Практически все люди имеют бинокулярное зрение. Благодаря зрению двумя глазами мы видим объемное изображение, оцениваем расстояние между предметами, удаленность их от нас. Именно благодаря этой способности мы можем видеть стереограммы.
Как научиться видеть стереограммы
Для того чтобы научиться рассматривать стереокартинки, вам нужен цветной принтер или монитор компьютера. Эффект стереоскопического изображения определяется возможностями человеческого зрения. Здоровый человек фиксирует оба глаза на определенном предмете, и полученные каждым глазом данные мозг сопоставляет в одно целое, таким образом образуя единую картинку. Благодаря этому мы видим мир не плоским, а объемным.
Научиться смотреть стереограммы просто. Нужно приблизиться вплотную к стереокартинке, настолько близко, чтобы фокусировка стала невозможной. Затем нужно постепенно отодвигаться от картинки. Одни элементы изображения будут постепенно отодвигаться, другие - приближаться, пока не получится трехмерное изображение. При этом желательно не бегать глазами по картинке, не моргать, иначе эффект исчезнет и просмотр будет нужно начать сначала.
Для того чтобы научиться видеть стереограммы, можно использовать второй вариант, который предполагает расфокусировку взгляда. Расположите распечатку стереокартинки или экран перед собой, смотрите вперед, но не на изображение, а сквозь него, вдаль. Медленно плавно приближайте и отдаляйте изображение, пока не заметите на нем изменения. Также можно свести взгляд к переносице, а затем как бы прояснять зрение, смотреть вдаль, и изображение также будет видно трехмерным. Не у всех получается сразу, поскольку человек всю жизнь сознательно учится зрение фокусировать на предмете, и разучиться этому порой сложно.
Проще всего учиться различать стереограммы, начиная с простых картинок, на которых изображены две точки или черточки. При этом зрение нужно расслаблять так, чтобы получилось не две точки, а три. Можно брать простые стереокартинки, где необходимо соединить взглядом два изображения в одно.
Стереограммы получили большую популярность еще в прошлом , и сегодня они не утрачивают популярность. Это довольно забавное развлечение, хоть и существует мнение, что не все способны увидеть изображение, спрятанное на стереокартинке. Но на самом деле каждый человек, имеющий достаточное качество зрения обоими глазами, способен увидеть стереокартинку.
Как увидеть стереограмму: инструкция
- Сядьте удобно и расслабьтесь.
- Приблизьте стереокартинку к глазам вплотную.
- Не старайтесь увидеть изображение, сфокусировавшись на нем - глаза должны быть расслаблены.
- Плавно отдаляйте от себя изображение. Не фокусируйтесь ни на чем.
- Когда картинка будет на определенном расстоянии, ее детали наложатся друг на друга, и начнет формироваться трехмерная картинка.
- Если формирующееся изображение вы никак не можете поймать, подвигайте взглядом вверх-вниз.
- Когда вы увидите картинку, удержать изображение уже очень легко.
Не волнуйтесь, если не получается сразу увидеть картинку. Если раньше никогда проблем с бинокулярным зрением у вас не было и оба глаза четко видят, рассмотреть стереограмму обязательно получится.
Каждый человек обладает бинокулярным зрением, если конечно, его зрительный аппарат работает правильно. Под данным понятием скрывается способность видеть картинку одновременно двумя глазами. В результате чего мы получаем объемное изображение, можем определить расстояние до предмета. Подобная особенность органа зрения позволяет человеку рассматривать стереокартинки. Такая тренировка для глаз идеально подходит тем, кто много времени проводят за компьютером.
Под данным определением скрываются плоские изображения, которые при правильной фокусировке органа зрения преобразуются в объёмные картинки. Почему так происходит? Давайте разберемся вместе.
Все люди смотрят на окружающие предметы двумя глазами. Но попробуйте взглянуть на любой объект сначала одним оком, затем вторым. Заметили, что каждое из них смотрит на него под разным углом? Головной мозг получает две разрозненные картинки и соединяет их.
А можно ли обмануть главный орган центральной нервной системы? Посмотрите на рисунок с идентичными (имеющими минимальное различие) фрагментами. В этом случае мозг, как правило, неверно соединяет углы и совмещает некорректные точки. В итоге, человек видит то, чего на самом деле на картинке нет. Причем он будет лицезреть не плоский рисунок, а объемное изображение.
Стереокартинки создают параллельным или перекрестным методом. Смотреть их также нужно по-разному: для параллельных рисунков взор фокусируется за изображением, для перекрестных перед ним.
Польза стереокартинок
Прежде всего, просмотр подобных рисунков – это увлекательное времяпрепровождение, оказывающее положительное воздействие на глаза. Некоторые не рассматривают стереокартинки, опасаясь, что подобное занятие нанесет вред органу зрения. И совершенно напрасно! От рисунков вы получите только пользу, ведь это своеобразная альтернатива гимнастики для глаз.
При рассмотрении картинок, орган зрения вынужден изменять привычную фокусировку и искать новую «точку опоры». Это помогает на протяжении долгих лет сохранить остроту глаз. 3D изображения активируют кровообращение, устраняют напряжение с мускулатуры органа зрения и нормализуют работу системы аккомодации.
