Estereoscopia

Estereoscopio de bolsillo con imagen de prueba original. Usado por militares para examinar pares estereoscópicos de fotografías aéreas.

Vista de Boston, c.1860; una tarjeta estereoscópica temprana para ver una escena de la naturaleza

Imagen estereocópica de 787 Orange Street, Addison R. Tinsley house, c.1890s

Imagen estereocópica de 772 College Street (antes Johnson Street) en Macon, Ga, c.1870s

Kaiserpanorama consiste en un aparato de visualización de múltiples etapas y conjuntos de diapositivas estéreo. Patented by A. Fuhrmann around 1890.

Una compañía de damas mirando vistas estereoscópicas, pintando por Jacob Spoel, antes de 1868. Una representación temprana de personas usando un estereoscopio.

Estereoscopia (también llamada estereoscópica, o imágenes estéreo) es una técnica para crear o mejorar la ilusión de profundidad en una imagen por medio de estereopsis para la visión binocular. La palabra estereoscopía deriva del griego στερεός (stereos) 'firme, sólido', y σκοπέω (skopeō) 'mirar, ver'. Cualquier imagen estereoscópica se denomina estereograma. Originalmente, el estereograma se refería a un par de imágenes estéreo que podían verse con un estereoscopio.

La mayoría de los métodos estereoscópicos presentan un par de imágenes bidimensionales al espectador. La imagen de la izquierda se presenta al ojo izquierdo y la imagen de la derecha se presenta al ojo derecho. Cuando se ve, el cerebro humano percibe las imágenes como una sola vista en 3D, lo que le da al espectador la percepción de la profundidad en 3D. Sin embargo, el efecto 3D carece de la profundidad focal adecuada, lo que da lugar al Conflicto de Vergencia-Acomodación.

La estereoscopia se distingue de otros tipos de pantallas 3D que muestran una imagen en tres dimensiones completas, lo que permite al observador aumentar la información sobre los objetos tridimensionales que se muestran mediante los movimientos de la cabeza y los ojos.

Antecedentes

La estereoscopia crea la ilusión de profundidad tridimensional a partir de un par de imágenes bidimensionales. La visión humana, incluida la percepción de la profundidad, es un proceso complejo, que sólo comienza con la adquisición de la información visual captada a través de los ojos; gran parte del procesamiento se produce dentro del cerebro, ya que se esfuerza por dar sentido a la información en bruto. Una de las funciones que ocurren dentro del cerebro cuando interpreta lo que ven los ojos es evaluar las distancias relativas de los objetos desde el espectador y la dimensión de profundidad de esos objetos. Las señales que utiliza el cerebro para medir las distancias relativas y la profundidad en una escena percibida incluyen:

• Vergence
• Alojamiento
• Stereopsis
• Oclusión - La superposición de un objeto por otro
• Ángulo visual subtenido de un objeto de tamaño conocido
• Perspectiva lineal (convergencia de bordes paralelos)
• Posición vertical (objetos más cercanos al horizonte en la escena tienden a ser percibidos más lejos)
• Haze o contraste, saturación y color, mayor distancia generalmente se asocia con mayor escote, desaturación y un cambio hacia el azul
• Cambio en el tamaño de los detalles del patrón texturado

(Todas menos las dos primeras de las señales anteriores existen en las imágenes bidimensionales tradicionales, como pinturas, fotografías y televisión).

La estereoscopia es la producción de la ilusión de profundidad en una fotografía, película u otra imagen bidimensional mediante la presentación de una imagen ligeramente diferente a cada ojo, lo que agrega la primera de estas señales (estereopsis). Luego, las dos imágenes se combinan en el cerebro para dar la percepción de profundidad. Dado que todos los puntos de la imagen producida por estereoscopia se enfocan en el mismo plano, independientemente de su profundidad en la escena original, la segunda señal, el enfoque, no se duplica y, por lo tanto, la ilusión de profundidad es incompleta. También existen principalmente dos efectos de la estereoscopia que no son naturales para la visión humana: (1) la falta de coincidencia entre la convergencia y la acomodación, causada por la diferencia entre la posición percibida de un objeto delante o detrás de la pantalla o la pantalla y la posición real. origen de esa luz; y (2) posible diafonía entre los ojos, causada por una separación imperfecta de la imagen en algunos métodos de estereoscopia.

Aunque el término "3D" se usa de manera ubicua, la presentación de imágenes 2D duales es claramente diferente de mostrar una imagen en tres dimensiones completas. La diferencia más notable es que, en el caso de "3D" pantallas, el movimiento de la cabeza y los ojos del observador no cambia la información recibida sobre los objetos tridimensionales que se están viendo. Las pantallas holográficas y volumétricas no tienen esta limitación. Así como no es posible recrear un campo de sonido tridimensional completo con solo dos altavoces estereofónicos, es una exageración llamar a las imágenes 2D duales '3D'. El término preciso "estereoscópico" es más engorroso que el nombre inapropiado común '3D', que se ha arraigado por muchas décadas de mal uso incuestionable. Aunque la mayoría de las pantallas estereoscópicas no califican como pantallas 3D reales, todas las pantallas 3D reales también son pantallas estereoscópicas porque también cumplen con los criterios más bajos.

