1 / 64

Введение в стереозрение

Введение в стереозрение. Дмитрий Ватолин Video Group CS MSU Graphics & Media Lab. План лекции. Восприятие трехмерного пространства человеком. Источники информации о глубине сцены Стереоизображения. Параллакс. Запас глубины. Комфортное восприятие стерео. 2. Восприятие пространства .

torie
Télécharger la présentation

Введение в стереозрение

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Введение встереозрение Дмитрий Ватолин Video GroupCS MSU Graphics & Media Lab

  2. План лекции • Восприятие трехмерного пространства человеком. Источники информации о глубине сцены • Стереоизображения. Параллакс. Запас глубины. Комфортное восприятие стерео 2

  3. Восприятие пространства • Монокулярный стереоэффект • Информация о глубине из вторичных факторов пространственного зрения • Последовательно-временной стереоэффект • Информация о глубине из перемещения объектов сцены • Бинокулярный стереоэффект • Информация о глубине из разности изображения с двух точек зрения 3

  4. Монокулярный стереоэффект • Наложение объектов • Линейнаяперспектива:относительныеразмеры объектов 4 Источники: i86.servimg.com, www.cs.cmu.edu/~dccrow

  5. Монокулярный стереоэффект • Расположение объектовотносительно горизонта • Воздушнаяперспектива:рассеяние светапомере удаленияотнаблюдателя 5 Источники: www.3dtv.fr, Wikipedia

  6. Монокулярный стереоэффект • Текстурныеградиенты • Тени, бликии отражения 6 Источники: cs.ru.nl/~ths, Wikipedia

  7. Последовательно-временной стереоэффект • Смещение точкизрения / камеры • Относительнаяскорость объектов 7 Источники: www.3dtv.fr, Wikipedia

  8. Бинокулярный стереоэффект • Раскрытие наложенияобъектов с однойиз точек зрения • Стереоскопическийпараллакс • Расположение объектовна сетчатке глаза • Различие формы объектас разных точек зрения 8 Источник: www.3dtv.fr

  9. Бинокулярное зрение • Человек видит разныекартинки каждым из глаз • Их объединение даетинформацию о глубине 9 Источник: i.cmpnet.com

  10. Стереоизображения • Стереоизображениеделают из двухобычных картинок • Разные изображениядля каждого глаза 10

  11. Конвергенция и дивергенция При слежении за сопряженными точками зрительные оси глаз могут сходиться или расходиться в зависимости от удаленности объекта 11

  12. Параллакс Параллакс — величина взаимного смещения сопряженныхточек на сетчатках глаз или в изображениях стереопары 12 Источник: www.3dtv.fr

  13. Параллакс в стерео Параллакс — расстояние между картинками для разных глаз на экране 13 Источник: www.3dtv.fr

  14. Параллакс в стерео Параллакс — расстояние между картинками для разных глаз на экране положительный:объект далеко отрицательный:объект рядом 14 Источник: lightillusion.com

  15. Положительный параллакс • Зрительные осипересекаютсяза плоскостьюизображениястереопары • Восприятие почтине зависит от расстояниязрителя до экрана 15

  16. Положительный параллакс Максимальный параллакс: • Расстояние междукартинками равнорасстоянию между глазами • Зрительные осипараллельны • Объекты находятсяна стереоскопическойбесконечности (воспринимаютсяна расстоянии 10 метров) 16

  17. Положительный параллакс Параллакс большемаксимального: • Расстояние до объектовеще больше • Глаза смотрят в разныестороны —дискомфорт 17

  18. Отрицательный параллакс • Зрительные осипересекаются передплоскостью изображениястереопары • Глубина задаетсяотносительно расстояниядо экрана 18

  19. Отрицательный параллакс Серединный отрицательныйпараллакс(MDP — Mid-Point Parallax): • Расстояние междукартинками равнорасстоянию между глазами • Расстояние до объектаравно половине расстояниядоэкрана 19

  20. Отрицательный параллакс Максимальныйотрицательный параллакс: • зависит от времени • статичные объекты:1-2x MDP • движущиеся объекты:3-5x MDP 20

  21. Запас глубины • Доступная глубина =(максимальный положительныйпараллакс) + (максимальныйотрицательный параллакс) • В пикселях: • ±30px для разрешения 2000px, 30” • –45—100 для сильного эффекта 3D 21 Источник: www.3dtv.fr

  22. Зоны комфортного восприятия стерео • Серый: невидимая зона • Красный: опасная зона • Большая нагрузка на глаза • Оранжевый: быстрая зона • Объект виден только одномуглазу — нагрузка • Зеленый: зона отдыха глаз • Рядом с плоскостью экрана • Комфортная для восприятия 22 Источник: www.3dtv.fr

  23. Современные стандарты 3D Video GroupCS MSU Graphics & Media Lab

  24. Содержание • Форматы 3D кино • Полосно-пропускные • Затворные • Поляризационные

  25. Форматы 3D киноПолосно-пропускные • Разделение изображенийдля разных ракурсовпо длинам волн • Основные форматы: • Анаглиф(греч. Anaglyph, выпуклая резьба «барельеф»,ἀνά«над», γλύϕ-ειν «вырезать») • Dolby 3D Рисунок - http://dtcinema.ru

