3D визуализaция

...

Човешкото зрение, включително и възприятието за дълбочина, е съвкупност от сложни процеси, чието протичане започва с придобиването на визуална информация през очите, в резултат на което мозъкът обработва получената информация, за да ѝ придаде смисъл. Едни от по-важните функции на мозъка в случая са преценката на разстоянието на даден обект от наблюдателя и дълбочинното измерение на същия този обект. Човешкият мозък използва редица сигнали и ориентири, за да определи дълбочината и разстоянията при възприетата гледка, сред които са:

• Акомодация на окото, Десатурация и замъгленост (фокус)
• Застъпване на два обекта
• Образуван визуален ъгъл на обект с известен размер
• Линейна перспектива
• Вертикална позиция
• Промяна в големината на отделни детайли

Стереопсис

Най-често използваната техника за триизмерно визуализиране е стереоскопия. Това техника за подсиллване на илюзията за дълбочина на образа. Ефектът на стереоскопията се получава като две отделни избражения се прожектират за лявото и дясното око.

(Всички горепосочени ориентири, с изключение на първите два, присъстват при традиционни изображения като картини, фотографски снимки и телевизия.)

Стереоскопията намира приложение както в снимки, така и във филмови продукции, като за двете очи са осигурени различни изображения, обединени под влиянието на стереопсис. Важно е да се отбележи, че докато всички точки от изображението са съсредоточени в една и съща равнина, без оглед на дълбочината им, фокусът не е дублиран, следователно илюзията е незавършена.

Има два стереоскопични ефекта, които са необикновени за човешкото око: първо, несъответствието между конвергенцията и акомодацията, причинено от разликата между позицията на обект спрямо екрана и източника на светлина, и второ, възможно разминаване (несъответствие) на образите, причинено от несъвършено отделяне на изображенията по някакъв начин.

Въпреки че терминът „3D“ e повсеместно използван, важно е също така да се отбележи, че наблюдаването на двойки 2D изображения е видимо различно от показване на изображение в три пълни измерения. Най-забележимата разлика е, че при триизмерните екрани, движейки главата и очите си, човек няма да получи, така да се каже, „повече информация“ за триизмерните обекти. Холограмни или волуметрични дисплеи нямат подобно ограничение. Подобно на технологията за звуковъзпроизвеждане, при която е невъзможно пресъздаването на триизмерен звук, така, че да звучи през двойка звукоговорители, не бихме могли да наречем двойни 2D изображения „триизмерни“. Терминът „стереоскопичен“ e точният, но „по-обременителен“ термин от общоприетото название „3D“, утвърдено след десетки години неправилна употреба. Макар че повечето стереоскопични дисплеи не могат да бъдат класифицирани като триизмерни, всички триизмерни са стереоскопични, защото срещат критериите за такива.

Повечето 3D дисплеи използват създадения през 1838 г. от Чарлз Уитстоун стереоскопичен метод за предаване на изображение в три измерения.[2] Уитстоун използвал стереоскопа си с рисунки, защото по това време още не е била открита фотографията. Ето какво казва самият той[3]: Огледалният стереоскоп на Уитстоун

„ С илюстративни цели съм използвал само контурни фигури. Ако бях използвал сенки или оцветяване, на някого би могло да му хрумне, че ефектът е частичен или цялостен поради една или друга причина, докато по този начин няма място за съмнение, че той се дължи на едновременното възприемане на две монокулярни проекции, по една на всяка ретина. Ако се изисква изобразяването на обекти, които имат значителни прилики с реалните, сенки или оцветяване могат да бъдат използвани за подсилване на ефекта. С малко старание един художник ще може да нарисува и оцвети две компонентни рисунки, които да представи на някого и в резултат да постигне перфектна идентичност с реалния обект. Цветя, кристали, бюстове, вази, инструменти и др. могат да бъдат представени по този начин, за да изглеждат като истински. “

Стереоскопията е използвана при фотограметията и също така за забавление. Тя е полезна при преглеждането на изображения, извадени от големи многоизмерни набори от данни. Ранен патент за 3D изобразяване в кината и по телевизията принадлежи на румънския физик Теодор Йонеско и е издаден през 1936 г. Модерната индустриална триизмерна фотография си служи с 3D скенери, които откриват и записват триизмерна информация. Триизмерната информация може да бъде реконструирана от две изображения (ляво и дясно) посредством компютър и чрез „кореспонденция“ на пикселите. Визуални изисквания

Необходими са следните три нива на бинокулярното зрение, за да можете да разглеждате стереоизображения:

   Зрителен синтез
   Едновременно възприятие
   Стереопсис

Тези функции се развиват още в ранното детство. При страдащи от кривогледство е нарушено развитието на стереопсис, но бинокулярното зрение може да бъде подобрено чрез медикаменти. Стереоскопичната проницателност на един човек определя минималното несъответствие, което може да бъде възприето от него. Счита се, че приблизително 12% от хората не могат да виждат правилно 3D изображения, най-вече заради заболявания.[4] Според друг експеримент, близо 30% от хората имат много слабо стереоскопично зрение. Това обезсилва или значително намалява дълбочинния ефект при тях.