La mayoría de las pantallas 3D utilizan este método estereoscópico para transmitir imágenes. Fue inventado por primera vez por Sir Charles Wheatstone en 1838, y mejorado por Sir David Brewster, quien fabricó el primer dispositivo portátil de visualización 3D.

Estereoscopio de espejo de piedra calórica

Estereoscopio tipo Brewster, 1870

Wheatstone originalmente usó su estereoscopio (un dispositivo bastante voluminoso) con dibujos porque la fotografía aún no estaba disponible, sin embargo, su artículo original parece prever el desarrollo de un método de imagen realista:

A los efectos de la ilustración he empleado solamente figuras de esbozo, ya que ya se ha introducido la afeitación o la coloración podría suponer que el efecto fue total o parcialmente debido a estas circunstancias, mientras que al dejarlas fuera de consideración no queda lugar para dudar de que todo el efecto del alivio se debe a la percepción simultánea de las dos proyecciones monoculares, una sobre cada retina. Pero si es necesario obtener los parecidos más fieles de los objetos reales, la sombra y la coloración pueden emplearse adecuadamente para aumentar los efectos. Una cuidadosa atención permitiría a un artista dibujar y pintar las dos imágenes componentes, para presentar a la mente del observador, en la percepción resultante, identidad perfecta con el objeto representado. Flores, cristales, bustos, vasijas, instrumentos de diversos tipos, &c., podrían ser representados para no ser distinguidos por la vista de los mismos objetos reales.

La estereoscopia se usa en fotogrametría y también para entretenimiento a través de la producción de estereogramas. La estereoscopia es útil para ver imágenes renderizadas a partir de grandes conjuntos de datos multidimensionales, como los de los datos experimentales. La fotografía tridimensional industrial moderna puede usar escáneres 3D para detectar y registrar información tridimensional. La información de profundidad tridimensional se puede reconstruir a partir de dos imágenes utilizando una computadora correlacionando los píxeles en las imágenes izquierda y derecha. Resolver el problema de correspondencia en el campo de la visión por computadora tiene como objetivo crear información de profundidad significativa a partir de dos imágenes.

requisitos visuales

Anatómicamente, hay 3 niveles de visión binocular necesaria para ver imágenes estéreo:

1. Percepción simultánea
2. Fusión (visión binocular 'single')
3. Stereopsis

Estas funciones se desarrollan en la primera infancia. Algunas personas que tienen estrabismo interrumpen el desarrollo de la estereopsis, sin embargo, el tratamiento ortóptico puede usarse para mejorar la visión binocular. La estereoacuidad de una persona determina la disparidad mínima de imagen que puede percibir como profundidad. Se cree que aproximadamente el 12% de las personas no pueden ver adecuadamente las imágenes 3D, debido a una variedad de afecciones médicas. Según otro experimento, hasta el 30% de las personas tienen una visión estereoscópica muy débil que les impide la percepción de profundidad basada en la disparidad estéreo. Esto anula o disminuye en gran medida los efectos de inmersión del estéreo para ellos.

Saul Davis (act. 1860s–1870s), New Suspension Bridge, Niagara Falls, Canadá, c. 1869, estereografo de impresión de álbumes, Department of Image Collections, National Gallery of Art Library, Washington, DC

La visualización estereoscópica puede ser creada artificialmente por el cerebro del espectador, como se demuestra con el efecto Van Hare, donde el cerebro percibe imágenes estéreo incluso cuando las fotografías emparejadas son idénticas. Esta " False Dimensity " Resultados de la estereoacuidad desarrollada en el cerebro, lo que permite al espectador completar la información de profundidad, incluso cuando pocos si hay señales 3D realmente están disponibles en las imágenes emparejadas.

Disco estereoscópico de cartón con fotos de la sinagoga en Ginebra, alrededor de 1860, en la colección del Museo Judío de Suiza.

lado por lado

"El pájaro temprano atrapa el gusano"Estereografo publicado en 1900 por North-Western View Co. of Baraboo, Wisconsin, restaurado digitalmente

La fotografía estereoscópica tradicional consiste en crear una ilusión 3D a partir de un par de imágenes 2D, un estereograma. La forma más fácil de mejorar la percepción de profundidad en el cerebro es proporcionar a los ojos del espectador dos imágenes diferentes, que representan dos perspectivas del mismo objeto, con una desviación menor igual o casi igual a las perspectivas que ambos ojos reciben naturalmente en la visión binocular.

Un par estereoscópico de imágenes (top) y un anaglyph combinado que colores una perspectiva roja y el otro cian.
Las gafas de cian rojo 3D se recomiendan para ver esta imagen correctamente.

Dos flores Passiflora caerulea dispuestas como un par de imagen estéreo para ver por el método de visualización de ojos cruzados (ver Freeviewing)

Para evitar la fatiga visual y la distorsión, cada una de las dos imágenes 2D debe presentarse al espectador para que el ojo perciba cualquier objeto a distancia infinita como que está recto, los ojos del espectador no son cruzados ni divergentes. Cuando la imagen no contiene ningún objeto a una distancia infinita, como un horizonte o una nube, las imágenes deben estar espaciadas correspondientemente más juntas.

