stringtranslate.com

Анаглиф 3D

Простое красно-голубое анаглифное изображение Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.
Анаглиф национального парка Сагуаро в сумерках Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.
Анаглиф капители колонны в Персеполе , Иран Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.
Изображение, демонстрирующее бинокулярное соперничество . Если вы просмотрите изображение в красно-голубых 3D-очках, текст будет чередоваться между красным и синим . Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.

Анаглиф 3D — это стереоскопический 3D-эффект, достигаемый посредством кодирования изображения каждого глаза с использованием фильтров разных (обычно хроматически противоположных) цветов, как правило, красного и голубого . Анаглифные 3D-изображения содержат два по-разному отфильтрованных цветных изображения, по одному для каждого глаза. При просмотре через «цветно-кодированные» «анаглифные очки» каждое из двух изображений достигает глаза, для которого оно предназначено, открывая интегрированное стереоскопическое изображение . Зрительная кора головного мозга объединяет это в восприятие трехмерной сцены или композиции.

Анаглифные изображения недавно возродились из-за представления изображений и видео в Интернете , на дисках Blu-ray , компакт-дисках и даже в печати. ​​Недорогие бумажные оправы или очки в пластиковой оправе содержат точные цветовые фильтры, которые, как правило, после 2002 года используют все 3 основных цвета. Нормой являются красный и голубой, причем красный используется для левого канала. Более дешевый материал фильтра, используемый в монохромном прошлом, диктовал красный и синий цвета для удобства и стоимости. Существует существенное улучшение полноцветных изображений с голубым фильтром, особенно для точных тонов кожи.

Видеоигры, театральные фильмы и DVD-диски можно демонстрировать в анаглифном 3D-процессе. Практические изображения для науки или дизайна, где восприятие глубины полезно, включают представление полномасштабных и микроскопических стереографических изображений. Примерами из НАСА являются изображения марсохода и солнечное исследование под названием STEREO , которое использует два орбитальных аппарата для получения 3D-изображений солнца. Другие приложения включают геологические иллюстрации Геологической службы США и различные онлайн-музейные объекты. Недавнее приложение — стереоизображение сердца с использованием 3D-ультразвука с пластиковыми красными/голубыми очками.

Анаглифные изображения гораздо проще просматривать, чем стереограммы с параллельными (расходящимися) или перекрестными парами проекций . Однако эти параллельные типы обеспечивают яркую и точную цветопередачу, которую нелегко достичь с помощью анаглифов. Кроме того, длительное использование «анаглифических очков» с «цветовым кодированием» может вызывать дискомфорт, а остаточное изображение, вызванное цветами очков, может временно повлиять на визуальное восприятие зрителем реальных объектов. Недавно появились [ timeframe? ] перекрестные призматические очки с регулируемой маской, которые обеспечивают более широкое изображение на новых HD-видео и компьютерных мониторах.

История

Самое старое известное описание анаглифических изображений было написано в августе 1853 года В. Роллманном в Штаргарде о его «Farbenstereoscope» (цветном стереоскопе). Он получил наилучшие результаты, рассматривая желто-синий рисунок через красно-синие очки. Роллманн обнаружил, что при красно-синем рисунке красные линии были не столь четкими, как желтые линии через синее стекло. [1]

В 1858 году во Франции Жозеф Д'Альмейда  [фр] представил доклад в l'Académie des sciences, в котором описал, как проецировать трехмерные слайд-шоу с волшебным фонарем , используя красные и зеленые фильтры, для зрителей, носящих красные и зеленые очки. [2] Впоследствии он был отмечен как ответственный за первую реализацию трехмерных изображений с использованием анаглифов. [3]

Луи Дюко дю Орон создал первые печатные анаглифы в 1891 году. [4] Этот процесс состоял из печати двух негативов, которые образуют стереоскопическую фотографию, на одной и той же бумаге, один синего (или зеленого), один красного цвета. Затем зритель надевал цветные очки с красным (для левого глаза) и синим или зеленым (для правого глаза). Левый глаз видел синее изображение, которое казалось черным, в то время как он не видел красного; аналогичным образом правый глаз видел красное изображение, которое регистрировалось как черное. Таким образом получалось трехмерное изображение.