Подобное времяпрепровождение рекомендовано людям, страдающим от офтальмологических заболеваний (например, миопия, гиперметропия или астигматизм). В процессе рассмотрения рисунков улучшается координация органа зрения, он учится фокусироваться на конкретном объекте.
Есть ли вред от стереокартинок
Нет! Но если рассматривать изображения на старом компьютере, где картинка формируется с помощью электронно-лучевой трубки, то навредить зрению можно. Подобные дисплеи вообще несут мало пользы для здоровья человека, не говоря уж о применении их для просмотра стереокартинок.
Если у вас подробный ПК, то лучше распечатайте рисунки на бумажном носителе. От них 100% нет никакого вреда для здоровья органа зрения.
Как научиться смотреть стереокартинки
Выделяют несколько способов увидеть спрятанное изображение:
- Рассматривайте рисунок с максимально близкого расстояния, постепенно отодвигая его от глаз. При этом фокусировка должна остаться статичной, т.е. картинка удаляется на двадцать сантиметров, а кажется будто она по-прежнему находится возле лица;
- Расположите изображение на расстоянии семьдесят сантиметров, поднесите к нему указательный палец и медленно отодвигайте его. Перемещайте его до тех пор, пока не увидите четкий рисунок;
- Смотрите на картинку расфокусированным взором, не всматриваясь в мелкие элементы. Продолжайте до тех пор, пока не увидите изображение.
Также есть несколько нюансов рассмотрения скрытых рисунков в зависимости от их типа.
Как смотреть параллельные стереокартинки
Главная особенность заключается в том, что при рассматривании скрытых изображений взор нужно сфокусировать не на рисунке, а позади него. При этом линия зрения каждого ока идет параллельно друг другу. Разглядеть подобные картинки можно следующим образом:
- Расфокусируйте взор и постарайтесь смотреть сквозь дисплей монитора. Каждый глаз должен взирать прямо. С одной стороны методика очень проста, с другой — требуется тренировка, чтобы разглядеть изображение. Главное, понять принцип работы с рисунками, потом будет намного легче;
- Поднесите картинку максимально близко к лицу, затем потихоньку отстраняйтесь от монитора, не меняя фокусировки. Достигнув дистанции в тридцать сантиметров, изображение должно проявиться;
- Если ни один из вышеперечисленных методов не помогает, попробуйте взять стекло и приложить к рисунку. Если дисплей глянцевый можно обойтись и без дополнительных приспособлений. Всмотритесь в свое лицо, отраженное на мониторе. И медленно отстраняйтесь от дисплея.
Основная часть рисунков создается именно параллельным способом.
Как смотреть перекрестные стереокартинки
В этом случае фокусировка должна располагаться между органом зрения и изображением, т.е. глаза смотрят как бы крест-накрест. Правое око взирает в левую сторону, а левое в противоположную сторону. Рассмотреть перекрестные стереокартинки помогут следующие способы:
- Отстранитесь от дисплея на расстоянии вытянутой руки. Примерно на середине дистанции разместите между глазами и рисунком ручку или палец. Смотрите на него, пока спрятанное изображение не проявится;
- Нанесите на стекле точку, поместите его между глазами и картинкой и сосредоточьте взор на отметине.
Сравнение параллельной и перекрестной стереокартинок
Если у вас получается рассмотреть оба типа картинок, то можно провести забавный эксперимент, чтобы понять в чем заключается различие. Посмотрите на изображение, выполненное с помощью разных техник, и оцените, как оно смотрится в стереоэффектах.
Параллельная картинка (сосредоточьте взор за рисунком)
Перекрестное изображение (сфокусируйте взгляд перед картинкой)
Стереокартинки для начинающих
Для новичков рекомендовано подбирать несложные изображения. Если появятся неприятные ощущения или закружится голова, то стоит прервать упражнение. Предлагает вашему вниманию один из самых простых методов, как научиться рассматривать простые стереокартинки (парные):
- Возьмите карандаш и придвиньте его конец к монитору ноутбука. Он должен располагаться посредине изображения;
- Медленно отодвигайте предмет, приближая его глазам. При этом взор сосредоточен на конце карандаша. Одновременно нужно захватить в поле зрения рисунок, находящийся позади предмета. Важный нюанс: вы смотрите на одно, взглядом отслеживая другое;
- Через некоторое время левая и правая девушка начнет раздваиваться и перед глазами будет четыре прекрасные дамы. Но в определенный момент произойдет наложение рисунков. Важно поймать миг, когда девушек станет трое. Если смотреть на дисплей с расстояния пятьдесят сантиметров, то подобное явление произойдет, когда карандаш будет посередине между глазами и монитором. Важно правильно держать голову, если ее немного наклонить, то совмещение картинок не произойдет. Поскольку одна из них будет выше другой;
- На завершающем этапе уберите карандаш и постарайтесь настроить резкость рисунка.
Ниже представлены стереокартинки с ответами, на которых вы сможете потренироваться в свободное время.
