Stereoskopische Tiefenwiedergabe
Stereoskopische Tiefenwiedergabe Gibt an, wie die Tiefe eines dreidimensionalen Objekts in a codiert wird stereoskopisch Wiederaufbau. Es braucht Aufmerksamkeit, um eine realistische Darstellung der dreidimensionalen Szenen zu gewährleisten, und ist eine spezifische Instanz der allgemeineren Aufgabe von 3D-Rendering von Objekten in zweidimensionalen Anzeigen.
Tiefe in Stereogrammen
A Stereogramm besteht aus einem Paar zweidimensionaler Rahmen, eines für jedes Auge. Gemeinsam sind die Breiten und Höhen von Objekten; Ihre Tiefe ist in den Unterschieden zwischen dem rechten und dem linken Auge -Ansichten codiert. Die geometrische Beziehung zwischen der dritten Dimension eines Objekts und dieser Positionsunterschiede wird unten dargestellt und hängt von der Position der Stereo-Kamera-Objektive und den Augen des Beobachters ab. Andere Faktoren tragen jedoch zur Tiefe bei, die in einer stereoskopischen Sichtweise beobachtet wird und ob sie dem im tatsächlichen Objekt entspricht; Der Akt des Betrachtens einer stereoskopischen Anzeige verändert häufig die dreidimensionale Wahrnehmung der Beobachter.[1]
Stereoskopische Rekonstruktion
Die Paneele der rechten und linken Augen in einer stereoskopischen Rekonstruktion werden durch Projektion aus den Hauptpunkten der Zwillingsaufzeichnungskamera erzeugt. Die geometrische Situation wird am deutlichsten durch Analyse der Erzeugung der Bildschirme bei einem kleinen kubischen Element der Seitenlänge verstanden dx = dy = dz wird aus der Ferne fotografiert z mit einer Zwillingskamera, deren Objektive eine Entfernung sind a ein Teil.

Im linken Auge des Stereogramms die Entfernung Ab ist die Darstellung der vorderen Gesichtsfläche des Würfels, in der rechten Augenplatte, gibt es zusätzlich BC, Die Darstellung der Tiefe des Würfels, d. H. Der Abschnitt auf dem Bildschirm der Strahlen von den Hauptpunkten der Kameras auf die Rückseite des Würfels. Dieses Intervall berechnet in erster Ordnung zu . (Um das Konto zu vereinfachen, werden die rechten und linken Bildschirme als überlagert angesehen, wie es in a sein würde 3D -Display mit LCD -Schutzbrille.) Daher ist das Tiefen-/Breitenverhältnis der Sicht des Würfels, wie in seiner Darstellung auf dem Betrachtungsbildschirm, verkörpert, ist r = a × dz/z × dx = a/z seit dx = dz und hängt ausschließlich von der Entfernung des Ziels von den Zwillingslinsen und ihrer Trennung ab und bleibt konstant, wobei Änderungen im Maßstab oder Vergrößerung konstant sind. Das Tiefen-/Breitenverhältnis der Tatsächliches Objektist natürlich ist 1.00.
Dieses Stereogramm mit dem Würfel, dessen Tiefen-/Breitenverhältnis mit Aufzeichnungsparametern erfasst worden war ac und zc und im Verhältnis verkörpert Bc/ab = rc= ac/zcwird jetzt von einem Beobachter mit interokularer Trennung betrachtet ao in einiger Entfernung zo. Eine Gesamtskala -Änderung in BC/AB spielt keine Rolle, sondern wenn nicht ro = rc, d.h. ao/zo = ac/zc. Dies repräsentiert keinen Würfel mehr, sondern wird für diesen Beobachter in dieser Entfernung eine Konfiguration, für die
R = rc/ro ...... (1)
d.h., wessen Tiefe ist R mal das eines Würfels.
Tiefenwiedergabe definiert

Die stereoskopische Tiefenwiedergabe r ist ein Maß für die Abflachung oder Ausdehnung der Tiefe für eine Anzeigesituation und ist gleich dem Verhältnis der Tiefenwinkel und Breiten, die im Auge im Stereogrammrekonstruktion eines kleinen kubischen Elements unterbezogen werden. Ein Wert r> 1 sagt, dass das, was gesehen wird, eine erweiterte Tiefe relativ zur tatsächlichen Konfiguration hat.
Ein numerisches Beispiel wird veranschaulichen: Eine Struktur wird von einer Stereokamera mit einer Verschiebung getrennt fotografiert ac = 25cm aus einer Entfernung von 1m, zc = 100. Somit rc = ac/zc = 0,25 und auf den Bildschirmen wird die rechte und linke Darstellung der fernen Kante des Würfels durch ¼ Abstand der Breite getrennt. Dieses Stereogramm wird jetzt aus einer Entfernung von betrachtet 39cm (die Vergrößerung spielt keine Rolle, nur das Verhältnis BC/AB muss von einem Beobachter mit interokularer Entfernung konserviert worden sein) 6.5cm, d. h., ro = 6,5/39 = 0,167. Gemäß Gleichung (1) für diese Ansicht hat die Struktur eine stereoskopische Tiefenwiedergabe durch R = rc/ro = 0,25/0,167 = 1,5, was bedeutet, dass der Beobachter mit der geometrischen Situation nicht eines Würfels, sondern einer Struktur präsentiert wird 1,5 × so tief wie breit. Damit dies ein Würfel wird ro muss sein 0,25 was für einen Beobachtungsabstand auftritt zo = 6,5/0,25 = 26cm.