Уильям Фризе-Грин создал первые трехмерные анаглифические кинофильмы в 1889 году, которые были показаны публике в 1893 году . [5] 3-D фильмы пережили своего рода бум в 1920-х годах. [6] Даже в 1954 году такие фильмы, как «Существо из Черной Лагуны», оставались очень успешными. Первоначально снятый и показанный с использованием системы Polaroid, «Существо из Черной Лагуны» был успешно переиздан гораздо позже в анаглифном формате, чтобы его можно было показывать в кинотеатрах без необходимости в специальном оборудовании. Хотя фильм « Челюсти 3-D» не был анаглифическим, он имел кассовый успех в 1983 году. В настоящее время превосходное качество компьютерных дисплеев и удобные для пользователя программы стереомонтажа предлагают новые и захватывающие возможности для экспериментов с анаглифным стерео.

Термин «3-D» был придуман в 1950-х годах. [ необходима цитата ] В 1953 году анаглиф начал время от времени появляться в газетах, журналах и комиксах.

Производство

Анаглиф из стереопар

Стереопара — это пара изображений с немного разных точек зрения в одно и то же время. Объекты, расположенные ближе к камере(ам), имеют большие различия во внешнем виде и положении в кадрах изображения, чем объекты, расположенные дальше от камеры.

Традиционно камеры снимали два цветных фильтрованных изображения с точки зрения левого и правого глаза, которые проецировались или печатались вместе как одно изображение, одна сторона через красный фильтр, а другая через контрастный цвет, такой как синий , зеленый или смешанный голубой . Обычно можно использовать компьютерную программу обработки изображений для имитации эффекта использования цветных фильтров, используя в качестве исходного изображения пару цветных или монохромных изображений. Это называется смешиванием каналов, своего рода цифровым композитингом или смешиванием .

В 1970-х годах режиссер Стивен Гибсон снимал фильмы в жанре анаглиф и фильмы для взрослых . Его система «Deep Vision» заменила оригинальный объектив камеры двумя цветными фильтрами, сфокусированными на одном кадре фильма. [7] В 1980-х годах Гибсон запатентовал свой механизм. [8]

Многие программы компьютерной графики предоставляют основные инструменты (обычно наложение слоев и корректировка отдельных цветовых каналов для фильтрации цветов), необходимые для подготовки анаглифов из стереопар. В простой практике изображение для левого глаза фильтруется для удаления синего и зеленого, что достигается путем умножения каждого из пикселей в левом изображении на сплошной красный (#FF0000). Изображение для правого глаза фильтруется для удаления красного, путем умножения его пикселей на сплошной голубой (#00FFFF). Два изображения обычно располагаются в фазе композитинга в тесной регистрации наложения (основного объекта), а затем объединяются с использованием аддитивного режима смешивания . Доступны плагины для некоторых из этих программ, а также программы, предназначенные для подготовки анаглифов, которые автоматизируют процесс и требуют от пользователя выбора только нескольких основных настроек.

Стереоконверсия (отдельное 2D-изображение в 3D)

Существуют также методы создания анаглифов с использованием только одного изображения, процесс, называемый стереоконверсией . В одном из них отдельные элементы изображения смещаются по горизонтали в одном слое на разную величину, при этом элементы, смещенные далее, имеют большие видимые изменения глубины (вперед или назад в зависимости от смещения влево или вправо). Это создает изображения, которые, как правило, выглядят как элементы, представляющие собой плоские подставки, расположенные на разных расстояниях от зрителя, подобно изображениям мультфильмов в View-Master .

