Stereoscopy

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit

Stereoscopy ( forngrískt στερεός hljómtæki „rúm / staðbundið, fast“ [1] og σκοπέω skopeo 'áhorf' [2] ) er endurtekning mynda með rýmiskenndri dýpt sem er ekki líkamlega til staðar. Almennt er rangt vísað til stereoscopy sem " 3D ", þó að það séu aðeins tvívíðar myndir ( 2D ) sem miðli staðbundinni birtingu ("staðbundin mynd"). Venjulegar tvívíddarmyndir án þess að dýpt sé sýndar eru kallaðar einrænar (grísku: μονος, monos „ein“ → einföld).

Meginreglan byggist alltaf á því að menn, líkt og allir frumdýr og flestir rándýr , horfa á umhverfi sitt frá tveimur sjónarhornum samtímis með tveimur augum sínum. Þetta gerir heilanum kleift að úthluta á áhrifaríkan hátt fjarlægð frá öllum hlutum sem eru skoðaðir og fá staðbundna mynd af umhverfi sínu („ staðbundin sjón “) án þess að þurfa að hafa höfuðið á hreyfingu. Staðgreiningin snýst því aðeins um að koma mismunandi tvívíddarmyndum frá tveimur svolítið mismunandi sjónarhornum í vinstri og hægri augu.

Það eru ýmsar aðferðir til að gera þetta.

Öllum öðrum eiginleikum tvívíddar myndar, svo sem sjónskekkju röskun eftir óeðlilegri brennivídd linsunnar , litnum og einkum takmörkuðu staðsetningu áhorfandans, er haldið. Tveir síðustu eiginleikar þessarar rýmsmyndaraðferðar valda einkum miklum mun á heilmynd , sem fjallar um tilraunina til að taka upp og endurskapa hluti að fullu, þ.e. þrívídd (í þrívídd).

Tímaröð myndanna tveggja í stereógrafíu sýnir örlítið mismunandi sjónarhorn myndanna; Þar sem mönnum er einnig unnt að ákvarða dýpt með slíkum lítilsháttar hreyfingum, þá virðist þessi „wobbly image“ þegar fyrirferðamikil.

Grunnatriði

Þegar horft er á nálæga hluti er sjónauka ( sjónauka ) sjón nauðsynleg leið til að meta fjarlægðir rétt. Með hægra auga sjáum við nálægum hlut varpað á annan hluta fundus en með vinstra auga og þessi munur verður mikilvægari því nær hluturinn hreyfist (sjá hliðarmun ). Ef við beinum báðum augum að punkti mynda tveir ásar augnanna horn sem verður stærra eftir því sem hluturinn er nær. Hlutir í nálægð sjást aðeins meira frá annarri hliðinni með hægra auga og aðeins meira frá hinni hliðinni með vinstra auga. Þessar tvær myndir, sem geta ekki nákvæmlega fallið saman vegna hliðarskiptingarinnar , en samt liggja innan svonefnds Panum-svæðis , eru sameinaðar til að mynda heildarímynd (rýmismynd), sem er því í meginatriðum samsett úr tveimur upplýsingum : Mismunandi sjónarhorn Bæði augun framleiða tvær mismunandi myndir og sveigja linsunnar aðlagast fjarlægð hlutarins sem sést til að framleiða skarpa mynd á sjónhimnu . Stærð sjónarhorni og að hve miklu leyti gistingu veita mælikvarði á fjarlægð hlutanna. Rýmisupplausnin er því sérstaklega mikil á gripasvæðinu. Að auki flytja leyndar og óskýr áhrif sem og sjónarhornið staðbundna birtingu bæði sjónauka og einfrumu.

Á steríómyndinni er aðeins veittar augunum þær upplýsingar sem myndast frá mismunandi sjónarhornum. Þar sem augað reynir að laga ljósbrotsgetu linsunnar að áætluðri fjarlægð næst skarp mynd á sjónhimnu aðeins með ákveðinni seinkun (á millisekúndusviðinu). Mótsögn milli ímyndaður fjarlægð í séð hlut og í raun curvature á linsu veldur einnig svima eða líkamleg óþægindi hjá sumum eftir langvarandi útsetningu (misræmi milli vergence og curvature á linsu ).

Niðurstaðan af því að því er virðist óraunverulegri mynd kemur til þegar steríómyndin er lögð fram skarpt á öllum stigum til að ná staðbundinni birtingu í fullri dýpt. Í náttúrunni er hins vegar aðeins hægt að sjá ákveðið svæði í fókus ( dýptarsvið augans). Til þess að ekki ofgnægi sjónarsviðið getur markvisst takmarkað viðráðanlegt svæði við upptöku (sjá hér að neðan: Lüscher-Winkel ).

Tvær nauðsynlegar hlutamyndir eru teknar samtímis (samstillt) með steríómyndavél sem er með tvær linsur í augnfjarlægð, einnig kallað náttúrulegur grunnur . Hver einstök mynd er kölluð stereoscopic hlutamynd , myndaparið sem stereoscopic mynd . Hins vegar, ef óskað myndefni er enn myndefni ( kyrrlíf , landslag ), er einnig hægt að taka upp nauðsynlegar hlutamyndir hver á eftir annarri (metachronically) með einfaldri myndavél.