Las ventajas de los espectadores de lado a lado son la falta de disminución del brillo, lo que permite la presentación de imágenes a una resolución muy alta y en color completo, simplicidad en la creación y poco o ningún procesamiento de imágenes adicionales. En algunas circunstancias, como cuando se presenta un par de imágenes para ver a Freeviewing, no se necesita ningún dispositivo o equipo óptico adicional.

La principal desventaja de los espectadores de lado a lado es que las pantallas de imágenes grandes no son prácticas y la resolución está limitada por el medio de exhibición medio o ojo humano. Esto se debe a que a medida que aumentan las dimensiones de una imagen, el aparato de visualización o el espectador mismos deben alejarse proporcionalmente más lejos de ella para verlo cómodamente. Acercarse a una imagen más cerca de una imagen para ver más detalles solo sería posible con el equipo de visualización que se ajustara a la diferencia.

visor de ojos de cruz imprimible

Freeviewing

Freeviewing es ver un par de imágenes de lado a lado sin usar un dispositivo de visualización.

Dos métodos están disponibles para FreeView:

• El método de visualización paralelo utiliza un par de imagen con la imagen de ojo izquierdo a la izquierda y la imagen de ojo derecho a la derecha. La imagen tridimensional fusionada aparece más grande y más distante que las dos imágenes reales, haciendo posible simular convincentemente una escena de tamaño de vida. El espectador intenta mirar a través de las imágenes con los ojos sustancialmente paralelas, como si vieran la escena real. Esto puede ser difícil con la visión normal porque el enfoque ocular y la convergencia binocular se coordinan habitualmente. Un enfoque para desacoplar las dos funciones es ver el par de imagen extremadamente cerca con ojos completamente relajados, no haciendo ningún intento de enfocarse claramente pero simplemente lograr la cómoda fusión estereoscópica de las dos imágenes borrosas por el enfoque "mirad-through", y sólo entonces ejerciendo el esfuerzo de enfocarlas más claramente, aumentando la distancia de visualización como sea necesario. Independientemente del enfoque utilizado o del medio de imagen, para una visualización cómoda y precisión estereoscópica el tamaño y espaciado de las imágenes debe ser tal que los puntos correspondientes de objetos muy distantes en la escena se separan por la misma distancia que los ojos del espectador, pero no más; la distancia promedio interocular es de aproximadamente 63 mm. Ver imágenes mucho más ampliamente separadas es posible, pero debido a que los ojos nunca se sumergen en el uso normal, generalmente requiere algún entrenamiento previo y tiende a causar tensión ocular.
• El método de visualización cruzado cambia las imágenes de los ojos izquierdo y derecho para que se vean correctamente con ojos cruzados, el ojo izquierdo viendo la imagen de la derecha y viceversa. La imagen tridimensional fusionada parece ser más pequeña y más cercana que las imágenes reales, por lo que los grandes objetos y escenas parecen minimizados. Este método es generalmente más fácil para los principiantes freeviewing. Como ayuda a la fusión, se puede colocar una punta de dedo justo debajo de la división entre las dos imágenes, luego lentamente llevada directamente hacia los ojos del espectador, manteniendo los ojos dirigidos a la punta de los dedos; a cierta distancia, una imagen tridimensional fusionada debe parecer estar flotando justo encima del dedo. Alternativamente, un pedazo de papel con una pequeña abertura cortada en él puede ser utilizado de una manera similar; cuando correctamente colocado entre el par de imagen y los ojos del espectador, parecerá enmarcar una pequeña imagen tridimensional.

Las gafas prismáticas y de autosuficiencia ahora están siendo utilizadas por algunos defensores de la visión de ojos cruzados. Estos reducen el grado de convergencia requerido y permiten que se muestren imágenes grandes. Sin embargo, cualquier ayuda de visualización que use prismas, espejos o lentes para ayudar a la fusión o al enfoque es simplemente un tipo de estereoscopio, excluido por la definición habitual de transferencia de transferencia.

fusionar estereoscópicamente dos imágenes separadas sin la ayuda de espejos o prismas, mientras que las manteniendo simultáneamente en un enfoque agudo sin la ayuda de lentes de visualización adecuadas inevitablemente requiere una combinación antinatural de vergencia ocular y alojamiento. Por lo tanto, la transferencia simple no puede reproducir con precisión las señales de profundidad fisiológica de la experiencia de visualización del mundo real. Diferentes individuos pueden experimentar diferentes grados de facilidad y comodidad para lograr la fusión y el buen enfoque, así como las diferentes tendencias a la fatiga o la tensión en los ojos.

autostereogram

Un autostereograma es un estereograma de imagen única (SIS), diseñada para crear la ilusión visual de una escena tridimensional (3D) dentro del cerebro humano desde una imagen bidimensional externa. Para percibir formas 3D en estos autostereogramas, uno debe superar la coordinación normalmente automática entre el enfoque y la vergencia.