Более сложный метод предполагает использование карты глубины (изображение в ложных цветах, где цвет указывает на расстояние, например, карта глубины в оттенках серого может иметь более светлые тона, указывающие на объект, расположенный ближе к зрителю, а более темные тона, указывающие на объект, расположенный дальше). [9] Что касается подготовки анаглифов из стереопар, существуют отдельные программы и плагины для некоторых графических приложений, которые автоматизируют создание анаглифов (и стереограмм) из одного изображения или из изображения и соответствующей ему карты глубины.

Наряду с полностью автоматическими методами расчета карт глубины (которые могут быть более или менее успешными), карты глубины можно рисовать полностью вручную. Также разработаны методы создания карт глубины из разреженных или менее точных карт глубины. [10] Разреженная карта глубины — это карта глубины, состоящая всего из относительно небольшого количества линий или областей, которая направляет создание полной карты глубины. Использование разреженной карты глубины может помочь преодолеть ограничения автоматической генерации. Например, если алгоритм поиска глубины принимает сигналы от яркости изображения, область тени на переднем плане может быть неправильно назначена в качестве фона. Это неправильное назначение преодолевается путем назначения затененной области близкого значения в разреженной карте глубины.

Механика

Просмотр анаглифов через спектрально противоположные очки или гелевые фильтры позволяет каждому глазу видеть независимые левое и правое изображения из одного анаглифического изображения. Красно-голубые фильтры могут быть использованы, поскольку наши системы обработки зрения используют сравнения красного и голубого, а также синего и желтого, чтобы определить цвет и контуры объектов. [11]

В красно-голубом анаглифе глаз, смотрящий через красный фильтр, видит красный цвет внутри анаглифа как «белый», а голубой внутри анаглифа как «черный». Глаз, смотрящий через голубой фильтр, воспринимает противоположное. [12]

Фактически черный или белый цвет на анаглифном дисплее, будучи лишенным цвета, воспринимаются каждым глазом одинаково. Мозг смешивает красные и голубые канальные изображения, как при обычном просмотре, но воспринимаются только зеленый и синий. Красный цвет не воспринимается, потому что красный соответствует белому через красный гель и является черным через голубой гель. Зеленый и синий, однако, воспринимаются через голубой гель. [ необходима цитата ]

Типы

Дополнительный цвет

Бумажные анаглифные фильтры обеспечивают приемлемое изображение при низких затратах и ​​подходят для публикации в журналах.
Пьеро делла Франческа, «Идеальный город в анаглифической версии» Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.

Дополнительные цветные анаглифы используют один из пары дополнительных цветных фильтров для каждого глаза. Наиболее распространенные используемые цветные фильтры — красный и голубой. Используя теорию трехцветного изображения , глаз чувствителен к трем основным цветам: красному, зеленому и синему. Красный фильтр пропускает только красный, в то время как голубой фильтр блокирует красный, пропуская синий и зеленый (комбинация синего и зеленого воспринимается как голубой). Если сложить бумажный просмотрщик, содержащий красный и голубой фильтры, так, чтобы свет проходил через оба, изображение будет черным. Другая недавно [ временные рамки? ] введенная форма использует синий и желтый фильтры. (Желтый — это цвет, воспринимаемый, когда через фильтр проходят и красный, и зеленый свет.)