Stækkun eða minnkun grunnsins þegar myndin er tekin stækkar eða minnkar staðbundna birtingu þegar horft er á hana. En jafnvel þegar þú tekur upp með náttúrulegum grunni þarftu að taka tillit til mismunandi takmarka hámarks þolanlegs fráviks (frávik). Það er Luscher til sóma að hafa bent á þá.

saga

Strax á 4. öld f.Kr. fjallaði gríski stærðfræðingurinn Euklíd um landfræðilega rúmfræði ( stereometry ) í bindum 11–13 í kennslubókum sínum um stærðfræði . En hann vissi ekki að tvö augu eru nauðsynleg fyrir lífeðlisfræðilega staðbundna sjón.

Árið 1838 birti Sir Charles Wheatstone (1802–1875) fyrstu rannsóknir sínar á staðbundinni sjón. Hann reiknaði út og teiknaði pör af steríómyndum og smíðaði tæki til að skoða þær, þar sem augnaráð áhorfandans var beint til hlutamyndanna með speglum. Hann kallaði þetta tæki stereoscope. Wheatstone náði sameiningu hlutamyndanna tveggja í gegnum spegilstjörnuspá sína sem samanstóð af tveimur speglum sem halla hornrétt hvor á annan, en planin eru lóðrétt. Áhorfandinn leit með vinstra auga í vinstri, með hægra auga í hægri speglinum. Til hliðar speglanna voru festar tvær renniborð sem báru öfugri sjónarhornsteikningu af hlut. Geislarnir sem koma frá samsvarandi punktum á teikningunum tveimur endurspegluðust af speglunum á þann hátt að þeir virtust koma frá einum punkti sem staðsettur er á bak við speglana. Þannig að hvert auga sá myndina sem tilheyrði því og áhorfandinn fékk staðbundna birtingu.

Eftir að Louis Daguerre tilkynnti ferlið við að framleiða ljósmyndir á silfurlög árið 1839 við vísindaakademíuna í París, var skynsamlegt að nota það til að framleiða stereoscopic tvöfaldar myndir, sem fram að því höfðu aðeins verið fáanlegar í teiknuðu formi.

Árið 1849, Sir David Brewster (1781–1868), skoskur eðlisfræðingur og einkarekinn fræðimaður, kynnti fyrstu tvílinsu myndavélina sem hægt var að taka hreyfimyndir af stað með stereoscopically í fyrsta skipti. Fram að þeim tíma þurfti að afhjúpa að hluta til steríómyndirnar hver á eftir annarri og færa myndavélina á milli tveggja upptökna í augnfjarlægð, sem gæti leitt til mismunandi myndinnihalds með hreyfandi myndefni sem leyfir ekki rýmiskun.

Sama ár einfaldaði Brewster stereoscope með því að skipta speglunum út fyrir prismur sem voru skornir eins og linsa. Fyrir þessi hljóðfæri var samloðandi linsa með um 180 mm brennivídd skorin í tvo hálfhringlaga bita og helmingarnir tveir, með hringlaga brúnir hver á annan, voru festir í ramma. Þegar litið var á bak við linsurnar var blað sett inn með teikningunum tveimur (eða ljósmyndum).

Linsuáhrifin gerðu það að verkum að hægt var að skoða myndirnar án þess að augun þyrftu að aðlagast stuttri mynd fjarlægð ( gisting ). Prismaáhrifin gerðu það að verkum að hægt var að nota stærri hliðarjöfnun en náttúrulega augnlinsuna (um 65 mm) milli myndanna tveggja, sem þýddi að myndirnar gætu verið breiðari. Þetta gerði það aftur mögulegt að ná yfir breiðara sjónarhorn og prenta eða teikna myndirnar með hærri upplausn .

Stereoscopes af þessari gerð með röð af pappírsmyndum voru algengar á 19. öld. Venjulega voru hins vegar tvær litlar linsur notaðar, en ásar þeirra féllu í grófum dráttum saman við ása í augunum (þ.e. án prismafleygjuáhrifa) og pör af 6 x 6 cm myndum sem aðlagaðar voru millifærslu.

Héðan í frá tóku hjörð ljósmyndara stereoscopic myndir í skoðunarferðum sínum um allan heim. Í British Museum í London í dag eru sýndar sögulegar hljóðupptökur af uppgröftum og landslagi í ýmsum sölum, sem festar eru á hringlaga disk. Þetta útsýni er forveri vinsælu View Master tækjanna frá fimmta áratugnum.

Árið 1851 kynnti franski sjóntækjafræðingurinn Jules Duboscq tæki sín fyrir almenningi á heimssýningunni í London . Stjörnuspár Brewster voru notaðar til að birta stereó daguerreotypies . Viðbrögð áhorfenda voru yfirþyrmandi og Viktoría drottning var einnig áhugasöm um kynninguna. Ekki var lengur hægt að stöðva sigursæla framþróun steríómynda.

Stjörnuspáin var mest notuð við hönnunina sem Oliver Wendell Holmes þróaði árið 1861, stereoscope með fókusstillingu sem varð í raun staðall.

Um 1880 þróaði Fuhrmann stór hringlaga steríó áhorfanda, svokallaða Kaiserpanorama . Um 1900 varð þetta vinsæll fjöldamiðill í Mið -Evrópu.

Wilhelm Gruber fann upp View-Master árið 1938, steríó áhorfanda með skiptanlegum myndaspjöldum.

