

• Приведенный выше пример относится не только к цилиндрическим панорамным изображениям, но и к сферическим панорамам. Но в последнем случае стереопары получают искажения при приближении к полюсам сферической развертки.

Захват с помощью одной камеры

Можно захватить стереоскопическое панорамное изображение с помощью одной камеры, как правило, с использованием широкоугольного объектива. Камера вращается перпендикулярно кругу, как показано ниже, маленькими шагами.

Полоса пикселей извлекается из каждого изображения, они приведены в соответствие друг рядом с другом для создания левого и правого ракурсов панорамных изображений.

 Примеры: 

Левый ракурс	Правый ракурс

Просмотреть стереопанорамы можно используя стереопросмотрщик sView (www.sview.ru). Если вы загрузили в программе sView равноугольные проекции обоих ракурсов (левого и правого), нажмите клавишу "P" чтобы панорама спроецировалась на сферу.

Фотосъемка 3D-стереопанорам

Итак, мы рассмотрели основные принципы лежащие в создании стереопанорам, используя их можно создавать панорамы в программах 3D-визуализации. В следующей части статьи мы рассмотрим процесс реальной фотосъемки сферических стереопанорам.

...