Анаглифные изображения недавно возродились из-за представления изображений в Интернете. Там, где традиционно это был в основном черно-белый формат, последние достижения цифровой камеры и обработки принесли очень приемлемые цветные изображения в Интернет и область DVD. С доступностью в Интернете недорогих бумажных очков с улучшенными красно-голубыми фильтрами и очков в пластиковой оправе все более высокого качества, область 3D-изображений быстро растет. Научные изображения, где восприятие глубины полезно, включают, например, представление сложных многомерных наборов данных и стереографические изображения поверхности Марса . С недавним выпуском 3D-DVD они чаще используются для развлечения. Анаглифные изображения намного легче просматривать, чем параллельные визирования или стереограммы перекрестных глаз, хотя эти типы действительно предлагают более яркую и точную цветопередачу, особенно в красной составляющей, которая обычно приглушена или обесцвечена даже лучшими цветными анаглифами. Компенсирующая техника, широко известная как Anachrome, использует немного более прозрачный голубой фильтр в запатентованных очках, связанных с этой техникой. Обработка изменяет конфигурацию типичного анаглифного изображения, уменьшая параллакс, чтобы получить более полезное изображение при просмотре без фильтров.

Компенсирующие фокусные диоптрические очки для красно-голубого метода

Простые листовые или неоткорректированные литые очки не компенсируют разницу в 250 нанометров в длинах волн красно-голубых фильтров. В простых очках изображение красного фильтра может быть размытым при просмотре близкого экрана компьютера или печатного изображения, поскольку фокус сетчатки отличается от изображения, отфильтрованного голубым, которое доминирует в фокусировке глаз. Более качественные литые пластиковые очки используют компенсирующую дифференциальную диоптрийную силу для выравнивания смещения фокуса красного фильтра относительно голубого. Прямой фокус зрения на компьютерных мониторах был недавно [ временные рамки? ] улучшен производителями, предоставляющими вторичные парные линзы, установленные и прикрепленные внутри красно-голубых первичных фильтров некоторых высококачественных анаглифных очков. Они используются там, где требуется очень высокое разрешение, включая науку, стереомакросъемку и приложения для анимационных студий. Они используют тщательно сбалансированные голубые (сине-зеленые) акриловые линзы, которые пропускают незначительный процент красного для улучшения восприятия тона кожи. Простые красно-синие очки хорошо работают с черным и белым, но синий фильтр не подходит для человеческой кожи в цвете. Патент США № 6,561,646 был выдан изобретателю в 2003 году. В торговле для обозначения 3D-очков с диоптрийной коррекцией, на которые распространяется этот патент, используется обозначение «www.anachrome».

(ACB) 3-D

(ACB) «Баланс анаглифического контраста» — запатентованный метод анаглифического производства Studio 555. [13] Рассматривается проблема соперничества цветовых контрастов в цветовых каналах анаглифических изображений.

Контрастность и детали стереопары сохраняются и повторно представляются для просмотра в анаглифическом изображении. Метод (ACB) балансировки цветовых контрастов в стереопаре обеспечивает стабильное отображение контрастных деталей, тем самым устраняя соперничество сетчатки. Процесс доступен для каналов красного/голубого цвета, но может использовать любые из противоположных комбинаций цветовых каналов. Как и во всех стереоскопических анаглифических системах, на экране или в печати, цвет отображения должен быть точным RGB, а просмотровые гели должны соответствовать цветовым каналам для предотвращения двойного изображения. Базовый метод (ACB) настраивает красный, зеленый и синий, но предпочтительнее настраивать все шесть основных цветов.

Эффективность процесса (ACB) доказана включением основных цветовых диаграмм в стереопару. Контрастно-сбалансированный вид стереопары и цветовых диаграмм очевиден в полученном (ACB) обработанном анаглифном изображении. Процесс (ACB) также позволяет создавать черно-белые (монохромные) анаглифы с контрастным балансом.

Если полный цвет для каждого глаза обеспечивается через чередующиеся цветовые каналы и фильтры просмотра с чередованием цветов, (ACB) предотвращает мерцание от чисто цветных объектов в модулирующем изображении. Вертикальный и диагональный параллакс обеспечивается с одновременным использованием горизонтально ориентированного лентикулярного или параллаксного барьерного экрана. Это обеспечивает квадраскопический полноцветный голографический эффект с монитора.