Tarjetas estereoscopias y estereográficas

El estereoscopio es esencialmente un instrumento en el que dos fotografías del mismo objeto, tomadas desde ángulos ligeramente diferentes, se presentan simultáneamente, una a cada ojo. Un estereoscopio simple es limitado en el tamaño de la imagen que se puede usar. Un estereoscopio más complejo utiliza un par de dispositivos horizontales similares a periscopios, lo que permite el uso de imágenes más grandes que pueden presentar información más detallada en un campo de visión más amplio. Uno puede comprar estereoscopios históricos como los estereoscopios de Holmes como antigüedades.

Visores de transparencia

A View-Master Model E de los años 50

Algunos estereoscopios están diseñados para ver fotografías transparentes en una película o vidrio, conocidas como transparencias o diapositives y comúnmente llamadas diapositivas . Algunas de las primeras opiniones de estereoscopio, emitidas en la década de 1850, estaban en vidrio. A principios del siglo XX, los portaobjetos de vidrio de 45x107 mm y 6x13 cm eran formatos comunes para la fotografía estéreo amateur, especialmente en Europa. En años posteriores, se usaban varios formatos basados en películas. Los formatos más conocidos para las vistas estéreo emitidas comercialmente sobre la película son Tru-Vue, introducidos en 1931, y View-Master, introducido en 1939 y aún en producción. Para las diapositivas estéreo amateur, el formato estéreo realista, introducido en 1947, es, con mucho, el más común.

pantallas montadas en la cabeza

Un HMD con una fuente de vídeo separada que se muestra delante de cada ojo para lograr un efecto estereoscópico

El usuario generalmente usa un casco o gafas con dos pequeñas pantallas LCD o OLED con lentes de lupa, una para cada ojo. La tecnología se puede usar para mostrar películas, imágenes o juegos estéreo, pero también se puede usar para crear una pantalla virtual . Las pantallas montadas en la cabeza también se pueden combinar con dispositivos de seguimiento de la cabeza, lo que permite que el usuario sea " mirar alrededor " El mundo virtual moviendo la cabeza, eliminando la necesidad de un controlador separado. Realizar esta actualización lo suficientemente rápido como para evitar inducir náuseas en el usuario requiere una gran cantidad de procesamiento de imágenes de computadora. Si se usa la detección de posición de seis del eje (dirección y posición), el usuario puede moverse dentro de las limitaciones del equipo utilizado. Debido a los rápidos avances en gráficos por computadora y la miniaturización continua de video y otros equipos, estos dispositivos están comenzando a estar disponibles a un costo más razonable.

Se pueden usar gafas portátiles o portátiles para ver una imagen transparente impuesta a la vista del mundo real, creando lo que se llama realidad aumentada. Esto se hace reflejando las imágenes de video a través de espejos parcialmente reflectantes. La visión del mundo real se ve a través de los espejos ' superficie reflectiva. Los sistemas experimentales se han utilizado para los juegos, donde los oponentes virtuales pueden echar un vistazo a las ventanas reales a medida que se mueve un jugador. Se espera que este tipo de sistema tenga una amplia aplicación en el mantenimiento de sistemas complejos, ya que puede dar a un técnico lo que es efectivamente " X-X-Ray Vision " Al combinar los gráficos por computadora, la representación de elementos ocultos con la visión natural del técnico. Además, los datos técnicos y los diagramas esquemáticos se pueden entregar a este mismo equipo, eliminando la necesidad de obtener y transportar documentos de papel voluminosos.

Virtual Retintin Muestra

Una pantalla de retina virtual (VRD), también conocida como pantalla de escaneo de retina (RSD) o proyector de retina (RP), que no debe confundirse con A " Retina Display ", es una tecnología de pantalla que dibuja Una imagen de trama (como una imagen de televisión) directamente sobre la retina del ojo. El usuario ve lo que parece ser una pantalla convencional flotando en el espacio frente a ellos. Para la verdadera estereoscopia, cada ojo debe tener su propia pantalla discreta. Para producir una pantalla virtual que ocupa un ángulo visual útilmente grande pero que no implica el uso de lentes o espejos relativamente grandes, la fuente de luz debe estar muy cerca del ojo. Una lente de contacto que incorpora una o más fuentes de luz semiconductores es la forma más comúnmente propuesta. A partir de 2013, la inclusión de medios de escaneo de haz de luz adecuado en una lente de contacto sigue siendo muy problemática, al igual que la alternativa de incrustar una matriz razonablemente transparente de cientos de miles (o millones, para la resolución HD) de fuentes alineadas con precisión de luz colimada.

Un par de gafas de obturador LC solían ver películas XpanD 3D. Los marcos gruesos ocultan la electrónica y las baterías.