Um 1900 og á fimmta áratug síðustu aldar upplifðu miklar uppsveiflur í steríómyndatöku. Heimstjarnavísir hefur orðið vinsæll. Útgefendur buðu upp á stereoscopic kort frá öllum heimshornum. Vegna meiri tæknilegs flækjustigs hefur staðmyndataka hins vegar aldrei fest sig í sessi til lengri tíma litið. Í dag, þökk sé tilkomu stafrænu myndavélarinnar , upplifir hún smá endurreisn, [3] vegna þess að dýr ljósmyndapappír er ekki lengur nauðsynlegur og tilraunir ódýrari.

Frá 1910 var staðmyndatöku í auknum mæli skipt út fyrir nýja kvikmyndamiðilinn.

Í fyrri heimsstyrjöldinni tóku könnunarflugvélar frá öllum stríðsaðilum ótal myndir. Árið 1916 voru þeir þegar starfandi í yfir 4.000 m hæð vegna sífellt sterkari loftvarnarvarna. Heilir framhlutar voru markvisst ljósmyndaðir; Í yfirstjórn hersins voru stofnaðar myndadeildir með rannsóknarstofu, viðgerðum og geymsluaðstöðu. Sérstök myndavél með stórum brennivídd sem fyrirtækin Zeiss , Görz, Ernemann og Messter þróuðu voru sett upp lóðrétt hengd í þýsku vélarnar. Rýmisvíddar myndupptökur voru búnar til með því að nota stereoscopic upptökutækni, sem landmælingar og kortagerðaraðilar breyttu í ítarleg kort að framan fyrir starfsfólkið.

upptöku

Nimslo myndavél

Þegar upptöku stereography með alvöru hljómtæki myndavél með tveimur linsum eða léttri sviði myndavél, getur þú tekið myndir eins og venjulega. Þegar hönnunin er hönnuð skal taka tillit til þrepaskiptrar forgrunns og bakgrunnsröðunar hlutar. Þetta stuðlar að staðbundinni dýptaráhrifum þegar horft er á myndina síðar.

Stereo landslag upptökur án forgrunns virðast sjaldan þrívíddar ef þær eru teknar upp með venjulegum hljómtæki (augnlinsun). Þess vegna, ef þú vilt of mikið pláss, er stækkaður hljómflutningsgrunnur búinn til. Til dæmis eru tvær upptökur gerðar hver á eftir annarri með hefðbundinni myndavél, myndavélin er færð lárétt um 50 sentímetra á milli upptökanna, hagkvæmt á rennibraut. Ókostur við þessa aðferð er að hlutahlutinn (myndefnið) getur hafa breyst á meðan, til dæmis flug fugla. Þessi breyting truflar stundum staðbundna samruna. Því er ráðlegt að taka upptökur með breiðari hljómtækisgrunni með tveimur föstum myndavélum sem kallast á samtímis með viðeigandi leiðum, til dæmis með kapalútgáfu.

Einföld upptökutækni fyrir hljómflutningsleikmenn með myndavél fyrir leitara: fyrsta hlutamynd með líkamsþyngd á vinstri fæti, önnur hlutmynd með líkamsþyngd á hægri fæti. Steríógrunnurinn hefur áhrif á frávik milli myndanna tveggja.

Grunnreglur um stereoscopic upptöku

(frjálst byggt á [4] [5] [6] )

Markmiðið með góðri hljóðupptöku er yfirleitt endurgerð af því sem hefur sést sem er eins lífsnauðsynlegt og hægt er. Að viðhalda sömu stöðu geislabúnaðarins við upptöku og áhorf er grunnskilyrði fyrir rúmfræðilega raunverulegri (tautomorphic) æxlun. Annars verða hljómflutningsáhrif ekki tiltæk vegna of mikilla krafna eða staðbundin röskun á upprunalegu mun leiða til (heteromorphic landmyndir).