Изображение №1. Олени
Стереокартинки №2. Снеговик
Что такое стереограмма
Принцип работы стереоизображения основан на свойстве человеческих глаз оценивать расстояние до предметов.
Стереоизображение в человеческом мозге образуется путем совмещения картинок, полученных от обоих глаз, и угла, под которым сходятся линии наблюдения, идущие от глаз к объекту. На основании этих данных мозг и определяет степень удаления объекта от глаз.
Фактически стереограмма обманывает мозг , подставляя ему для анализа фальшивое изображение, составленное с учетом особенностей человеческого восприятия.
Создается такое стереоизображение с помощью двух исходных картинок. Одна представляет собой карту глубины объекта, а вторая может быть простой фоновой текстурой, выбранной на вкус художника.
Основная сложность в создании стереограммы - правильная прорисовка карты глубины, представляющей собой черно-белое изображение с 256 градациями серого цвета. Чем светлее точка, тем «ближе» она будет при просмотре готовой стереограммы. С помощью компьютерного алгоритма происходит совмещение двух изображений для получения трехмерного эффекта при рассмотрении картинки определенными методами.
Благодаря простоте принципа стереограммы можно копировать на ксероксе, печатать на принтере и даже посылать по факсу - при тиражировании изображений их волшебство не теряется.
Как научиться видеть стереоизображение
Главное, что нужно для того, чтобы увидеть стереограмму , - это умение управлять фокусировкой зрения и движением глаз.
Изображение можно рассматривать прямо на экране монитора или в распечатанном виде. Принтер может быть как цветным, так и черно-белым.
Первый способ
Представьте, что вы смотрите на свое отражение на картинке.
Изображение должно стать расплывчатым , и именно этот эффект вам и нужен: без «расплывчатости» не появится и трехмерное изображение.
Сосредоточьтесь на своем отражении и расслабьтесь.
Через некоторое время вы увидите, что с картинкой что-то начинает происходить. Вскоре должно появиться объемное изображение.
Со временем вы научитесь распознавать трехмерное изображение все быстрее и четче.
Второй способ
Смотрите на картинку, не фиксируя своего внимания на конкретной точке . Расслабьтесь, не напрягайте зрение.
Через некоторое время вы увидите, что с картинкой что-то начинает происходить: она понемногу изменяется.
Нужно подождать, не напрягая зрения.
Как правило, сначала возникает рельефное изображение какой-либо части рисунка. Продолжайте смотреть, не фокусируя зрение на какой-либо точке, и вы увидите рельефное изображение полностью.
Третий способ
Поднесите картинку как можно ближе к глазам . Вы увидите расплывчатое изображение.
Пусть глаза привыкнут к нему.
Не изменяя направления взгляда, медленно отодвигайте картинку от лица.
Примерно на расстоянии вытянутой руки вы увидите объемное изображение.
сли с первого раза не получается, проделайте все заново.
Таким образом, основное правило - не фокусировать зрение в одной точке : рисунок должен быть нечетким.
Не расстраивайтесь, если с первого раза у вас ничего не получится, продолжайте попытки.
Попробуйте также следующий способ:
1. Вначале вы видите две полоски, как на рис.1.
2. Расфокусировав зрение, вы увидите четыре полоски, как на рисунке 2.
3. Поскольку мозг привык к тому, что изображение должно быть четким, вы увидите либо три полоски (рис.3), либо две (рис.1). Если вы видите две, начните все сначала.
Когда вам удастся увидеть три полоски (рис.3), потихоньку переведите взгляд в нижнюю часть картинки. Изображение будет напоминать отражение в зеркале.
Подождите, пока глаза привыкнут к нему. Перед вашим взглядом должна появиться трехмерная фигура . После нескольких упражнений полоски вам больше не понадобятся.
Как изготовить стереограмму самостоятельно
С помощью простого домашнего компьютера можно изготавливать стереограммы самостоятельно .
В этом вам помогут программы наподобие Easy Stereo, 3DMiracle и другие программы для создания стереограмм представленных на нашем сайте в разделе стереограммы.
Easy Stereo более проста в обращении и подойдет каждому домашнему пользователю. Программа отличается не только удобным управлением, но и поддержкой как растровых (*.bmp) карт глубины, так и самостоятельной отрисовкой их из файлов 3D Studio (*.3ds).
Конечно, трехмерные модели намного предпочтительнее готовых карт: их можно вращать и выбирать нужные ракурсы. Можно использовать диск с 3D-моделями или скачать бесплатные модели из Интернета: полученной коллекции стереограмм вам хватит надолго.
Разработчики из Urry Software Lab разделили процесс создания стереограммы на две части:
3DMonster занимается изготовлением карт глубины файлов *.3ds, а 3DMiracle трансформирует их в готовые стереоизображения.
Основное преимущество данного комплекта - возможность создания не только статических , но и анимированных стереограмм. (Фактически программа просто рендерит последовательность стереограмм, которые затем объединяет в видеофайл формата *.avi. Научиться смотреть такие картинки немного сложнее, чем статические, однако и эффект от их просмотра несравнимо больший.
СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ (пространственное изображение) - изображение предмета, к-рое представляется наблюдателю объёмным (трёхмерным), передающим форму изображаемых объектов, характер их поверхности, взаимное расположение в пространстве и др. внеш. признаки. Возникает С. и. в сознании человека в результате слияния в единый зрительный образ двух плоских изображений стереопары , рассматриваемых раздельно каждым глазом. Каждое из двух изображений стереопары представляет собой центр. проекцию объекта (полученную, напр., фотографированием) с правой и левой точек зрения, разнесённых по горизонтали на нек-рое расстояние, называемое стереобазисом. Изображение объекта, полученное с правой точки, должно рассматриваться правым глазом, а изображение, полученное о левой точки,- левым глазом. Простейшим прибором для такого рассматривания является стереоскоп. Т. к. правое и левое изображения стереопары представляют собой разные ракурсы объекта, то при оптич. наложении друг на друга они совмещаются не полностью, изображения разноудалённых точек объекта оказываются смещёнными вправо или влево относительно друг друга, образуя горизонтальный линейный параллакс. Величина параллакса зависит от удалённости наблюдаемой точки изображения. Если точка правого изображения в плоскости совмещения оказывается правее левого изображения этой точки, то параллакс считается положительным и пространственное положение слитного образа этой точки в С. и. будет представляться расположенным за плоскостью совмещения; если точка правого изображения расположена левее точки левого изображения, то параллакс считается отрицательным и слитное изображение точки оказывается перед плоскостью совмещения; при параллаксе, равном нулю, слитный образ формируется в плоскости совмещения.
Оптич. наложение правого и левого изображений стереопары друг на друга осуществляется селективной проекцией или печатью этих изображений, позволяющими в то же время посредством спец. фильтров выделять каждое изображение из их «смеси» для предъявления его предназначенному глазу. В зависимости от способов фильтрации изображений различают следующие способы воссоздания С. и.: очковые - анаглифический, поляризационный, эклипсный; безочковые (растровые) - одностереопарные и многоракурсные.
Очковые методы наблюдения стереоскопического изображения В анаглифическом
методе воспроизведения С. и. (рис. 1) используется спектральная сепарация
изображений стереопары. В этом случае одно из изображений стереопары, напр.
правое , печатается
на экране Е
красной краской, а левое изображение
, налагаясь на красное, печатается зелёной краской. Тогда, рассматривая
изображения через цветные очки, левым глазом L
через красный светофильтр
F 1
увидим тёмный силуэт зелёного изображения
, а правым глазом R
через зелёный светофильтр увидим тёмный силуэт
только красного изображения
Слитный образ точек
и, соответственно
фиксируемых правым R
и левым L
глазом, будет виден на пересечении
линий их визирования в точке А
перед экраном Е
. Аналогично
визуальное слияние точек
и, видимых
правым и левым глазом, создаёт образ точки В
, лежащей за экраном
Е
. Т. о., точки А
и В
окажутся пространственно разнесены.
Этот метод легко реализуется и широко используется для получения С. и.
в полиграфии, кино, телевидении, однако он не позволяет воспроизводить
цветные объёмные изображения (см. также Анаглифов метод
).
Рис. 1. Анаглифическая система синтезирования пространственного образа АВ при рассматривании на экране Е изображений стереопары и, соответственно правым R и левым Z. глазом через сепарирующие очки с цветными фильтрами F 1 , F 2
Поляризационный метод может быть использован для проекц. воспроизведения цветных С. и. Левое и правое изображения стереопары проецируются на экран лучами поляризов. света с плоскостями , ориентированными взаимно перпендикулярно для правого и для левого изображений. В качестве экрана служат недеполяризующие свет металлизированные поверхности или матированные прозрачные листы. Рассматривают изображения на экране через очки с поляризац. светофильтрами ,при этом плоскости поляризации светофильтров, находящихся перед правым и левым глазом, ориентируют соответственно параллельно плоскостям поляризации лучей, проецирующих правое и левое изображения стереопары. Этот метод применяется для реализации стереокино.
Эклипсный метод использует временную фильтрацию (поочерёдное рассматривание) правого и левого изображений стереопары. Правое и левое изображения в чередующемся порядке проецируются на экран и вместе с этим синхронно перед правым и левым глазом открываются и закрываются заслонки в очках, через к-рые зритель поочерёдно видит правым глазом правое изображение стереопары, левым глазом - левое изображение. Недостатком этого метода являются мерцания С. и., заметные при малой частоте ("100 Гц) смены правых и левых кадров на экране. Однако и при малой частоте смены кадров (вплоть до единицы Гц) стереоэффект сохраняется, и поэтому метод находит применение в тех случаях, когда этим недостатком можно пренебречь, в частности в рентгенотехнике.
При решении практич. задач возможно комбинирование систем воспроизведения
С. и. Такой симбиоз эклипсного метода с поляризац. методом предложен для
реализации стереоскопич. телевидения. В данном случае (рис. 2) на экране
2
телевизора 1
последовательно во времени экспонируются правые
и левые изображения стереопары, а наблюдение С. и. ведётся через поляризац.