Gafas polarizadas circulares RealD

3D Visores

Hay dos categorías de tecnología de visor 3D, activo y pasivo. Los espectadores activos tienen electrónica que interactúan con una pantalla. Los espectadores pasivos filtran corrientes constantes de entrada binocular al ojo apropiado.

activo

Sistemas de obturación

Principio funcional de los sistemas 3D de obturación activa

Un sistema de obturación funciona presentando abiertamente la imagen destinada al ojo izquierdo mientras bloquea la vista del ojo derecho, luego presentando la imagen de ojo derecho mientras bloquea el ojo izquierdo, y repite esto tan rápidamente que las interrupciones hacen No interfire con la fusión percibida de las dos imágenes en una sola imagen 3D. Generalmente usa gafas de obturador líquido. El vidrio de cada ojo contiene una capa de cristal líquido que tiene la propiedad de oscurecer cuando se aplica el voltaje, siendo transparente. Las gafas están controladas por una señal de sincronización que permite que las gafas se oscurecen alternativamente sobre un ojo, y luego el otro, sincronización con la velocidad de actualización de la pantalla. El principal inconveniente de las persianas activas es que la mayoría de los videos y películas en 3D se filmaron con vistas simultáneas de izquierda y derecha, de modo que presenta un paralaje de tiempo de tiempo " Para cualquier cosa que se mueva lateralmente: por ejemplo, alguien que camina a 3.4 mph se verá un 20% demasiado cerca o un 25% demasiado remoto en el caso más actual de una proyección de 2x60 Hz.

pasivo

Sistemas de polarización

Principio funcional de los sistemas 3D polarizados

Para presentar imágenes estereoscópicas, se proyectan dos imágenes superpuestas en la misma pantalla mediante filtros polarizantes o presentadas en una pantalla con filtros polarizados. Para la proyección, se usa una pantalla plateada para que se conserve la polarización. En la mayoría de las pantallas pasivas, cualquier otra fila de píxeles está polarizado para un ojo u otro. Este método también se conoce como entrelazado. El espectador usa anteojos de bajo costo que también contienen un par de filtros polarizantes opuestos. Como cada filtro solo pasa la luz que está polarizada de manera similar y bloquea la luz polarizada opuesta, cada ojo solo ve una de las imágenes, y se logra el efecto.

Sistemas de filtro de interferencia

Esta técnica utiliza longitudes de onda específicas de rojo, verde y azul para el ojo derecho, y diferentes longitudes de onda de rojo, verde y azul para el ojo izquierdo. Los anteojos que filtran las longitudes de onda muy específicas permiten al usuario ver una imagen 3D a todo color. También se conoce como filtrado de peine espectral o Visualización multiplex de longitud de onda o Super-Anaglyph . Dolby 3D usa este principio. El sistema Omega 3D/PanaVision 3D también ha utilizado una versión mejorada de esta tecnología En junio de 2012, el sistema Omega 3D/Panavision 3D fue descontinuado por DPVO Theatrical, quien lo comercializó en nombre de Panavision, citando ″ desafiando las condiciones globales económicas y del mercado 3D ″.

Gafas Anaglyph 3D

Color Anaglyph Systems

Anaglyph 3D es el nombre dado al efecto 3D estereoscópico logrado mediante la codificación de la imagen de cada ojo usando filtros de diferentes colores (generalmente cromáticamente opuestos), típicamente rojo y cian. Los filtros de cyan rojo se pueden usar porque nuestros sistemas de procesamiento de visión utilizan comparaciones de rojo y cian, así como azul y amarillo, para determinar el color y los contornos de los objetos. Las imágenes 3D de Anaglyph contienen dos imágenes de color filtradas de manera diferente, una para cada ojo. Cuando se ve a través del " codificado por color " " gafas de anaglyph ", cada una de las dos imágenes alcanza un ojo, revelando una imagen estereoscópica integrada. La corteza visual del cerebro fusiona esto en la percepción de una escena o composición tridimensional.

Sistema Chromadepth

Gafas ChromaDepth con película similar al prisma

El procedimiento de Chromadepth de la óptica de papel estadounidense se basa en el hecho de que con un prisma, los colores están separados por diversos grados. Los anteojos de Chromadeph contienen láminas de vista especiales, que consisten en prismas microscópicamente pequeños. Esto hace que la imagen se traduzca una cierta cantidad que depende de su color. Si uno usa una lámina de prisma ahora con un ojo pero no en el otro ojo, entonces las dos imágenes vistas, dependiendo del color, están más o menos ampliamente separadas. El cerebro produce la impresión espacial de esta diferencia. La ventaja de esta tecnología consiste por encima de todo el hecho de que uno puede considerar las imágenes de Chromadepth también sin anteojos (por lo tanto, bidimensionales) sin problemas (a diferencia del anaglifo de dos colores). Sin embargo, los colores solo se pueden seleccionar limitadamente, ya que contienen la información de profundidad de la imagen. Si uno cambia el color de un objeto, entonces su distancia observada también se cambiará.