Цветовой код 3-D

ColorCode 3-D был развернут в 2000-х годах и использует янтарный и синий фильтры. Он предназначен для обеспечения восприятия почти полного цветного просмотра (особенно в цветовом пространстве RG ) с существующими телевизионными и художественными средами. Один глаз (левый, янтарный фильтр) получает кросс-спектральную цветовую информацию, а другой глаз (правый, синий фильтр) видит монохромное изображение, предназначенное для создания эффекта глубины. Человеческий мозг связывает оба изображения вместе.

Изображения, просматриваемые без фильтров, будут иметь тенденцию к появлению светло-голубой и желтой горизонтальной окантовки. Улучшен обратный совместимый опыт просмотра 2D для зрителей без очков, который в целом лучше, чем предыдущие системы анаглифической визуализации красного и зеленого цветов, и дополнительно улучшен за счет использования цифровой постобработки для минимизации окантовки. Отображаемые оттенки и интенсивность можно тонко настроить для дальнейшего улучшения воспринимаемого 2D-изображения, при этом проблемы обычно возникают только в случае экстремально синего цвета.

Синий фильтр центрирован около 450 нм, а янтарный фильтр пропускает свет с длиной волны свыше 500 нм. Широкий спектр цветов возможен, поскольку янтарный фильтр пропускает свет на большинстве длин волн в спектре и даже имеет небольшую утечку синего цветового спектра. При представлении исходные левое и правое изображения проходят через процесс кодирования ColorCode 3-D для создания одного закодированного изображения ColorCode 3-D.

В Соединенном Королевстве телевизионная станция Channel 4 начала трансляцию серии программ, закодированных с использованием этой системы, в течение недели с 16 ноября 2009 года. [14] Ранее эта система использовалась в Соединенных Штатах для «полностью 3-D рекламы» во время Суперкубка 2009 года для SoBe , анимационного фильма «Монстры против пришельцев» и рекламы телесериала «Чак» , в котором полный эпизод на следующий вечер использовал этот формат.

Инфиколор 3D

Разработанная TriOviz, Inficolor 3D — это запатентованная стереоскопическая система, впервые продемонстрированная на Международной вещательной конвенции в 2007 году и развернутая в 2010 году. Она работает с традиционными 2D-плоскими панелями и телевизорами HDTV и использует дорогие очки со сложными цветовыми фильтрами и специальной обработкой изображений , которые обеспечивают естественное восприятие цвета с 3D-опытом. Это достигается за счет того, что левое изображение использует только зеленый канал, а правое — красный и синий каналы с некоторой дополнительной постобработкой, которую мозг затем объединяет, чтобы создать почти полноцветный опыт. При наблюдении без очков можно заметить небольшое двоение на заднем плане действия, что позволяет смотреть фильм или видеоигру в 2D без очков. Это невозможно с традиционными анаглифическими системами грубой силы. [15]

Inficolor 3D является частью TriOviz for Games Technology, разработанной в партнерстве с TriOviz Labs и Darkworks Studio. Она работает с Sony PlayStation 3 (официальная программа лицензирования инструментов и промежуточного программного обеспечения PlayStation 3) [16] и консолями Microsoft Xbox 360 , а также с ПК. [17] [18] TriOviz for Games Technology была представлена ​​на выставке Electronic Entertainment Expo 2010 Марком Рейном (вице-президентом Epic Games ) в качестве 3D-технологической демонстрации, работающей на Xbox 360 с Gears of War 2. [ 19] В октябре 2010 года эта технология была официально интегрирована в Unreal Engine 3 , [17] [18] игровой движок для компьютеров, разработанный Epic Games.

Стерео 3D-видео визуализации поверхности человеческого мозга Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.

