Stereokuva

Stereokuva , stereoskooppinen kuva  ( toisesta kreikasta στερεός "volumetrinen, spatiaalinen") - kuva, joka aiheuttaa illuusion tilavuudesta eli helpotuksesta ja syvyyteen ulottuvasta binokulaarisen näön ominaisuuksista johtuen [1] . Kuva voi olla stereoskooppinen katsottaessa stereopareja tai hologrammeja [2] .

Menetelmät kolmiulotteisen kuvan esittelyyn

"Todellinen" stereoskopia

Stereokuvan luomiseen ja katselemiseen käytetään erilaisia ​​menetelmiä ja laitteita:

• Rinnakkaiskatselumenetelmä mahdollistaa täysvärisen stereokuvan katselun ilman laitteita, stereovaikutelma saadaan aikaan viemällä katseet kauemmas kuvatasosta. Käytössä on kaksi eri kuvakulmasta otettua valokuvaa. Menetelmä soveltuu vain pienten kuvien (jopa 60-70 mm leveä) katseluun, mikä johtuu ihmisen pupillien välisestä etäisyydestä.

• Ristisilmämenetelmä on samanlainen kuin edellinen, mutta silmät yhtyvät kuvan edessä. Etu - stereopari voi olla minkä kokoinen tahansa (mutta jos komponenttien välinen kulmaetäisyys on liian suuri, silmien rasitus tapahtuu vakavasti); haitat - näytön ja tarkkailijan väliin ilmestyy virtuaalinen kuva, joka rajoittaa kuvatun kohteen kokoa tai muuttaa sen "nukkekopioksi". Rinnakkaisstereopari voidaan muuttaa komponenttien ristiinpermutaatioksi.
• Kuvien peilin jakaminen (peilijako) mahdollistaa ilman silmien rasitusta käyttämällä peiliä näkökenttien erottamiseen. Tämän menetelmän stereokuva, kuten edellisessäkin, on vasen ja oikea kehys, joista vain toinen on peilattu. Peili sijoitetaan kohtisuoraan kasvoja vastaan, lähellä nenänselkää ja kohtisuoraan kuvaan kohtaan, jossa vasen ja oikea kehys ovat erotettu toisistaan. [3] Yleensä vasen kehys peilataan suhteessa kohteen todelliseen sijaintiin. Tässä tapauksessa sinun on katsottava molemmilla silmillä oikealle: oikea silmä katsoo oikeaa kuvaa, vasen peilin läpi - vasemmalle. Peiliä säätämällä pehmeästi, sinun on yhdistettävä kuvat niin, että syntyy stereovaikutelma. Tämän menetelmän etuna seuraavaan verrattuna on, että täysvärinen stereokuva voidaan saada käyttämällä vain improvisoituja materiaaleja. Haittana on, että joudut sijoittamaan kasvosi lähelle näyttöä tai käyttämään erittäin pitkää peiliä. Suuria kuvia varten tarvitaan leveitä peilejä, jotka yhdessä voivat luoda melko raskaan rakenteen. Peilejä voi olla enintään 4. Samaa periaatetta käytetään vierekkäisten kuvien ottamisessa , kun vasen ja oikea kulma on otettu yhdellä kameralla samassa ruudussa. [neljä]
• Anaglyph - lasit  ovat monivärisiä laseja, joissa on CMY-värisuodattimet linssien sijaan. Halpa, mutta melko tehokas menetelmä. Se ei tarjoa oikeaa värintoistoa, mutta hermosto tulkitsee sen melko hyvin. Sopeutumisaika on noin 30 sekuntia, pitkäaikaisen käytön jälkeen värin havaitseminen häiriintyy jonkin verran.