KMQ visor estéreo prismático con extensiones de plástico openKMQ

Método Pulfrich

El efecto pulfrich se basa en el fenómeno de las imágenes de procesamiento de oculares humanos más lentamente cuando hay menos luz, como cuando se mira a través de una lente oscura. Debido a que el efecto pulfrich depende del movimiento en una dirección particular para instigar la ilusión de la profundidad, no es útil como una técnica estereoscópica general. Por ejemplo, no se puede usar para mostrar un objeto estacionario aparentemente que se extiende dentro o fuera de la pantalla; Del mismo modo, los objetos que se mueven verticalmente no se verán como movidos en profundidad. El movimiento incidental de los objetos creará artefactos espurios, y estos efectos incidentales se verán como una profundidad artificial no relacionada con la profundidad real en la escena.

over/en formato

La visualización estereoscópica se logra colocando un par de imágenes uno encima del otro. Los espectadores especiales están hechos para el formato Over/Under que inclina la vista derecha ligeramente hacia arriba y la vista izquierda ligeramente hacia abajo. El más común con espejos es la magia de la vista. Otro con gafas prismáticas es el espectador KMQ. Un uso reciente de esta técnica es el proyecto OpenKMQ.

Otros métodos de visualización sin espectadores

autostereoscopy

El Nintendo 3DS utiliza autostereoscopia barrera paralaje para mostrar una imagen 3D.

Las tecnologías de pantalla autostereoscópica utilizan componentes ópticos en la pantalla, en lugar de usar por el usuario, para permitir que cada ojo vea una imagen diferente. Debido a que no se requiere casco, también se llama " 3D &#34 sin gafas sin gafas. La óptica dividió las imágenes direccionalmente en los ojos del espectador, por lo que la geometría de visualización de visualización requiere posiciones de cabeza limitadas que logren el efecto estereoscópico. Las pantallas automtiscópicas proporcionan múltiples vistas de la misma escena, en lugar de solo dos. Cada vista es visible desde un rango diferente de posiciones frente a la pantalla. Esto permite al espectador mover a la izquierda-derecha frente a la pantalla y ver la vista correcta desde cualquier posición. La tecnología incluye dos clases amplias de pantallas: aquellas que usan el seguimiento de la cabeza para garantizar que cada uno de los dos ojos del espectador vea una imagen diferente en la pantalla, y aquellas que muestran múltiples vistas para que la pantalla no necesite saber dónde los espectadores ' Los ojos están dirigidos. Los ejemplos de tecnología de pantallas autostereoscópicas incluyen lente lenticular, barrera de paralaje, visualización volumétrica, holografía y pantallas de campo de luz.

HOLOGRAFÍA

holográfica láser, en su original " puro " La forma del holograma de transmisión fotográfico , es la única tecnología ya creada que puede reproducir un objeto o escena con un realismo tan completo que la reproducción es visualmente indistinguible del original, dadas las condiciones de iluminación originales. Crea un campo de luz idéntico al que emanó de la escena original, con paralaje sobre todos los ejes y un ángulo de visión muy amplio. El ojo enfoca diferencialmente los objetos a diferentes distancias y los detalles del sujeto se conservan hasta el nivel microscópico. El efecto es exactamente como mirar a través de una ventana. Desafortunadamente, este " puro " La forma requiere que el sujeto esté iluminado por láser y completamente inmóvil, a una fracción menor de la longitud de onda de la luz, durante la exposición fotográfica, y la luz láser debe usarse para ver adecuadamente los resultados. La mayoría de la gente nunca ha visto un holograma de transmisión iluminado por láser. Los tipos de hologramas comúnmente encontrados tienen una calidad de imagen seriamente comprometida para que la luz blanca ordinaria pueda usarse para ver, y los procesos de imagen intermedios no holográficos casi siempre se recurren, como una alternativa al uso de láseres pulsados potentes y peligrosos, cuando los sujetos vivos son fotografiado.

Aunque los procesos fotográficos originales han demostrado ser prácticos para el uso general, la combinación de hologramas generados por computadora (CGH) y pantallas holográficas optoelectrónicas, ambas en desarrollo durante muchos años, tiene el potencial de transformar el sueño de medio siglo de edad de televisión holográfica 3D a una realidad; Hasta ahora, sin embargo, la gran cantidad de cálculo requerido para generar solo un holograma detallado, y el enorme ancho de banda requerido para transmitir una corriente de ellos, ha limitado esta tecnología al laboratorio de investigación.

En 2013, una compañía de Silicon Valley, Leia Inc, comenzó a fabricar pantallas holográficas muy adecuadas para dispositivos móvil la necesidad de gafas.

Pantallas volumétricas

Pantallas volumétricas Use algunos mecanismo físico para mostrar puntos de luz dentro de un volumen. Dichas pantallas usan vóxeles en lugar de píxeles. Las pantallas volumétricas incluyen pantallas multiplanares, que tienen múltiples planos de visualización apilados y pantallas de panel giratorias, donde un panel giratorio barre un volumen.

Se han desarrollado otras tecnologías para proyectar puntos de luz en el aire sobre un dispositivo. Un láser infrarrojo se centra en el destino en el espacio, generando una pequeña burbuja de plasma que emite luz visible.