очки 8
со взаимно перпендикулярно ориентированными плоскостями поляризации
фильтров F 1
и F 2
. Перед экраном телевизора
устанавливается управляемый транспарант, состоящий из листа 3
и жидкокристаллич. модулятора света, выполненного из двух прозрачных
проводящих пластин 4
и 6
, между к-рыми расположен парафазный
жидкокристаллич. слой 5
. При подаче от коммутатора 7 электрич. управляющих
импульсов к пластинам 4
и 6
происходят повороты плоскости
поляризации лучей, проходящих через транспарант, на 90° то в одну, то в
др. сторону. В те временные интервалы, когда та или иная фаза поляризации
совпадает с экспозицией соответственно правых или левых кадров С. и. на
экране телевизора, через поляроидные фильтры F 1
и F 2
очков можно попеременно видеть правым глазом последовательности только
правых кадров стереопары, а левым глазом - только левых кадров. Это обеспечивает
зрительное восприятие пространственного образа С. и. на телевиз. экране.
Рис. 2. Система телевизионного воспроизведения стереоскопического изображения с поочерёдным предъявлением правых и левых кадров на экране 2 телевизора 1 и с их рассматриванием через управляемый транспарант 3-6 и поляроидные очки 8 .
Безочковые методы воспроизведения стереоскопического изображения
В таких методах для сепарации правого и левого изображений стереопары
используют растровые оптические системы
,создающие перед экраном
зоны избират. видения, из к-рых правым и левым глазом можно увидеть раздельно
соответствующие изображения стереопары. Этот принцип автостереоскопии пояснён
на рис. 3. Если перед фотопластинкой Е
укрепить щелевой растр F
и с нек-рого расстояния из точки А 0
спроецировать
через растр на фотопластинку одно из изображений стереопары, напр. левое,
то после проявления пластинки можно будет увидеть это растрированное изображение
(обозначенное на рис. чёрными точками), наблюдая через тот же растр из
положений A 0 , А 1 , А 2
и т. д., лежащих
на прямой YY
. Области А 0 , А 1 , А 2 ,..
. можно назвать зонами избирательного видения левого изображения. Одноврем.
с левым изображением стереопары можно напечатать на фотоплёнке Е
правое
изображение, проецируя его из точки В 0
, лежащей на прямой
YY
и сдвинутой вправо от точки А 0
на величину
межзрачкового базиса. Элементы этого изображения, отмеченные на ЕЕ
белыми
кружочками, будут видны соответственно из зон избират. видения правого
изображения В 0 , B 1 B 2 ..
. Наблюдать
слитное С. и. в данном случае можно свободно из каждой пары зон А 0 В 0 ,
А 1 В 1 ,А 2 В 2
и т. д.
Рис. 3. Принцип автостереоскопического воспроизведения пространственных изображений через щелевой растр F .
Показ автостереоскопич. изображения для большой аудитории может осуществляться
с помощью радиального растрового стереоэкрана, называемого также перспективным
(рис. 4). Особенностью стереоэкрана является то, что плоскость экрана Е
и плоскость щелевого растра F
, расположенного перед ним, наклонены
друг к другу под небольшим углом, так что в своём продолжении они пересекаются
по горизонтальной прямой Y 0 Y 0
. Щели растра
направлены радиально к центру О
, лежащему на прямой Y 0 Y 0
. Если из какой-либо точки А 0
направить на экран Е
световой пучок, то свет, проходящий через щели растра k, l, т, п
, образует на экране Е
картину полос k"
, l"
, т",
п"
, также радиально сходящихся к центру О
. Световые плоскости,
проходящие через щели растра, пересекаются по прямой ОA 1
из каждой точки к-рой можно увидеть через все щели освещённый экран, т.
с. эта прямая представляет собой фокальную линию избирательного видения.
Если период следования щели у растра в его сечениях, параллельных прямой
Y
0 Y 0
, постоянен, то такими же линиями
избират. видения являются и прямые OB 1 ОВ 2 , ОВ 3
, образуемые световыми лучами, отражёнными от освещённых полос экрана,
напр, от полосы Ok"
через соседние щели растра Оl, От, On,..
. Точки А!, А 2 , А 3
и др. располагаются на
прямой YY
, параллельной Y 0 Y 0
и проходящей
через точку А 1
.
Рис. 4. Система проекционного воспроизведения стереоскопического изображения для безочкового (автостереоскопического) наблюдения пространственного изображения на радиальном растровом экране одновременно многими зрителями .
Проецируя из др. точки В 1 , расположенной на прямой YY , на экран др. пучок света, можно создать новую серию линий избират. видения OB 1 , ОВ 2 , ОВ 3 и т. д., расположенных в одной плоскости с линиями OA i . Все линии избират. видения образуют плоскость, называемую плоскостью избирательного видения.
Проецируя на экран из точки A 1 правое, а из точки B 1 левое изображение стереопары, можно создать в плоскости OYY условия для раздельного видения правого и левого изображений избирательно правым и левым глазом соответственно из зон ОА i и ОВ i .