• Shutter stereolasit. Kuva heijastetaan näytölle vasemmalle silmälle ja sitten oikealle. Näin ollen lasit avaavat näkymän vasempaan silmään ja sitten oikeaan. Käytetään XpanD 3D -elokuvateatterissa . Niitä käytetään toisinaan tietokonepeleissä, koska niiden avulla voit käyttää tavallista CRT -näyttöä (mutta tehokkaalla näytönohjaimella - sen kuormitus kaksinkertaistuu). Kaikki eivät sovellu LCD-näyttöön - useimpien niistä todellinen virkistystaajuus ei ylitä 30-75 Hz (eli LCD-ketjujen todellista uudelleenrakennusaikaa, ei pyyhkäisytaajuutta). Esimerkki tällaisesta tekniikasta on nVIDIA 3D Vision . 3D Visionin käyttämiseen tarvitset LCD-, plasma- tai OLED-näytön, jonka virkistystaajuus on vähintään 100 Hz, nVIDIA-näytönohjaimen, jossa on 3D Vision, ja erikoislasit. Vuodesta 2009-2010 lähtien tällä periaatteella toimivien televisioiden massatuotanto alkoi maailmassa. Huhtikuussa 2010 Samsungin 3D-televisioiden kokoonpanolinjatuotanto aloitettiin Venäjällä Kalugan alueella. Katsoja laittaa LCD-lasit päähänsä, jotka vuorotellen (60 Hz:n taajuudella) tummenevat ihmisen vasenta ja oikeaa silmää, kun taas televisio näyttää 120 kuvaa sekunnissa.
• Polarisoidut stereolasit. Itse lasit ovat jonkin verran kalliimpia kuin anaglyfilasit ja vaativat tarkkoja erikoislaitteita, lisäksi elokuvan valkokankaan tulee olla metalloitu, jotta valon depolarisaatiota ei tapahdu. Niissä ei kuitenkaan ole (paitsi kirkkauden alentamista ja korkeita kustannuksia) selkeitä haittoja. Käytetään yleensä stereoelokuvissa. Kahdella samankaltaisella projektorilla, näytöllä ja polarisoivalla filmillä viallisesta LCD-näytöstä voit toistaa tämän stereoefektin suuremmassa tai pienemmässä määrin itse.
  • Perustuu lineaariseen polarisaatioon (halvempi, mutta kun päätä kallistetaan, stereoefekti katoaa). Käytetään IMAX 3D 3D -elokuvateatterissa .
  • Perustuu ympyräpolarisaatioon (kalliimpi). Sitä käytetään 3D-elokuvamuodossa RealD Cinema . LG Electronicsin 3D - televisioissa käytetään lomitettua ympyräpolarisaatiota . Molemmissa silmissä on samat suodattimet, niillä luodaan moninpeli tai katsotaan kahta ohjelmaa samanaikaisesti yhdestä televisiosta.
• Stereolasit monikaistaisilla suodattimilla  - tarjoavat stereovaikutelman, koska linssit läpäisevät vain kapeat punaisen, vihreän ja sinisen nauhat. Projisointilaitteet ovat suhteellisen halpoja, mutta stereolasit itsessään ovat kalliita. Käytetään Dolby 3D 3D -elokuvateatterissa .
• Stereoskooppi  on optinen instrumentti, jossa on kaksi okulaaria ; käytetään yleensä stereodiojen katseluun, mutta sinne ei ole vaikea laittaa PDA:ta tai kommunikaattoria, jossa on pitkänomainen korkearesoluutioinen näyttö (esim. Nokia E90).
• Stereonäyttö  on optinen instrumentti, jolla kaksi tasokuvaa yhdistetään siten, että katsoja saa vaikutelman kohokuviosta.
• Virtuaalikypärä (VR HMD)  on kypärä, joka näyttää erilliset kuvat kullekin silmälle. Tuloksena on stereoefekti.
• Katselumenetelmä linssimäisen (linssi) rasterin läpi. 3D-kuvan tekemiseen käytetään joskus linssimäistä (linssi) rasteria, joka koostuu useista rinnakkaisista linsseistä. (Noin 400 kappaletta 10×15 cm muodossa.) Linssimainen rasteri liimataan valokuvaan, joka on esigeneroitu 3D:nä. Kuvien luomiseen käytetään erilaisia ​​ohjelmistoja. Kuvia luotaessa ne leikataan useiksi ohuiksi viivoiksi niin, että kaikki kuvakulmat sijoitetaan kunkin linssin alle. Stereokuvaa katsottaessa vasen ja oikea silmä näkevät eri kulmat. Ihmissilmä näkee tällaisen kuvan kolmiulotteisena.