Imágenes integrales

La imagen integral es una técnica para producir pantallas 3D que son autostereoscópicas y multiscópicas, lo que significa que la imagen 3D se ve sin el uso de gafas especiales y diferentes aspectos se ven cuando se ve desde posiciones que difieren horizontalmente o verticalmente. Esto se logra mediante el uso de una variedad de microlensas (similar a una lente lenticular, pero una matriz X - IY o#34; Fly ' s Eye " Desde una lente objetivo más grande) o agujeros para capturar y mostrar la escena como un campo de luz 4D, produciendo imágenes estereoscópicas que exhiben alteraciones realistas de paralaje y perspectiva cuando el espectador se mueve a la izquierda, a la derecha, hacia arriba, hacia abajo, más cerca o más lejos.

Las imágenes integrales pueden no ser técnicamente un tipo de autostereoscopia, ya que la autostereoscopia aún se refiere a la generación de dos imágenes.

Wiggle Stereoscopy

Wiggle Stereoscopy es una técnica de visualización de imágenes lograda mediante la alteración rápidamente de la visualización de los lados izquierdo y derecho de un estereograma. Encontrado en formato GIF animado en la web, los ejemplos en línea son visibles en la colección de estereograma de la Biblioteca Pública de Nueva York. La técnica también se conoce como " Piku-Piku ".

técnicas de fotografía estéreo

Cámara de TV estéreo moderno

Para la fotografía estéreo de uso general, donde el objetivo es duplicar la visión humana natural y dar una impresión visual lo más cerca posible de estar allí, la línea de base correcta (la distancia entre donde se toman las imágenes derecha e izquierda) estaría lo mismo que la distancia entre los ojos. Cuando las imágenes tomadas con dicha línea de base se ven utilizando un método de visualización que duplica las condiciones bajo las cuales se toma la imagen, entonces el resultado sería una imagen muy igual que la que se vería en el sitio se tomó la foto. Esto podría describirse como " Ortho Stereo. "

Sin embargo, hay situaciones en las que puede ser deseable usar una línea de base más larga o más corta. Los factores a considerar incluyen el método de visualización que se utilizará y el objetivo de tomar la foto. El concepto de línea de base también se aplica a otras ramas de la estereografía, como dibujos estéreo e imágenes estéreo generadas por computadora, pero implica el punto de vista elegido en lugar de la separación física real de cámaras o lentes.

ventana estéreo

El concepto de la ventana estéreo siempre es importante, ya que la ventana es la imagen estereoscópica de los límites externos de las vistas de izquierda y derecha que constituyen la imagen estereoscópica. Si algún objeto, que está cortado por los lados laterales de la ventana, se coloca frente a él, un efecto resulta que no es natural y no es deseable, esto se llama A " Violación de la ventana ". Esto se puede entender mejor volviendo a la analogía de una ventana física real. Por lo tanto, existe una contradicción entre dos señales de profundidad diferentes: algunos elementos de la imagen están ocultos por la ventana, de modo que la ventana aparece tan cerca que estos elementos, y los mismos elementos de la imagen aparecen más cercanos que la ventana. Para que la ventana estéreo siempre debe ajustarse para evitar violaciones de la ventana.

Algunos objetos se pueden ver frente a la ventana, hasta donde no alcanzan los lados laterales de la ventana. Pero estos objetos no pueden verse como demasiado cercanos, ya que siempre hay un límite del rango de paralaje para una visualización cómoda.

Si se ve una escena a través de una ventana, toda la escena normalmente estaría detrás de la ventana, si la escena está distante, estaría a cierta distancia detrás de la ventana, si está cerca, parecería estar más allá de la ventana. Un objeto más pequeño que la ventana en sí podría incluso pasar por la ventana y aparecer parcial o completamente frente a ella. Lo mismo se aplica a una parte de un objeto más grande que es más pequeño que la ventana. El objetivo de establecer la ventana estéreo es duplicar este efecto.

Por lo tanto, la ubicación de la ventana versus la totalidad de la imagen debe ajustarse para que la mayor parte de la imagen se vea más allá de la ventana. En el caso de ver en un televisor 3D, es más fácil colocar la ventana frente a la imagen y dejar que la ventana en el plano de la pantalla.

Por el contrario, en el caso de proyección en una pantalla mucho más grande, es mucho mejor configurar la ventana frente a la pantalla (se llama " ventana flotante "), por ejemplo, para que Los espectadores lo ve a unos dos metros de distancia en la primera fila. Por lo tanto, estas personas normalmente verán el fondo de la imagen en el Infinito. Por supuesto, los espectadores sentados más allá verán la ventana más remota, pero si la imagen se hace en condiciones normales, de modo que los espectadores de la primera fila ven este fondo en el infinito, los otros espectadores, sentados detrás, también verán este fondo en el Infinito, ya que el paralaje de este fondo es igual al interocular humano promedio.

Toda la escena, incluida la ventana, se puede mover hacia atrás o hacia adelante en profundidad, deslizando horizontalmente las vistas del ojo izquierdo y derecho entre sí. Avanzar una o ambas imágenes lejos del centro alejará toda la escena del espectador, mientras que mover una o ambas imágenes hacia el centro moverá toda la escena hacia el espectador. Esto es posible, por ejemplo, si se utilizan dos proyectores para esta proyección.