Dieses Beispiel zeigt, dass eine bestimmte stereoskopische Darstellung für einen bestimmten Beobachter in Tiefenverhältnis (sich in der Tiefe ausdehnt) mit zunehmendem Beobachtungsabstand. Beobachter, die die Zwillingsbilder der Ringe durch freiwillig änderende Konvergenz verschmelzen können, können dies überprüfen, indem sie sich in Richtung des Betrachtungsbildschirms bewegen.
Homomorphe und heteromorphe Wiedergabe
Nur wenn die Aufzeichnungs- und Betrachtungssituationen dasselbe haben r Wert, d. H. Nur dann, wenn ac/zc = ao/zo Wird die Tiefen-/Breitenverhältnisse der tatsächlichen Struktur und ihre Ansicht identisch sein. Diese besondere Bedingung wurde bezeichnet homomorph durch Moritz von Rohr und wurde von ihm mit dem kontrastiert Heteromorph einer, in dem das r Die Werte der stereoskopischen und tatsächlichen Ansichten unterscheiden sich.[2]
Nonveridische Tiefe: Andere Faktoren
Die homomorphe Darstellung mit geometrischen Parametern, die mit dem Original identisch sind, stellt jedoch nicht sicher, dass die Wahrnehmung der Tiefe eines Beobachters in einem stereoskopischen Bild mit der in der tatsächlichen dreidimensionalen Struktur dieselbe ist. Ein Beobachtungsurteil über die offensichtliche Disposition von Objekten im Weltraum hängt von vielen anderen Faktoren ab als den geometrischen, die sich auf die Winkel beziehen, die von den Komponenten an den beiden Augen unterbekommen sind. Dies wurde in der klassischen Studie von Wallach und Zuckerman gut beschrieben, die darauf hinwiesen, dass die Tiefe in der Ansicht durch Ferngläser verkürzt erscheint.[3] Szenen erscheinen durch Feldgläser abgeflacht, selbst nicht prismatische ohne künstliche Erweiterung der Basi r Wert unverändert.
Im Gegensatz zu den oben genannten Regeln zur Berechnung der Berechnung der geometrisch definierte stereoskopische Tiefenwiedergabe, die, die wahrgenommen Tiefe beinhaltet Faktoren - Kontext, frühere Erfahrung -, die individuell und nicht mit dem gleichen Grad an Allgemeinheit spezifisch sind. Der Chef unter ihnen ist die Entfernung, in der die Konfiguration dem Betrachter erscheint. Dies ist keineswegs festgelegt: die subjektiv z ist nur vage mit der tatsächlichen Objektdistanz zusammenhängen, wie es offensichtlich beim Beobachten ist 3D -Film. Weil scheinbare Entfernung die Hauptquelle für die Größe der Objektgröße ist (Größe oder Subjektive Konstanz), Beobachterberichte über die wahrgenommen Tiefen-/Breitenverhältnis kann erheblich von berechneten Werten abweichen.[4][5][6] Andererseits bestätigen jüngste Untersuchungen, dass die relativ Tiefen, die in dreidimensionalen Konfigurationen zu sehen sind, skalieren mehr oder weniger proportional zur stereoskopischen Tiefenregelung, die innerhalb des rein geometrischen Rahmens angekommen ist.[7]
Verweise
- ^ Westheimer, Gerald (2011). "Dreidimensionale Displays und Stereo-Vision". Proc. Roy. SOC. B, 278, 2241-2248. doi:10.1098/rspb.2010.2777.
- ^ v. Rohr, Moritz (1907). Die Binokularen Instrumente. Berlin: Julius Springer.
- ^ Wallach, H. und Zuckerman, C. (1963). "Die Konstanz der stereoskopischen Tiefe". Bin. J. Psychol., 76, 404–412.
- ^ Gogel, W.C. (1960). "Wahrgenommene Frontalgröße als Bestimmer der wahrgenommenen Fernglasentiefe". J. Psychol., 50, 119–131.
- ^ Foley, J. M. (1968). "Tiefe, Größe und Entfernung des stereoskopischen Sehens". Psychophys wahrnehmen, 3, 265–274.
- ^ Johnston, E.B. (1991). "Systematische Form der Form von Stereopsis". Visionsforschung, 31, 1351–1360.
- ^ Westheimer, Gerald (2011). "Tiefenwiedergabe von dreidimensionalen Displays",", J. Opt. SOC. Bin. EIN 28, 1185–1190.