Очевидно, заменяя щели растра F цилиндрич. (конич.) линзами, можно сузить световые полоски от источника света на экране за растром и таким образом повысить разрешающую способность стереоэкрана. Благодаря этому на линзово-растровый стереоэкран с линии YY можно проецировать не одну пару ракурсов (стереопару), а большое число ракурсов объекта, сфотографированных с горизонтального ряда точек (напр., точек 1, 2, 3, 4,...), сдвинутых так, чтобы точка 2 была левее 1, точка 3 левее 2, точка 4 левее 3 и т. д. В этом случае в плоскости избират. видения OYY образуются смежно расположенные зоны, из любой пары к-рых можно наблюдать на экране С. и., рассматривая его в разных ракурсах.
Реализация такого рода многоракурсного С. и. возможна в разл. системах
отображения визуальной информации, и в частности на экране электроннолучевой
трубки прибора (рис. 5). Электронный прожектор 1 проецирует через растр-решётку
G
на люминесцентный экран Е
изображение объекта, видимое
с левой точки; прожектор 2 проецирует изображение, соответствующее правой
точке; прожектор 3
- ещё более правой точке; прожектор 4
- крайней
правой точке. Электронные лучи от каждого прожектора, проходя через узкие
щели решётки G
, падают на разл. участки экрана Е
, вызывая
свечение своего растрового изображения. Так, напр., лучи от прожектора
1
вызывают свечение участков экрана, обозначенных на рис. 5 чёрными
кружками, а от прожектора 4
- светлыми кружками. Установленный с
др. стороны экрана линзовый растр R
собирает от точек
экрана, освещённых прожектором 1
, в зону 1"
, от прожектора
2
- в зону 2"
, прожектора 3
- в зону 3"
, прожектора
4
- в зону 4"
. Вдоль оси YY
образуются зоны избират.
видения смежных ракурсов объекта, из любой пары к-рых можно наблюдать пространственный
образ объекта. Вдоль оси YY
образуются также дополнит. зоны избират.
видения идр.,
позволяющие наблюдать С. и. одноврем. многим зрителям.
Рис. 5. Схема автостереоскопического формирования многоракурсного пространственного изображения на экране электронно-лучевой трубки, наблюдаемого через линзовый растр .
Подобный метод используется при изготовлении многоракурсных полиграфич.
С. и., рассматриваемых через склеенный с отпечатком линзовый растр. При
этом объект фотографируют с разных сторон фотокамерой, движущейся вокруг
него (рис. 6). Съёмка ведётся на фотоматериал Р
, прикрытый линзовым
растром R
и, в свою очередь, сдвигаемый во время съёмки на величину
периода (шага) линзового растра, для того чтобы распределить на фотоматериале
раздельную запись последоват. ракурсов в виде кодированных дорожек. (Создаётся
т. н. параллаксограмма, стереоскопически считываемая через декодирующий
линзовый растр.).
Рис. 6. Панорамная съёмка параллаксограммы многоракурсных стереоизображений непрерывно движущейся фотокамерой на фотоматериал через линзовый растр .
Дальнейшим развитием многоракурсных С. и. является интегральная фотография, позволяющая записывать изменение ракурсов объекта одновременно, как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном (см. Растровые оптические системы ).
Наиб. существ. отличием многоракурсных С. и. от одностереопарных является то, что первые создают более комфортные условия для наблюдения объёмного изображения и сохраняют неизменность пространственных соотношений картины при относит. перемещениях наблюдателя, тогда как при наблюдении одностереопарного С. и. глубина и форма наблюдаемой картины меняются в зависимости от дистанции и местоположения наблюдателя.
Лит.: Власенко В. И., Полиграфическое производство стереоизображений с линзовым растром, М., 1978; Мамчев Г. В., Стереотелевидение, М., 1982; Валюс Н. А., Стерео: фотография, кино, телевидение, М., 1986; Дудников Ю. А., Рожков Б. К., Растровые системы для получения объемных изображений, Л., 1986; Касс К., Касс А., Практическая стереофотография, Минск, 1987. Н. А. Валюс .
Стереоскопическое изображение компьютерное
Появление персонального компьютера, снабжённого сканером и высококачеств. принтером (размер точки 1/300 дюйма), позволило конструировать компьютерные стереокарточки и стереослайды (аналогичные обычным стереофотографиям и стереослайдам) и создавать объёмные компьютерные копии реальных объектов. Однако это возможно только в том случае, когда известна трёхмерная структура объекта или сцены, С. и. к-рых надо построить.
Примером объекта с известной структурой является любая макромолекула
(молекула белка, нуклеиновой кислоты и т. п.), пространственная форма и
размеры к-рой известны (обычно их находят методами рентгеновского структурного
анализа)
. Для построения С. и. молекул выбирают такую систему координат,
начало отсчёта к-рой находится в центре тяжести молекулы (заранее найденном),
ось X
проходит горизонтально (параллельно прямой, соединяющей зрачки
глаз наблюдателя), ось Z
проходит вдоль направления наблюдения,
а ось Y
перпендикулярна им обеим. В этой системе отсчёта атом с
координатами х, у, z
будет виден левым глазом так, как если бы он
находился в плоскости в точке с координатами
гда L
- расстояние до центра молекулы, d
- расстояние
между зрачками; соответственно для правого глаза:
Поэтому одним из вариантов построения стереопары на мониторе компьютера
будет изображение левой и правой точек и Л, v
и и П,
v:
где х 0 , y 0 - координаты центра монитора, R - расстояние между правой и левой половинами стереопары, - масштабный фактор, определяющий размер С. и.