En los ajustes de la ventana de fotografía estéreo se logra cambiando/recortando las imágenes, en otras formas de estereoscopia, como dibujos e imágenes generadas por computadora, la ventana está integrada en el diseño de las imágenes a medida que se generan.

Las imágenes se pueden recortar creativamente para crear una ventana estéreo que no sea necesariamente rectangular o acostada en un plano plano perpendicular a la línea de visión del espectador. Los bordes del marco estéreo pueden ser rectos o curvos y, cuando se ve en 3D, pueden fluir hacia o lejos del espectador y a través de la escena. Estos marcos estéreo diseñados pueden ayudar a enfatizar ciertos elementos en la imagen estéreo o pueden ser un componente artístico de la imagen estéreo.

usa

Estereografia de ojos cruzados de una representación artística del sistema solar y galaxias cercanas

Si bien las imágenes estereoscópicas se han utilizado típicamente para divertirse, incluyendo tarjetas estereográficas, películas 3D, televisión 3D, videojuegos estereoscópicos, impresiones que usan anaglifo e imágenes, carteles y libros de autostereogramas, también hay otros usos de esta tecnología.

art

Salvador Dalí creó algunos estereogramas impresionantes en su exploración en una variedad de ilusiones ópticas. Otros artistas estéreo incluyen a Zoe Beloff, Christopher Schneberger, Rebecca Hackemann, William Kentridge y Jim Naughten. Las imágenes estereoscópicas de Anaglia Rojo y Cídico también se han pintado a mano.

Educación

En el siglo XIX, se dio cuenta de que las imágenes estereoscópicas brindaban una oportunidad para que las personas experimenten lugares y cosas lejanas, y se produjeron muchos sets de gira, y se publicaron libros que permitieron a las personas aprender sobre geografía, ciencia, historia y otros asuntos. Tales usos continuaron hasta mediados del siglo XX, con la compañía Keystone View produciendo tarjetas en la década de 1960.

Esta imagen, capturada el 8 de junio de 2004, es un ejemplo de una imagen de anaglyph compuesta generada por el Pancam estéreo en el Espíritu, una de las Rovers de Exploración Marte. Se puede ver estereoscópicamente con vasos de filtro rojo/cian adecuados. También está disponible una versión 2D. Cortesía NASA/JPL-Caltech. Las gafas de cian rojo 3D se recomiendan para ver esta imagen correctamente.

Exploración espacial

Los Rovers de exploración de Marte, lanzados por la NASA en 2003 para explorar la superficie de Marte, están equipados con cámaras únicas que permiten a los investigadores ver imágenes estereoscópicas de la superficie de Marte.

Las dos cámaras que componen cada pancam de Rover y#39; S Pancam están situadas a 1,5 m sobre la superficie del suelo, y están separadas por 30 cm, con 1 grado de dedo del pie. Esto permite que los pares de imágenes se conviertan en imágenes estereoscópicas científicamente útiles, que pueden verse como estereogramas, anagifos o procesarse en imágenes de computadora 3D.

La capacidad de crear imágenes 3D realistas a partir de un par de cámaras a la altura de aproximadamente humanos brinda a los investigadores una mayor información sobre la naturaleza de los paisajes que se ven. En ambientes sin atmósferas brumosas o puntos de referencia familiares, los humanos confían en pistas estereoscópicas para juzgar la distancia. Por lo tanto, los puntos de vista de la cámara individual son más difíciles de interpretar. Múltiples sistemas estereoscópicos de cámara como el pancam abordan este problema con la exploración espacial no improvisada.

usos clínicos

Las tarjetas y vectógrafos de estereograma son utilizadas por optometristas, oftalmólogos, ortoptistas y terapeutas de visión en el diagnóstico y tratamiento de la visión binocular y los trastornos acomodados.

Matemática, científica e ingeniería usa

Las fotografías de estereOpair proporcionaron una forma para visualizaciones tridimensionales (3D) de fotografías aéreas; Desde aproximadamente 2000, las vistas aéreas 3D se basan principalmente en tecnologías de imágenes estéreo digital. Un problema relacionado con las imágenes estéreo es la cantidad de espacio en disco necesario para guardar dichos archivos. De hecho, una imagen estéreo generalmente requiere el doble de espacio que una imagen normal. Recientemente, los científicos de la visión por computadora trataron de encontrar técnicas para atacar la redundancia visual de los estereopes con el objetivo de definir la versión comprimida de los archivos STEREOPAIR. Los cartógrafos generan hoy los estereopes utilizando programas de computadora para visualizar la topografía en tres dimensiones. La visualización estéreo computarizada aplica programas de coincidencia estéreo. En biología y química, las estructuras moleculares complejas a menudo se representan en las estereopes. La misma técnica también se puede aplicar a cualquier parámetro matemático (o científico, o ingeniería) que sea una función de dos variables, aunque en estos casos es más común que se cree un efecto tridimensional utilizando A ' distorsionada y #39; malla o sombreado (como de una fuente de luz distante).