  26. Полосно-пропускныеDolby 3D • Разработка технологии компанией Infitec (Interference filter technologie) • ОбъединениеInfitecс Dolby LaboratoriesInc. • Созданиестандарта Dolby 3D

  27. Dolby 3DПринцип работы • Развитие идеи анаглифного стерео, более сложное разделение изображений по длине волны света • Применение интерференционных полосно-пропускающих фильтров • Получение изображения смешиванием цветов из полос пропускания • Left eye: Red 629nm, Green 532nm, Blue 446nm • Right eye: Red 615nm, Green 518nm, Blue 432nm http://hdsofa.ru/Stati/Tehnologii-3D-kino-IMAX-RealD-SuperD-Dolby-3D-XpanD-MasterImage.html

  28. Dolby 3DПринцип работы http://litvinovs.net/reflection/3d/

  29. Dolby 3DОборудование • Обычный матовый экран • Один проектор + вращающийся диск-светофильтр • 4320 оборотов в минуту • Частота обновления – 72Гцдля каждого глаза • Очки со спектральными светофильтрами http://hdsofa.ru/Stati/Tehnologii-3D-kino-IMAX-RealD-SuperD-Dolby-3D-XpanD-MasterImage.html

  30. Содержание • Форматы 3D кино • Полосно-пропускные • Затворные • Поляризационные

  31. Форматы 3D киноЗатворные • Поочередное перекрывание каждого глаза • В каждый момент времени вывод на экран только одного ракурса • Основные форматы: • NVIDIA 3D Vision • XpanD 3D

  32. NVIDIA 3D VisionОборудование • Мощная видеокарта • Качественный дисплей • Специализированный набор IR-синхронизатор + активные очки http://www.nvidia.com

  33. http://www.nvidia.com

  34. XpanD 3DОборудование Затворные очки • Полноцветное изображение • Частота развертки не ниже 100Гц (50Гц для каждого глаза) • Необходимость синхронизации и элементов питания • Техническая сложность и высокая стоимость (60 - 100 €) http://www.xpand.me/technology/xpand-3d/

  35. XpanD 3DОборудование IR-эмиттеры синхронизации • 280 инфракрасных диодов • Большой радиус действия • Устанавливается рядомс проектором • Направляется на экран • Сигнал отражается от экрана в кинозал http://www.xpand.me/technology/xpand-3d/

  36. http://www.xpand.me/technology/xpand-3d/

  37. Содержание • Форматы 3D кино • Полосно-пропускные • Затворные • Поляризационные

  38. Поляризация Нарушение симметрии в распределении волн Частично поляризованный свет Неполяризованный свет Поляризованный свет http://en.wikipedia.org

  39. ПоляризацияВиды поляризации • Линейная поляризация,применение: • Ранние модели IMAX 3D • Круговая поляризация,применение: • Современный IMAX 3D • RealD 3D • MasterImage http://en.wikipedia.org

  40. Линейная поляризацияТеория • Колебания э/м возмущений в одной плоскости • Принцип работы фильтров – анизотропные свойства кристалла http://en.wikipedia.org

  41. Круговая поляризацияТеория Циркуляция вектора амплитуды э/м возмущений Правая (по часовой стрелке) поляризация волны http://en.wikipedia.org

  42. Круговая поляризацияУстройство фильтра • Линейная поляризатор под углом 45° • Четвертьволновая пластина http://en.wikipedia.org

  43. Круговая поляризацияЧетвертьволновая пластина • Вертикально-ориентированная часть волны проходитбез изменений • Горизонтально-ориентированная часть задерживаетсяна четверть волны Δ = λ / 4 http://en.wikipedia.org

  44. ПоляризационныеОбщие характеристики • Экран с особым покрытием, неизменяющим поляризацию падающего света • Фильтры для проекторов и очков • Зависимость качества 3D эффекта от наклона головы зрителя(в меньшей степени для круговой поляризации) • Существенное уменьшение яркости изображения из-за поляризации http://hdsofa.ru/Stati/Tehnologii-3D-kino-IMAX-RealD-SuperD-Dolby-3D-XpanD-MasterImage.html

  45. RealD 3DВерсии формата • RealD – стандартная с максимальной шириной экрана – 13.7 м • RealD XL (в России – SuperD) – для больших экранов до 24 м • RealD XLS – решение проблемы уменьшения яркости изображения,экран – до 15 м • RealD LP – переносная версиядля конференций и выставок,экран до 5 м

  46. RealD 3DRealD, RealD XL • Один проектор с частотой 140Гц • Попеременное отображение кадров • Система переключаемых фильтров RealD Z screen, синхронизируемая с проектором • Экран с серебряным покрытием • Пассивные поляризующие очки СистемаRealD Z Screen http://www.brunogilbert.com/reald.htm

  47. RealD 3DRealD, RealD XL http://www.edcf.net/edcf_docs/real-d.pdf

  48. RealD 3DRealD XLS • Использование в два раза большего проектора • Одновременный показ двух ракурсов на одном кадре • RealD Z Screen разделяет кадр на ракурсы и поляризует 858 2048 2160 4096

  49. RealD 3DRealD LP • Переносной вариант • Ориентирован для конфренций • 2D-120Гц / 3D - 60Гцрежимы работы • Совместим с уже существующими моделямипроекторов RealD Z Screenдля RealD LP http://www.brunogilbert.com/reald.htm

  50. MasterImage Более дешевая система с вращающимися фильтрами

More Related