Если построена последовательность компьютерных стереопар, то на мониторе компьютера можно наблюдать стереофильмы (невооружённым глазом либо с помощью стереоскопа).
Возможность построить стереопару по картине или рисунку художника зависит от того, использовались ли художником законы перспективы . Если на рисунке, выполненном с использованием прямой перспективы, ясно видна точка перспективы, можно найти предполагаемые пространственные координаты всех точек С. и. При построении стереопары пейзажа можно отд. объекты пейзажа вынести в разные параллельные плоскости, в разл. степени удалённые от зрителя.
На рис. 7 приведена компьютерная стереопара, построенная по картине
В. А. Серова «Ида Рубинштейн».
Рис. 7 .
Построение С. и. невидимого. В окружающем мире имеется целый ряд измеряемых, но не видимых человеческим глазом физ. величин, пространственное распределение к-рых часто необходимо знать в практич. целях. К таким величинам относятся, напр., интенсивность гамма-излучения естественных или техногенных радиоактивных веществ, абс. значения вредных атомарных или молекулярных примесей в загрязнённом воздухе, воде и т. д., распределение темп-ры, и т. п. Компьютеры позволяют визуализировать измеренные величины, в частности построить для них условные С. и. Большое значение трёхмерная визуализация имеет в разл. мед. диагностиках, в частности в ЯМР-, рентгеновской и ультразвуковой томографии .
Восстановление трёхмерной сцены по стереопаре. Наряду с построением стереопар иногда необходимо решить обратную задачу - провести анализ оцифрованной фотостереопары для получения информации об изображённой на ней трёхмерной сцене . Это бывает необходимо, напр., для дистанц. определения рельефа поверхности Земли или др. планеты, морского дна, для автономной навигации передвигающегося робота. Осн. идея всех подходов к этой задаче - найти соответствующие (гомологичные) точки на левой и правой половинах стереопары и по расстоянию между этими точками определить локальную глубину данной точки в изображении сцены. Для решения этой задачи было предложено много алгоритмов . Однако задача эта очень сложна и, по-видимому, ещё далека от решения: анализ стереопары предполагает наличие в памяти ЭВМ весьма обширных знаний о мире, без к-рых расшифровка стереопары в общем случае маловероятна.
При построении системы анализа стереопар очень важно уменьшить число элементов изображения - для облегчения нахождения соответствующих точек. Как правило, в прикладных задачах оказывается, что анализировать необходимо не всю информацию, содержащуюся в стереопаре, а лишь небольшую её часть. В ряде случаев, напр., особый интерес представляют сведения о прямых линиях, в частности о вертикальных прямых (это относится ко многим сооружениям - зданиям, заводам, улицам, дорогам и т. п.).
Если для восстановления трёхмерной структуры объекта или сцены по стереопаре нужно найти не слишком большое число гомологичных точек, то компьютер только помогает человеку, к-рый отмечает ряд важных пар точек-гомологов на фотостереопаре, выведенной на экран компьютера. Более подробно вопросы С. и. см. в .
Лит.: 1) Мочалов Л. В., Пространство мира и пространство картины, М, 1983; 2) П о д ж и о Т., Зрение человека и технические системы видения, «В мире науки», 1984, № 6, с. 58; 3) Веденов А. А., Математика стереоизображений, М., 1991. А. А. Веденов .
Стереограммы или SIRDS-картинки (S ingle I mage R andom D ot S tereograms) – это специальные изображения, сформированные текстурами или случайными точками, при рассматривании которых особым способом возникает объемное изображение.
Как офтальмологи, так и приверженцы естественных способов улучшения зрения едины во мнении, что просмотр стереограмм благотворно влияет на зрение, способствуя расслаблению глаз, уменьшению спазма глазных мышц и улучшению аккомодации.
Разглядывание стереограмм особенно полезно для тех, кто вынужден подолгу работать за компьютером. Длительная фокусировка глаз на мониторе достигается ценой большого напряжения и обездвиживания глазных мышц, что и вызывает зрительную усталость.
Когда же мы рассматриваем SIRDS-картинки, глазные мышцы начинают двигаться, что способствует их лучшему кровоснабжению. В результате этого мышечные клетки получают больше кислорода, питательных веществ, необходимых для их нормального функционирования, и быстрее восстанавливаются после тяжелой работы.
По статистике, 40% людей, смотря на стереограмму, сразу видят трехмерное изображение, 55% могут сделать это только после определенной тренировки, подобрав для себя оптимальные расстояние и фокусировку взгляда. Оставшиеся 5% не способны любоваться объемным изображением из-за некоторых проблем со зрением.