  • Hlutamyndapörin verða að hafa sama mismun á sjónarhornum (samsíða) og í frjálsa sjón, þess vegna ætti grunnurinn að samsvara 65 mm meðalfjölda fjarlægð.
  • Við áhorf verður að viðhalda sömu sjónarhornum og þegar myndin er tekin. Annars vegar verður að skoða hlutamyndirnar í fjarlægð frá augunum sem er sú sama og brennivídd upptökunnar og verða að vera staðsett í einu plani. Á hinn bóginn ætti fjarlægðin milli myndamiðstöðva eða samsvarandi fjarlægra myndpunkta að vera 65 mm.
  • Myndásar hlutamyndanna tveggja verða að taka sömu átt þegar horft er og þegar myndin er tekin. Þessi krafa þýðir að til að skoða, ekki aðeins, eins og þegar er krafist í (2), verður að festa hlutamyndirnar í fjarlægð frá linsunum sem eru teknar, heldur verða þær að vera settar inn í áhorfandann, td linsustjörnuspá, þannig að linsásar mæta myndamiðstöðvum. Ef linsumiðstöðvarnar eru færðar til hliðar með tilliti til hlutamyndamiðstöðvanna, þá birtist rýmiskenningin sem kemur á hliðina og færist til hliðar, því meiri því meiri er frávikið frá venjulegri stöðu, því meira er það.
  • Á sama hátt verður röskun einnig þegar myndin og linsumiðstöðvarnar eru ekki þær sömu að hæð. Svo framarlega sem hæðarmyndunin er innan hóflegra marka og umfram allt sú sama á báðum hlutamyndunum, þá er það varla vandamál. Á hinn bóginn hefur hæðarmunur á milli vinstri og hægri hlutamyndar aðeins örfáum tíundu millimetra áhrifum svokallaðrar „hæðarsamstæðu“ og gerir staðbundna sameiningu erfiðara. Þess vegna þarf að gæta sérstakrar varúðar við að koma í veg fyrir hæðarfrávik í hlutamyndunum við allar aðstæður þegar hljóðmyndirnar eru settar saman.
  • Staðamunur eða útsýni (hliðstæður), sem aðeins eiga sér stað samhliða tenglínu upptökugrunnsins, verður einnig að vera samsíða tengingu linsumiðstöðvarinnar þegar hún er skoðuð. Með öðrum orðum: hlutamyndunum skal raðað þannig að þær séu hliðar þannig að hliðarmörk þeirra séu samsíða hvor annarri og séu ekki sett í plan þeirra hver við aðra. Annars munu koma upp óþægilegar hæðarsamhliða sem hafa truflandi áhrif á stereoscopic áhrifin.
Stutt brennivídd steríómynd
Upptökur fyrir View-Master á 35 mm filmu sem er fáanleg í sölu
  • Myndirnar verða að vera skarpar yfir allt svæði myndupptökunnar, því mannlegt auga sér alla hluti á sama tíma úr um þriggja metra fjarlægð og hins vegar fókusar (rúmar) strax á nærri vegalengdum. „Listræn þoka“ er því óviðeigandi í steríómyndinni og ætti að forðast það. Til að ná góðum staðbundnum áhrifum ætti að nota stuttar brennivíddarlinsur með mikla dýptarskerpu . Á hinn bóginn, öfugt við einstaka ljósmynd, þarf ekki að hafa áhyggjur af „réttu sjónarhorni“. „Raunverulegar“ steríómyndavélar hafa aðeins styttri brennivídd með miklu dýptarsviði.
  • Rýmið (dýptarsvæðið) sem sýnt er í stereoscopic myndinni ætti að vera þannig vídd að hægt sé að taka það skarpt í einu. Mismunur á sjónarhorni á næsta og lengsta punkt má ekki fara yfir 60 til 70 hornmínútur - „Lüscher horn“. Þegar landslagsmyndir eru teknar verður næsti punktur því aðeins að vera í þrjá metra fjarlægð. Þegar um stórmyndir er að ræða verður einnig að huga að því að viðhalda dýptarsvæðinu. Bakgrunnur utan leyfða svæðisins ætti að vera þakinn eða óskýr.
  • Þegar sýndar eru stereómyndir má samleitni sjóngeislanna ekki fara yfir hámarks samleitni augnása um u.þ.b.

Ef þú fylgir grunnreglunum sem taldar eru upp hér að ofan muntu alltaf ná náttúrulegum og hreinum staðbundnum áhrifum. Þess vegna þarf maður ekki að óttast fallandi línur sem forðast er óttalega við venjulega ljósmyndun, eins og þær sem eiga sér stað þegar myndir eru teknar af byggingum með hallandi myndavél.

Aðferðir við kynningu og skoðun

Vinstri og hægri myndin er að hluta mynd fyrir vinstra auga, miðja fyrir hægra auga. Þetta gerir þér kleift að horfa á sterómyndina með krossi eða samsíða.
Mælt er með 3D gleraugum til að skoða 3D myndir. Upplýsingar um 3D ljósmyndaferlið
3D anaglyph mynd frá SEM fyrir rauðbláum glösum, myndefni: augu býflugna
Mælt er með 3D gleraugum til að skoða 3D myndir. Upplýsingar um 3D ljósmyndaferlið
Gamall áhorfandi frá 1893

Stereo mynd par

Einföld aðferð er að birta tvær stereoscopic hlutamyndir hlið við hlið; Með sérstakri augnaráðstækni ( samhliða augnaráð - að því tilskildu að breidd þeirra fari ekki yfir u.þ.b. 65 mm í hverju tilfelli - eða þverblástur ) þá er hægt að skynja þá sem þrívíddarmynd án frekari hjálpartækja.

Engar sérstakar forsendur eru nauðsynlegar til að læra að horfa á steríómyndir án verkfæra. Til að auðvelda hlutina eru hins vegar sérstök prismatísk gleraugu. MeðKMQ athugunaraðferðinni eru hlutamyndirnar ekki sýndar við hliðina á hvor annarri, heldur ofan á hvor aðra.

Þegar geisladiskmyndapör eru geymd á tölvum er algengt að vista bæði hlutamyndir í einni JPEG skrá og tilgreina skráargerðina með „.jps“. Þessi myndapör eru ætluð til að skoða með „krossaugum“ (skeljar).

Anaglyph aðferð

Þegar um er að ræða anaglyph myndirnar eru tvær hlutamyndirnar prentaðar hver ofan á aðra en báðar hlutamyndirnar eru litaðar í viðbótarlitum . „Anaglyph“ er í grundvallaratriðum öll steríómynd þar sem tvær hlutamyndirnar eru sýndar samtímis á sama yfirborðinu (skautunarvörpunin er líka strangt til tekið „anaglyph -vörpun“), en „anaglyphic“ þýðir venjulega litmyndunarlituð framsetning: Zur Aðskilja tvær einstakar myndir, mismunandi litasíur eru notaðar í þrívíddargleraugu , upphaflega rauðar fyrir hægra auga og grænar fyrir vinstri. Þegar horft er á myndina eyðir rauða sían rauðu filmumyndinni og græna myndin verður svart - græna sían eyðir grænu litmyndinni og rauða verður svart. Þar sem bæði augun sjá nú mismunandi myndir, myndast þrívíddarmynd aftur í heilanum.