Jotta voit katsella 3D-tietoja tietokoneella stereotilassa, sinun on käytettävä stereoohjaimia. NVidia-stereo-ohjaimet tarjoavat suurimman luettelon tuetuista 3D-ohjelmista, peleistä ja stereolaitteista.

Autostereogrammi

• Tarkkailija havaitsee autostereogrammin ilman ulkoisia erotuslaitteita. Stereopari sisältyy litteään kuvaan vuorottelevien kapeiden pystysuorien konjugaattikuvien juovien muodossa. Autostereogrammeja katseltaessa kannattaa katsoa kuvan "läpi" niin, että vasen ja oikea silmä katsovat niille tarkoitettuja kaistaleita.
• Linssimäinen valokuva on kuva, joka on peitetty päällä mikroprismojen hilalla, jonka seurauksena tapahtuu kuvan optinen erottuminen - vasen silmä näkee puolikkaan yksinkertaisesti koska se katsoo vasemmalle, oikea silmä tekee samoin. Suuria (ja vastaavasti huomattavalta etäisyydeltä katsottuna) kuvia ei voida saada tällä tavalla tällaisen parallaksin vähenemisen vuoksi.
• ChromaDepth-tekniikka eroaa kaikista muista siinä, että vasemmalle ja oikealle silmälle ei ole erillisiä kuvia - selkeä kuva on yksi ja sitä voi katsella turvallisesti myös ilman laseja, mutta ilman stereoefektiä. Erikoisdiffraktiolasit siirtävät eri värejä eri tavalla kuvassa ja luovat näin parallaksia. Kuvaa ei voi muokata, stereoefektin syvyyttä ei voi muuttaa, ja sovellus on rajoitettu sarjakuviin ja käsin piirrettyihin kuvituksiin.

"Pseudostereoskopia"

Äänenvoimakkuuden havainto voidaan saada paitsi kiikarin stereoparin avulla, myös tavanomaisen kameran suhteellisen nopealla liikkeellä kuvattavien kohteiden ympärillä tai vaihtamalla nopeasti kuvia yhdessä kuvakanavassa. Tätä ilmiötä kutsutaan dynaamiseksi stereoefektiksi [5] . Joten GIF-animaatiotekniikan avulla voit luoda pseudo-stereoskooppisia kolmiulotteisia kuvia (katso valokuva artikkelin alussa).

Samanlaista menetelmää on ehdotettu "pseudo-stereotelevisiolle" - luomalla analyfinen kuva liikkuville, dynaamisille kohteille. Sen sijaan, että katsoisi kuvaa samanaikaisesti, videosignaali jaetaan kahteen värikanavaan (yleensä punaiseen ja siniseen, sopivia laseja käyttäen). Dynaaminen tasavärinen monokulaarinen kuva käsitellään siten, että muuttumaton videosignaali syötetään toiseen silmään (esimerkiksi punaiseen kanavaan) ja signaali syötetään toiseen (siniseen kanavaan) pienellä viiveellä silmästä. muuttunut dynaaminen kohtaus. Kohteessa olevien esineiden liikkeen vuoksi ihmisaivot saavat "tilavuuskuvan" (mutta vain jos etualan kohteet joko liikkuvat tai pyörivät). Tämän menetelmän haittana on rajoitettu tyyppi kohtauksia, joissa stereovaikutelma voi esiintyä, sekä huomattava värikuvan laadun heikkeneminen (jokainen silmä vastaanottaa lähes yksivärisen värikuvan).

