| Методы просмотра |
| 10:07:2009 г. | |||||||||||||
|
Существует несколько методов получения стереоэффекта, на которых основаны стереоскопические 3D-мониторы и стереопроекционные системы. Как правило, суть сводится к тому, чтобы закодировать два исходных изображения (для правого и левого глаза) в одно целое и затем уже при помощи специальных очков обратно выделить правое и левое изображение. Возможен способ просмотра без какого-либо сведения исходных картинок в единую, в данном варианте картинка показывается напрямую каждому глазу. Поэтому, прежде чем рассматривать конкретные существующие стереовизуальные системы, остановимся на подробном описании способов представления стереоизображения и технологиях на которых основаны стереоустройства. Анаглифический метод (спектральное разделение ракурсов)
Этот метод обладает очень сильными недостатками - неправильная цветапередача и потеря цвета, а также очень не естественные для глаз светофильтры. После долгого пребывания в анаглифических очках у наблюдателя на некоторое время снижается цветовая чувствительность и возникает ощущение дискомфорта от восприятия обычного (не красно-голубого) мира. Поляризационный метод (поляризационное разделение ракурсов) Прежде чем говорить о разновидностях стереосистем(3d-мониторов и стереопроекторов), основанных на эффекте поляризации, стоит сначала разъяснить что же такое поляризация и поляризованный свет. Для людей далеких от физики постараюсь рассказать простым языком и не нагружать ненужными для нас терминами.
Поляризация — это свойство, которым могут обладать электромагнитные волны, в том числе видимый свет. Поляризация света имеет множество интересных применений и заслуживает того, чтобы о ней поговорить подробнее. Электромагнитное излучение, в том числе и свет, может иметь:
В излучении обычного источника света ориентация световой волны непрерывно и беспорядочно меняется. Подобное излучение называется неполяризованным или естественным светом. Как, например, солнечный свет. Поляризация света позволяет выделить из огромного множества волн, только те волны, которые движутся в заданной плоскости. Каким же образом мы можем выделить нужную нам световую волну? Ответ - при помощи специальных поляризационных фильтров. Очки с такими фильтрами называются поляризационными. Они имеют слегка затемненные стекла(либо пленку) и не затрудняют восприятие цвета. Для получения стереоскопического эффекта нужно иметь два изображения с противоположными фазами поляризации и соответсвующие очки.
Непосредственный показ изображения каждому глазу Существует также несколько приспособлений для представления соответсвующего изображения каждому глазу и заключается в непосредственном показе изображений без какого либо кодирования их в одно целое. В 1833 году Уитстон создал зеркальный стереоскоп — прибор, позволяющий видеть объемную картинку, используя пару исходных картин со смещением. В качестве объектов ученый поначалу использовал свои рисунки. В соответствии с опытами была создана научная база. В 1838 году Уитстон делает исторический доклад о вопросах получения объемных изображений перед Королевским обществом в Лондоне. Доклад носил название «О некоторых поразительных и до сих пор не изученных явлениях бинокулярного видения» (On Some Remarkable and Hitherto Unobserved Phenomena of Binocular Vision). Почему Уитстон использовал в своем стереоскопе рисунки, а не фотографические изображения? Ответ прост: фотография была изобретена французом Дагером только спустя шесть лет после открытия Уитстона — в 1839-м. Первые снимки, сделанные стереоскопическим методом, Уитстон представил общественности только в 1851 году на Всемирной выставке в Лондоне. Чуть позже шотландским ученым Давидом Брюстером (David Brewster) был создан простой стереоскоп без зеркал. Стоит отметить, что он также создал (в 1849 году) первый фотоаппарат с двумя объективами, предназначенный для создания стереопар.
В век развития цифровых технологий стереоскоп переживает второе рождение. Удешевление производства и упрощение конструкции привели к тому, что даже фотограф-любитель может самостоятельно делать стереофотографии и просматривать их с помощью недорогого стереоскопа.
(При покупке подобного устройства следует быть осторожным, т.к. некоторые видеоочки имеют только один видеоэкран и не способны создавать трехмерное изображение. Для шлемов виртуальной реальности может потребоваться видеокарта из ограниченного списка и стереодрайвер для генерации стереоизображений в играх.)