Видеоигры, оснащенные технологией TriOviz for Games: Batman Arkham Asylum: Game of the Year Edition для PS3 и Xbox 360 (март 2010 г.), [20] [21] [22] Enslaved: Odyssey to the West + DLC Pigsy's Perfect 10 для PS3 и Xbox 360 (ноябрь 2010 г.), [23] [24] Thor: God of Thunder для PS3 и Xbox 360 (май 2011 г.), Green Lantern: Rise of the Manhunters для PS3 и Xbox 360 (июнь 2011 г.), Captain America: Super Soldier для PS3 и Xbox 360 (июль 2011 г.). Gears of War 3 для Xbox 360 (сентябрь 2011 г.), Batman: Arkham City для PS3 и Xbox 360 (октябрь 2011 г.), Assassin's Creed: Revelations для PS3 и Xbox 360 (ноябрь 2011 г.) и Assassin's Creed III для Wii U (ноябрь 2012 г.). Первый DVD/Blu-ray, включающий Inficolor 3D Tech: Battle for Terra 3D ( издан во Франции Pathé & Studio 37 - 2010).

Анахромные красно-голубые фильтры

Анахромные очки
Полноцветные анахромные фильтры красного (левый глаз) и голубого (правый глаз) цветов Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-анахромные очки.

Разновидность анаглифической техники начала 2000-х годов называется «метод анахрома». Этот подход представляет собой попытку предоставить изображения, которые выглядят почти нормально, без очков, для небольших изображений, как 2D, так и 3D, при этом большинство отрицательных качеств изначально маскируются маленьким дисплеем. Будучи «совместимым» для публикации небольшого размера на обычных веб-сайтах или в журналах. Обычно можно выбрать файл большего размера, который полностью представит 3D с драматическим определением. Эффект глубины 3D (ось Z) обычно более тонкий, чем у простых анаглифических изображений, которые обычно создаются из более широко разнесенных стереопар. Анахромные изображения снимаются с обычно более узкой стереобазой (расстоянием между объективами камеры). Прилагаются усилия для настройки для лучшего наложения двух изображений, которые накладываются друг на друга. Только несколько пикселей несовмещения дают подсказки о глубине. Диапазон воспринимаемого цвета заметно шире на анахромном изображении при просмотре с использованием предполагаемых фильтров. Это происходит из-за преднамеренного пропускания небольшой (1–2%) красной информации через голубой фильтр. Более теплые тона могут быть усилены, поскольку каждый глаз видит некоторую цветовую ссылку на красный. Мозг реагирует в процессе ментального смешивания и обычного восприятия. Утверждается, что он обеспечивает более теплые и сложные воспринимаемые тона кожи и яркость.

Системы фильтрации помех

Принцип интерференции

Эта техника использует определенные длины волн красного, зеленого и синего цвета для правого глаза и различные длины волн красного, зеленого и синего цвета для левого глаза. Очки, которые отфильтровывают очень определенные длины волн, позволяют владельцу видеть полноцветное 3D-изображение. Специальные интерференционные фильтры (дихроматические фильтры) в очках и проекторе образуют основной элемент технологии и дали системе это название. Она также известна как спектральная гребенчатая фильтрация или визуализация с мультиплексированием по длинам волн. Иногда эту технику описывают как «суперанаглиф», потому что это продвинутая форма спектрального мультиплексирования, которая лежит в основе традиционной анаглифической техники. Эта технология устраняет необходимость в дорогих серебряных экранах, необходимых для поляризованных систем, таких как RealD , которая является наиболее распространенной системой 3D-дисплеев в кинотеатрах. Однако она требует гораздо более дорогих очков, чем поляризованные системы.