Seint á áttunda áratugnum bætti Stephen Gibson verulega litabreytingartækni með einkaleyfi sínu „Deep Vision“ kerfi sem notar mismunandi síulitir: rautt fyrir hægra auga og blátt fyrir vinstri. Danska fyrirtækið „Color Code“ býður nú einnig upp á sitt eigið litabreytingarkerfi. Síulitir „ColorCode“ gleraugnanna eru bláir fyrir framan hægra auga og gulir fyrir vinstra auga. Önnur litmyndun ("Trio Scopics") var kynnt á Englandi árið 2008 fyrir kvikmyndina "Journey to the Center of the Earth", með grænu fyrir vinstra auga og magenta fyrir framan hægra.

Þó að rauðgræn og rauðblá gleraugu noti aðeins tvo af þremur litarásum í RGB litrýminu, þá samanstendur blágrænt af blöndu af grænu og bláu, sem, ásamt rauðu síunni, kemur öllum þremur litunum til skila (í sama gildir um blágul gleraugu, þar sem gult er búið til úr rauðu og grænu ljósi).

Lokaraferli

3D lokarakerfi notar svokölluð lokaragleraugu (einnig LCD gluggagleraugu) við endurgerð 3D mynda. Þessi sérstöku gleraugu eru með linsur sem samanstanda af tveimur fljótandi kristalflötum (einum fyrir vinstra og annað til hægri auga) sem hægt er að skipta rafrænt á milli gagnsæra og ógagnsærra. Þetta gerir þér kleift að velja hvort þú dekkir vinstra eða hægra auga.

3D skautunarkerfi

3D skautunarkerfi er aðferð til að birta stereoscopic 3D myndir. Með þessari aðferð eru myndirnar af steríómyndaparinu sendar út hver í andstæðu skautuðu ljósi. Það eru samsvarandi móti skautunarsíur fyrir framan vörpunarlinsurnar og í þrívíddargleraugu áhorfandans.

Linsukerfi

Ef hægt er að skoða þrívíddarmyndina, sem samanstendur af nokkrum einstökum myndum, staðbundið á venjulegum ljósmyndapappír, þarf aðstoð sérstakrar rannsóknarstofu. Einstöku myndirnar verða sýndar í þröngum ræmum á myndfletinum og linsulaga kvikmynd er sett yfir heildarmyndina, sem gerir kleift að skoða frá mismunandi sjónarhornum. Því fleiri myndir sem eru tiltækar fyrir þessa ristfilmu, því minna hoppar sjónarhornið þegar myndin er hreyfð. Fyrir þetta ferli var sérstök þrívíddarmyndavél þróuð af fyrirtækinu Nimslo meðal annars sem getur jafnvel tekið fjórar myndir samtímis á 35 mm filmu . [7] Síðan á áttunda áratugnum hafa verið röð af póstkortum (og stundum stórmyndum) sem nota þessa aðferð.

Slide viewer

Slide viewer fyrir 3D portrettsnið upptökur

Til að skoða tvær skyggnur sem saman gera þrívíddarmynd duga tvær einfaldar skyggnur „kíkja“ fyrir eina manneskju þar sem hægt er að skoða vinstri og hægri myndir án frekari tæknilegrar áreynslu.

Handahófi punktamyndir

Við rannsóknir sínar árið 1959 uppgötvaði Bela Julesz að skynjun á rýmdýpt á sér aðeins stað í heilanum. Til að gera þetta gerði hann tilraunir með sérstaka tegund af steríómyndapörum sem innihéldu aðeins handahófi dreift punkta ( enska random dot ). Rýmisáhrifin verða aðeins til af hliðarmuninum . Hring má sjá á eftirfarandi mynd.

Meginreglan um handahófskenndar staðbundnar myndir er kynslóð handahófs punktamynda. Staðbundinn munur er myndaður sem mismunur á seinni myndinni. Hæðarmunurinn stafar af muninum á punkti á fyrstu myndinni og breyttri stöðu hennar á annarri myndinni. Þetta virkar svo vel vegna þess að heilinn reynir að fá myndirnar tvær til að falla saman. Það er samt alveg óljóst hvernig heilinn viðurkennir tvo punkta á vinstri og hægri sjónhimnu sem „tilheyra saman“, svokölluðu „bréfaskiptavandamáli “.

Mh stereogram randomdot.png

SIRDS

Næsta þróun fylgdi með Single Image Random Dot Stereogram (SIRDS), sem er ein stór mynd. Þessi tegund af stereogram var þróuð af Christoper Tyler og Maureen Clarke um 1979.

SIRDS með áletruninni „3D“

Málsmeðferðin við að búa til SIRDS er svipuð og við að búa til handahófi punktamyndapar. Munurinn er sá að heil mynd af handahófi er ekki búin til heldur ræma fyrst. Úr þessari ræma er reiknað mismunalisti, sem er festur beint við upprunalegu ræmuna; frekari mismunarrönd er reiknuð til viðbótar mismunarröndinni og svo framvegis þar til öll myndin er fullgerð. Það er hagstætt að setja upprunalegu ræmuna í miðjuna og að setja mismunarræmurnar til vinstri og hægri við hana. Þetta má sérstaklega skilja með SIS sem sýnt er hér að neðan.