Почему же у большинства людей возникают определенные трудности при просмотре стереограмм?
Все дело в том, что при рассматривании стереограммы нужно вынудить глаза сделать одновременно две вещи, которые обычно исключают одна другую:
- Направить расслабленный взгляд сквозь картинку
- Сфокусироваться на картинке
Следует уточнить, что фокус в данном случае — это не точка сведения оптических осей глаз, а состояние, когда каждый глаз видит четкое, резкое изображение.
Наведение глаз на резкость (аккомодация) обеспечивают косые мышцы глаза, а сведение взгляда в одну точку (конвергенция) – внутренние прямые глазные мышцы. Обычно конвергенция и аккомодация очень тесно связаны, обеспечивая фокусировку глаз на том предмете, на который вы смотрите. А вот при просмотре SIRDS-картинок возникает ситуация, когда эти два процесса нужно сместить в пространстве. Поскольку раньше перед вами такая задача не стояла, то, неудивительно, что справиться с ней с первого раза не всем удается.
Есть два способа просмотра стереокартинки для получения видимого объемного изображения: параллельный просмотр и перекрестный просмотр, которые проиллюстрированы на схеме ниже.
Красными кружочками показаны точки сведения оптических осей обоих глаз.
Я не советую использовать перекрестный просмотр, поскольку в этом случае вам нужно сфокусироваться на точке перед плоскостью монитора, то есть заставить внутренние прямые глазные мышцы еще больше напрячься, чем при обычной работе за компьютером. Понятно, что в этом случае достичь желаемого расслабления глаз не получится.
Способ первый
Необходимо приблизиться к SIRDS-картинке на минимально возможное расстояние (вплоть до того, что буквально уткнуться носом в монитор) и подождать, пока расфокусируется изображение на картинке. После этого следует постепенно отдалиться от картинки. На некотором расстоянии от нее зрение снова сфокусируется, но уже не на картинке, а на объемном мнимом изображении.
Попробуйте этот способ, чтобы увидеть кролика на этой стереограмме:
Способ второй
Два глаза человека обычно смотрят в одну точку. Параллельный просмотр стереограммы можно обеспечить, если найти на картинке два отстоящих друг от друга объекта и постараться смотреть на них одновременно. Это задание непростое, но после некоторой тренировки его могут выполнить почти все.
Попробуйте этим способом увидеть самолет на этой SIRDS-картинке:
Способ третий
Именно благодаря этому способу я научился видеть 3d-объекты, зашифрованные в стереограмме.
Сфокусируйте зрение на точке, расположенной позади SIRDS-картинки на расстоянии 10-20 см, после чего ослабьте напряжение глазных мышц. Через несколько секунд, если все было сделано правильно, проявится скрытое объемное изображение. Освоение этой методики даст вам возможность за короткое время “проявлять” 3d-картинки любой сложности.
Теперь попробуйте убедиться, что здесь «зашифровано» изображение фотоаппарата Canon:
Вы пробовали этот способ несколько раз, но ничего не увидели?
Тогда я постараюсь его объяснить другими словами.
Независимо от того, сидите ли вы за монитором настольного компьютера или за ноутбуком, за ними в большинстве случаев находятся другие предметы: шкаф, окно, этажерка, штора, настенный календарь и т.д.
Тогда взгляните на эти предметы за экраном так, чтобы сам экран при этом остался в поле вашего зрения: взгляд ваш направлен чуть выше экрана, но вы при этом видите все на экране расфокусированным периферическим “нижним” зрением.
Постарайтесь теперь запомнить состояние своих глаз и, немного опустив голову, линию взгляда переведите на экран, но таким образом, чтобы взгляд и дальше оставался сфокусированным на предмете позади экрана. Экран теперь вы будете видеть расфокусированным взглядом – именно тем, который и нужен для выявления скрытых трехмерных объектов.
Посмотрев некоторое время таким взглядом на стереограмму, вы, рано или поздно, увидите, как на фоне пестрой картинки появится трехмерный объект.
Чтобы вы смогли вдоволь потренироваться в разглядывании стереограмм, я подготовил их для вас целый набор (больше 150 картинок), который вы можете скачать по этой ссылке .
Напоследок одно важное замечание.
Если вы потратили много времени, пытаясь что-то разглядеть на стереограммах, испробовали разные способы их просмотра, но у вас ничего не выходит, не мучайте свои глаза. Дайте им отдохнуть. Попробуйте лучше это сделать завтра.
К сожалению, не всем дано увидеть объемные изображения на SIRDS-картинках (помните о 5%, которые в принципе это не смогут сделать!). Возможно и вы из их числа. В этом случае разглядывание стереограмм принесет глазам не пользу, а вред, дополнительно их напрягая.
Кроме того, расстраиваясь по поводу этой неудачи, вы создаете ненужное эмоциональное напряжение, которое является врагом хорошего зрения.
Помните, что стереограммы – это лишь один из многих способов и профилактики. Воспользуйтесь альтернативными способами и забудьте о том, что такое усталость глаз!
P.S. Еще раз напоминаю, что комплект стереограмм можно скачать .