Toinen menetelmä pseudostereokuvan saamiseksi on hermoviiveiden käyttö näkölaitteistossa . Silmä havaitsee tumman kuvan hieman hitaammin kuin vaalean kuvan. Jos siristät toista silmää (tai katsot tumman lasin läpi), videojakson "viivästetty" edellinen kuva asetetaan toisen silmän havaitseman nykyisen kuvan päälle. Jos kamera liikkuu yhdensuuntaisesti kehyksen tason kanssa ("ammunta junan ikkunasta"), "tummunut" silmä havaitsee videon omasta kulmastaan ​​ja toinen lähipisteestä, mikä saa aikaan odottamattoman vahva stereoefekti. Sillä ei ole käytännöllistä sovellusta mahdollisten rajallisten kulmien vuoksi, mutta se on helppo kokeellisesti hankkia - kameralla varustettu matkapuhelin, sähköjuna ja kapea silmä riittää.

Galleria

• Värillinen anaglyfikuvaus (vasemman silmän suodatin - punainen, oikea silmä - syaani)

• Taskustereoskooppi testikuvalla (käytetään sotilasvalokuvauksessa stereoparien katseluun)

• Stereokortti kotistereoskooppiin

• Virtuaalinen kypärä stereoefektiin

• Stereoskooppi kotelolla

• Autostereogrammi , jossa kolmiulotteinen kuva on koodattu näennäisen säännöllisen tekstuurin pistepoikkeamilla

• täysvärinen anakromi

• Anachrome 3D-mallinnus moottorista

• Aihio paperin stereoskoopin leikkaamiseen

Katso myös

• stereokuvaus

Muistiinpanot

1. ↑ Photokinotechnics, 1981 , s. 315.
2. ↑ Stereoskopia elokuva-, valokuva-, videotekniikassa, 2003 , s. 99.
3. ↑ Todellinen täysvärinen 3D-elokuva . Haettu 1. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2016. (määrätön)
4. ↑ Peili- ja prismamenetelmät 3D-makrokuvaukseen. . Käyttöpäivä: 24. joulukuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 27. joulukuuta 2014. (määrätön)
5. ↑ Photokinotechnics, 1981 , s. 318.

Kirjallisuus

• E. A. Iofis . Photocinema tekniikka . - M . : "Neuvostoliiton tietosanakirja", 1981. - S.  315 -318. — 449 s. - 100 000 kappaletta.

• S. N. Rožkov, N. A. Ovsjannikova. Stereoskopia elokuva-, valokuva- ja videolaitteissa / V. I. Semichastnaya. - M . : "Paratiisi", 2003. - S. 95-101. — 136 s. - 1000 kappaletta.  — ISBN 5-98547-003-2 .

Linkit

• Linssimainen tekniikka, linssin rasterin toimintaperiaate
• Johnson-Shaw Stereoscopic Museum
• Washingtonin yliopiston kirjastot – Stereokorttikokoelma
• Paljon erilaisia ​​3D-stereogrammeja, anaglyyfi-stereokuvia
• Stereo-sivusto .
• Stereokuvauksen geometria
• NVidia 3D Stereo
• Stereokuvantamisen historia ja tekniikka
• Kuinka kuvata 3D
• "Kuinka katsoa 3D:tä: stereoskoopin kanssa ja ilman" // Mir 3D/3D World. Nro 1. 2012  (linkki ei käytettävissä)
• ""Tämä kaksivärinen 3D-maailma" (anaglyfitekniikka)" // Mir 3D/3D World. Nro 2. 2012  (linkki ei käytettävissä)
• "Polarisaation aallolla" // Mir 3D/3D World. Nro 3. 2012  (linkki ei käytettävissä)