Til að fá rétta staðbundna birtingu verður augnaráð áhorfandans að beinast að myndinni út í hið óendanlega. Þrengsli gefa öfugri þrívíddarmynd: myndþættir sem eru í raun í forgrunni koma fram í bakgrunni og öfugt. Eftir að hafa vanist því, verða innbyggðar útlínur sýnilegar.

Að beiðni notaði Magic Carpet tölvuleikurinn SIRDS aðferðina til að tákna leikinn í rauntíma. Vegna gagnvirkni leiksins er þessi framsetning sérstakt tilfelli af hreyfimyndastjórnuninni.

SIS

Um miðjan níunda áratuginn byrjaði að skipta um handahófi mynstur fyrir raunverulegar myndir. Staðgreiningin með einu myndinni (SIS) upplifði síðan mikla uppsveiflu á tíunda áratugnum eftir að Tom Baccei bókaflokkurinn The Magic Eye ( enska dró fram töfrauga ).

Stereoscopic hreyfimæling

6D-Vision Situation.png
Dæmigert ástand í umferðinni: Maður hleypur á veginn fyrir aftan ökutæki.
6D-Vision Result.png
Niðurstaða stereoscopic aðferðarinnar. Örvarnar gefa til kynna væntanlega stöðu á 0,5 sekúndum.


Klassísk stereoscopy skráir rýmis hnit (3D staðsetningu) samsvarandi punkta í myndapar. Mörg forrit krefjast sameiningar 3D punktaskýja í einstaka hluti. Oft er ekki hægt að leysa þetta verkefni á grundvelli 3D upplýsinganna eingöngu. Til dæmis er aðeins hægt að skilja barnið sem gengur inn á götuna í efri vinstri myndinni frá bílnum fyrir framan það með hreyfingu sinni. Í þessum tilgangi rekur 6D-Vision punkta með þekktri fjarlægð yfir tvö eða fleiri pör af myndum í röð og sameinar þessi gögn. [8] Þetta leiðir til bættrar 3D stöðu og er á sama tíma fær um að mæla stefnu og hraða hreyfingar fyrir hverja pixla sem er til skoðunar. Diese Information (3D-Position + 3D-Bewegung) erlaubt eine Vorhersage der Position relevanter Objekte und die Erkennung potenzieller Kollisionsgefahren. Das Ergebnis ist im oberen rechten Bild gezeigt. Die Pfeile zeigen die erwartete Position in 0,5 Sekunden. [9]

Das Verfahren wird auch bei der Erkennung von Gestiken, also der Bewegung von Gliedmaßen, eingesetzt, ohne die Form der Person modellieren zu müssen, nur unter Verwendung einer passiven Stereokamera.

Weitere Verfahren

Pulfrich-Verfahren

So genannte „Pulfrich-Brillen“ mit hell/dunklen Filtern (z. B. „Nuoptix“), nutzen den „Pulfrich-Effekt“ für einen 3D-Eindruck bei seitlichen Kamerafahrten und wurden z. B. durch die RTL -Fernsehsendung Tutti Frutti Anfang der 1990er Jahre sehr verbreitet. Bei dem Pullfrichverfahren handelt es sich nicht um eine echte stereoskopische Darstellung, da das Bild hier nur mit einer einzigen Kamera aufgenommen wird. Die beiden Perspektiven für das linke und rechte Auge kommen durch das verdunkelte Brillenglas zustande, das auf dem Pulfrich-Prinzip beruht. Die abgedunkelte Ansicht wird dabei dem Gehirn zeitverzögert weitergegeben, so dass zwei Ansichten aus unterschiedlichen Perspektiven (allerdings zeitlich versetzt) den Raumeindruck bilden. Dieses Verfahren ist nur sehr begrenzt einsetzbar, weil hier wichtige Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit dieses Verfahren als 3D-Verfahren überhaupt funktioniert. So muss die Kamera oder die Objekte immer (grundsätzlich und immerwährend) eine konstante, langsame, ausschließlich horizontale Bewegung durchführen. Wird nur eine dieser Voraussetzungen gebrochen, tritt kein 3D-Effekt mehr ein.

ChromaDepth-Verfahren

ChromaDepth-Brille mit Prismenfolie

Das ChromaDepth-Verfahren von American Paper Optics basiert auf der Tatsache, dass bei einem Prisma Farben unterschiedlich stark gebrochen werden. Die ChromaDepth-Brille enthält spezielle Sichtfolien, die aus mikroskopisch kleinen Prismen bestehen. Dadurch werden Lichtstrahlen je nach Farbe unterschiedlich stark abgelenkt. Die Lichtstrahlen treffen im Auge an unterschiedlichen Stellen auf. Da das Gehirn jedoch von geraden Lichtstrahlen ausgeht, entsteht der Eindruck, die unterschiedlichen Farben kämen von unterschiedlichen Standpunkten. Somit erzeugt das Gehirn aus dieser Differenz den räumlichen Eindruck (3D-Effekt). Der Vorteil dieser Technologie besteht vor allem darin, dass man ChromaDepth-Bilder auch ohne Brille (also zweidimensional) problemlos ansehen kann – es sind keine störenden Doppelbilder vorhanden. Außerdem können ChromaDepth-Bilder ohne Verlust des 3D-Effektes beliebig gedreht werden. Allerdings sind die Farben nur beschränkt wählbar, da sie die Tiefeninformation des Bildes enthalten. Verändert man die Farbe eines Objekts, dann ändert sich auch dessen wahrgenommene Entfernung. Dies bedeutet, dass ein rotes Objekt immer vor z. B. grünen oder blauen Objekten liegen wird.