Известны случаи прямого просмотра стереоизображений на экране монитора без всякий приспособлений, уставившись в упор в стереокартинку... По этому поводу могу сказать только одно - не портите себе зрение. Чего только не делают люди чтобы увидеть настоящее объемное изображение. :) Для этого есть другие вполне доступные решения. Призматическая линза (описание) Линза Френеля (описание) Затворный метод (временное разделение ракурсов)
Основной недостаток этого способа - мерцание, на каждый глаз 1/2 частоты развертки. В связи с этим устают глаза. Более подробно об этом методе в статье автора универсального стереопросмотрщика SView: http://sview.ru/ru/help/devices/pageflip Метод просмотра основанный на эффекте Пульфриха
Базируется этот эффект на том, что мозг чуть дольше распознаёт тёмные оптические раздражители, чем светлые. Суть при записи с использованием метода Пульфриха состоит в том, что либо снимаемый объект (человек, животное, машина и т.д.), либо видеокамера непрерывно движутся в определённом направлении. Хотя оба глаза видят одну и ту же картинку, "затемнённый" глаз передаёт картинку в мозг чуть позже. Мозг "придумывает" соответствующую информацию о глубине, которой на самом деле нет. Поэтому метод не приемлем для просмотра статичных изображений. Просмотр стереоизображений с помощью линзового растра Линзовый растр - оптическая система, состоящая из множества параллельных линз.
Более совершенная оптическая система линзовый растр, прототип оптического растра нашёл широкое применение в растровой стереофотографии. Создатель линзового растра — профессор Парижского университета Габриель Ионас Липпман (1845-1921). Линзовый растр даёт возможность создавать и рассматривать стерефотоизображения, стереофотографии. Стереофотографии из разных материалов (стекло, пластмаса, металл на поверхности которого нанесен фотоэмульсирнный слой или флюорэсцентое покрытие оптических стекол мониторов телевидения) рассматриваются без очков под разными углами и несколькими наблюдателями одновременно. К сожалению, этот метод не лишен недостатков - подобные изображения имеют невысокое разрешение.
Parallax barrier (эта часть будет написана позже)
Вот мы с вами и разобрались с основными методами просмотра стереоизображений, на которых базируются известные устройства для просмотра 3d-стерео. И теперь можем переходить к рассмотрению конкретных типов систем. Полный обзор устройств, а также сравнительные тесты читайте в следующей части статьи...
(Ссылки на источники статьи "Полный ликбез по 3d-стерео!" смотрите в 8-ой части)
|
|||||||||||||
| Последнее обновление ( 23:07:2011 г. ) | |||||||||||||
Один из самых некомфортных способов просмотра, получивший свое распространение только из-за своей дешевизны - анаглиф. Метод основан на принципе спектрального разделения и использует свойства светофильтров пропускать лучи только определенных цветов и задерживать лучи других цветов. Для просмотра необходимо использовать специальные (анаглифические) очки, как правило, для левого глаза — красный, для правого — голубой (или бирюзовый). Стереоизображение представляет собой комбинацию изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), a в синем (или синем и зеленом — для голубого светофильтра) — для правого. То есть каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в цвет, соответствующий цвету светофильтра в очках.
Две совершенно одинаковые пластинки из слегка затемнённого стекла или гибкого пластика, сложенные вместе, практически прозрачны. Но стоит повернуть какую-нибудь одну на 90°, как перед глазом окажется сплошная чернота. Это может показаться чудом: ведь каждая пластинка прозрачна при любом повороте. Это же можно наблюдать, рассматривая экран компьютерного ЖК-монитора через пластинку: при её повороте яркость экрана меняется и при определённых положениях гаснет совсем. «Виновник» всех этих (и многих других) любопытных явлений — поляризованный свет.
Современным аналогом стереоскопа можно считать шлем виртуальной реальности. Изображения для правого и левого глаза выводятся на миниатюрные жидкокристалические дисплеи. Название «шлем» достаточно условное: современные модели гораздо больше похожи на очки, чем на шлем. На сегодняшний день шлемы виртуальной реальности по-прежнему остаются дорогим удовольствием и обладают очень невысоким разрешением.
Разделение изображения достигается путём маленьких прозрачных ЖК панелей - затворов в очках, которые закрываются (затемняются) попеременно синхронно с чередованием кадров (ракурсов) на мониторе).
Нельзя назвать это методом просмотра стереоизображения, т.к. эффект Пульфриха всего-навсего оптическая иллюзия. К настоящему стереоизображению этот метод не относится.
В 1896 году впервые способ сепарации стереоизображений без очков открыл Бертье. При помощи оптической растровой решётки, выполненной на плоско-параллельном стекле, получена возможность рассматривать без очков одну стереопару в одной плоскости под определённым углом.