Prismengläser-Brillen

KMQ Stereo-Sichtgerät mit openKMQ-Haltern

Eine Reihe von Verfahren nutzt auch den Effekt, dass Prismen den Strahlengang umlenken. So nutzt z. B. das Stereo-Sichtgerät SSG1b, auch unter dem Namen KMQ seit den 1980er Jahren bekannt, diesen Effekt. Vornehmlich für Bücher und Poster, bei denen es auf Farbtreue und Einfachheit ankommt. Es konnte aber schon früher am Bildschirm oder zur Projektion mit wenigen Zuschauern verwendet werden. Allerdings muss der Nutzer den passenden Abstand zum Bild beibehalten und seinen Kopf dauerhaft waagerecht halten. Ansonsten decken sich die Sehstrahlen beider Augen nicht mit den beiden Teilbildern, welche untereinander angeordnet sind. Daher auch der englische Name des Verfahrens: Over-Under . Diese Einschränkungen sollen zukünftig von einem OpenHardware- bzw. Open-Source-Projekt namens openKMQ für die Arbeit am Computer aufgehoben werden.

Anwendungsgebiete

Struktur der ATP-Synthase in stereoskopischer Darstellung

Neben der Unterhaltung wird die Stereoskopie auch zur Veranschaulichung der Stereometrie und Trigonometrie , in mathematischen Lehrbüchern und zum Studium der Gesetze des binokularen Sehens eingesetzt.

Dove demonstrierte mit Hilfe des Stereoskops die Entstehung des Glanzes. Ist die Fläche einer Zeichnung blau und die entsprechende der anderen gelb angestrichen, so sieht man sie, wenn man sie im Stereoskop durch ein violettes Glas betrachtet, metallisch glänzend. Weiß und Schwarz führen zu einem noch lebhafteren Bild. Auch zur Unterscheidung echter Wertpapiere von unechten hat Dove das Stereoskop benutzt. Betrachtet man die zu vergleichenden Papiere mit dem Instrument, so werden sofort die kleinsten Unterschiede bemerkbar. Die einzelnen Zeichen, die nicht genau mit dem Original übereinstimmen, decken sich nicht und befinden sich anscheinend in verschiedenen Ebenen.

Die horizontale Deviation der korrespondierenden Bildpunkte auf den paarweise vorliegenden stereoskopischen Teilbildern kann man auch technisch auswerten, um die Tiefe zu bestimmen. Hierbei spielen physiologische Überforderungen keine Rolle und man nutzt den Effekt in der Astronomie , wobei keine paarweise vollzogene Montage der Bilder nötig ist. Wünscht man hingegen eine bequeme und natürliche Betrachtung, vielleicht sogar ohne größere technische Hilfsmittel, so ist die paarweise ausgeführte Montage der stereoskopischen Teilbilder zu 3D-Fotos zweckmäßig und üblich.

In der Fahrzeug- und Robotertechnik dienen Stereovideosensoren zur Entfernungs- und Abstandsmessung. [10]

Für die Kartierung von Geländeformationen und zur Erstellung von 3D-Stadtmodellen kann die stereoskopische Luftbildauswertung herangezogen werden. Ebenso kam sie bis in die 1990er-Jahre in der Aerotriangulation bzw. in der Photogrammetrie zum Einsatz.

In Fachveröffentlichungen der Strukturbiologie , der Proteinkristallographie und der NMR-Spektroskopie werden stereoskopische Bilder verwendet, um dreidimensionale Molekülstrukturen darzustellen. Diese Stereobildpaare können mit dem Parallelblick ohne Hilfsmittel betrachtet werden. Außerdem gibt es Lupenbrillen für diese Art Abbildungen. Es ist einfach, Molekülstrukturen stereoskopisch darzustellen: Ein Molekül wird abgebildet, in der senkrechten Achse um 6° gedreht und erneut abgebildet. Diese beiden Bilder werden nebeneinander dargestellt. [11]

Computerspiele arbeiten heute meist mit dreidimensionalen Modellen, die sich bei geeigneter Softwareunterstützung nicht nur auf einem herkömmlichen Monitor, sondern auch auf speziellen Stereo-3D-Monitoren mit Tiefenwirkung darstellen lassen. Mit Hilfe von 3D-Shutterbrillen (über Kabel oder Infrarotimpulse synchronisiert) werden die beiden in der Stereo-Software berechneten Kamerapositionen den beiden Augen des Betrachters abwechselnd seitenrichtig zur Verfügung gestellt, so dass im Sehzentrum des Gehirns ein räumlicher Eindruck der Szene entsteht. Nach dem gleichen Muster, nur mit viel höherer Auflösung, werden Stereo-3D-Animationsfilme für Digital-3D-Kinos produziert.

Im Fall von 3D-Kinofilm-Realszenen oder 3D-Fernsehaufnahmen werden heutzutage zwei hochauflösende Videokameras nebeneinander im Augenabstand montiert (oft nur über ein „Spiegelrig“ machbar) und in der 3D-Wirkung von einem „Stereographen“ (Stereoskopie-Experte) am 3D-Monitor überwacht.

Einzelnachweise

  1. http://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%2396561
  2. http://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%2395112
  3. Doppeltgemoppelt: Fuji Real 3D W1. auf: heise.de , 22. Juli 2009. (Beispiel: heiseFoto stellt eine neue 3D-Kamera vor)
  4. Hermann Lüscher: Die Wahl der günstigsten Basis bei Stereo-Fern- und Nahaufnahmen. In: Der Stereoskopiker. Nr. 7, 1930.
  5. Werner Pietsch: Die Praxis der Stereo-Nahaufnahmen. Knapp, Halle (Saale) 1957, DNB 453777589 .
  6. Werner Pietsch: Stereofotografie. Fotokinoverlag, Halle (Saale) 1959, DNB 453777597 .
  7. 3D-Kamera von Nimslo ( Memento vom 7. März 2006 im Internet Archive ) (Link auf Englisch)
  8. springerlink.com: “6D-Vision: Fusion of Stereo and Motion for Robust Environment Perception”, Uwe Franke, Clemens Rabe, Hernán Badino, Stefan Gehrig, Daimler Chrysler AG, DAGM Symposium 2005
  9. 6D-Vision.com
  10. A. Suppes et al.: Stereobasierte Videosensorik unter Verwendung einer stochastischen Zuverlässigkeitsanalyse (PDF)
  11. Beispiele in: Duncan E. McRee: Practical Protein Crystallography. Academic Press, San Diego 1993, ISBN 0-12-486050-8 .

Literatur

Theorie

  • David Brewster: The stereoscope: it's history, theory and construction. London 1856.
  • Das Stereoskop in „Die Gartenlaube“ von 1855
  • Christian Georg Theodor Ruete: Das Stereoskop: Eine populäre Darstellung. 2. Auflage. Teubner, Leipzig 1867.
  • Fritz G. Waack : Stereofotografie. 4. erweiterte Auflage. Selbstverlag, Berlin 1985, auch in englischer Übersetzung wegen starker Nachfrage aus den USA.
  • Jean Pütz: Das Hobbythek-Buch 3. vgs Verlagsgesellschaft , Köln 1979, ISBN 3-8025-6102-3 .
  • Fritz Waack, Gerhard Kemner: Einführung in Technik und Handhabung der 3-D-Fotografie. Museum für Verkehr und Technik, Berlin 1989.
  • Alexander Klein, Franz Weiland, Rainer Bode: 3D – aber wie! Von magischen Bildern zur 3D-Fotografie. Bode Verlag, Haltern 1994, ISBN 3-925094-64-4 .
  • Thomas Abé: Grundkurs 3D-Bilder. VfV-Verlag, Gilching 1997, ISBN 3-88955-099-1 .
  • Holger Tauer: Stereo 3D. Schiele&Schön, Berlin 2010, ISBN 978-3-7949-0791-5 .
  • Leo H. Bräutigam: Stereofotografie mit der Kleinbildkamera: Eine praxisorientierte Einführung in die analoge und digitale 3D-Fotografie. Wittig Fachbuchverlag, Hückelhoven 2004, 2. Nachtrag „Digitale Stereo-3D-Fotografie“ 2014, incl. Betrachter und Datenschieber, ISBN 978-3-930359-31-8 .
  • Leo H. Bräutigam: eBook, 3D-Fotografie - 3D-Video , Civitas Imperii Verlag Esslingen, 2014, ISBN 978-3-939300-28-1

Bildbände

  • Achim Bahr: Stereoskopie. Räume, Bilder, Raumbilder. Thales Verlag, 1991, ISBN 3-88908-549-0 .
  • Tom Baccei, Cheri Smith: Das magische Auge. Ars Edition, ISBN 3-7607-2264-4 .
  • Marc Grossman: The Magic Eye, Volume I von NE Thing Enterprises. Andrews & Mcmeel, ISBN 0-8362-7006-1 .
  • Arthur G. Haisch: Hotel Morbid/Morbid Rooms, Stereo-Raumbilder. 3-D-World Verlag, Basel 1983, ISBN 3-905450-02-X .
  • Matthias Henrici, Christian Neubauer: Phantastische Augenblicke I. Lingen Verlag
  • Hartmut Wettmann: Das Rheinland in historischen Stereofotos. Dr. Gebhardt + Hilden, 1999, ISBN 3-932515-15-3 .
  • Ulli Siebenborn: Interactive Pictures, Volume I. Taschen Verlag, 1994, ISBN 3-8228-9211-4 .
  • Roland Bartl, Klaus Bartl, Andreas Ernstberger, Peter Schwartzkopff: Pep Art. 3-D-Bilder der neuen Art. Südwest Verlag, München 1994, ISBN 3-517-01632-2 .
  • Katja Lembke , Arnulf Siebeneicker (Hrsg.); Hannes Wirth: Hildesheim in 3-D. Roemer- und Pelizaeus-Museum, Hildesheim 2009, ISBN 978-3-938385-29-6 .
  • Yuki Inoue, Masahira Oga (Hrsg.): Stereogramm. ISBN 3-7607-1106-5 .
  • Andrew A. Kinsman: Random Dot Stereograms. ISBN 0-9630142-1-8 .

Unkategorisiert

  • Steinhauser: Über die geometrische Konstruktion der Stereoskopbilder. Graz 1870.
  • Rolf Sander, Martin Simeth: Der kleine Hobbit und das Autostereogramm In: Spektrum der Wissenschaft . Nr. 1, 1995, S. 10–15.
  • Imre Pál: Térláttalós ábrázoló mértan. Budapest 1959.
    • deutsch: Darstellende Geometrie in Raumbildern. aus dem ungarischen von N. Miklós Marosszéki. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1961, DNB 575340851 .

Weblinks

Commons : Stereoskopie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Siehe auch