Dolby 3D использует этот принцип. Фильтры делят видимый цветовой спектр на шесть узких полос – две в красной области, две в зеленой области и две в синей области (называемые R1, R2, G1, G2, B1 и B2 для целей этого описания). Полосы R1, G1 и B1 используются для изображения одного глаза, а R2, G2, B2 – для другого глаза. Человеческий глаз в значительной степени нечувствителен к таким тонким спектральным различиям, поэтому эта техника способна генерировать полноцветные 3D-изображения с небольшими цветовыми различиями между двумя глазами. [25]

Система Omega 3D/ Panavision 3D также использовала эту технологию, хотя с более широким спектром и большим количеством «зубцов» на «гребне» (по 5 на каждый глаз в системе Omega/Panavision). Использование большего количества спектральных полос на глаз устраняет необходимость цветовой обработки изображения, требуемой системой Dolby. Равномерное разделение видимого спектра между глазами дает зрителю более расслабленное «ощущение», поскольку световая энергия и цветовой баланс составляют почти 50/50. Как и система Dolby, система Omega может использоваться с белыми или серебряными экранами. Но ее можно использовать как с пленочными, так и с цифровыми проекторами, в отличие от фильтров Dolby, которые используются только в цифровой системе с процессором цветокоррекции, предоставляемым Dolby. Система Omega/Panavision также утверждает, что их очки дешевле в производстве, чем те, которые использует Dolby. [26] В июне 2012 года система Omega 3D/Panavision 3D была прекращена компанией DPVO Theatrical, которая продвигала ее от имени Panavision, ссылаясь на «сложные глобальные экономические и 3D-рыночные условия». [27] Хотя DPVO прекратила свою деятельность, Omega Optical продолжает продвигать и продавать 3D-системы на нетеатральных рынках. 3D-система Omega Optical содержит проекционные фильтры и 3D-очки. В дополнение к пассивной стереоскопической 3D-системе Omega Optical выпустила усовершенствованные анаглифные 3D-очки. Красно-голубые анаглифные очки Omega используют сложные тонкопленочные покрытия из оксида металла и высококачественную отожженную стеклянную оптику.

Просмотр

Красно-зеленые анаглифные очки, с красным для правого глаза (необычно).
Красно-голубой анаглиф масштаба 1:8. Живой паровоз . Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.

Пара очков с фильтрами противоположных цветов надевается для просмотра анаглифического фотоизображения. Красный фильтр на левом глазу позволяет воспринимать градации от красного до голубого внутри анаглифа как градации от яркого к темному. Голубой (сине-зеленый) фильтр на правом глазу, наоборот, позволяет воспринимать градации от голубого до красного внутри анаглифа как градации от яркого к темному. Красные и голубые цветовые полосы на анаглифическом дисплее представляют собой красные и голубые цветовые каналы смещенных параллаксом левых и правых изображений. Каждый из фильтров просмотра нейтрализует противоположные цветные области, включая градации менее чистых противоположных цветных областей, чтобы каждый из них открывал изображение из своего цветового канала. Таким образом, фильтры позволяют каждому глазу видеть только свой предполагаемый вид из цветовых каналов в пределах одного анаглифического изображения. Красно -зеленые очки также можно использовать, но они могут дать зрителю более сильно окрашенное изображение, поскольку красный и зеленый не являются дополнительными цветами .

Красные заостренные анаглифные очки

Простые бумажные некорректированные гелевые очки не могут компенсировать разницу в 250 нанометров в длинах волн красно-голубых фильтров. В простых очках изображение, отфильтрованное красным, несколько размыто при просмотре близкого экрана компьютера или печатного изображения. Красный ретинальный фокус отличается от изображения через голубой фильтр, который доминирует в фокусировке глаз. Более качественные литые акриловые очки часто используют компенсирующую дифференциальную диоптрийную силу ( сферическую коррекцию ), чтобы сбалансировать смещение фокуса красного фильтра относительно голубого, что уменьшает врожденную мягкость и дифракцию красного отфильтрованного света. Очки для чтения с низкой мощностью, надеваемые вместе с бумажными очками, также заметно повышают резкость изображения.

Коррекция составляет всего около 1/2 + диоптрии на красной линзе. Однако некоторые люди с корректирующими очками обеспокоены разницей в диоптриях линз, так как одно изображение имеет немного большее увеличение, чем другое. Хотя эффект «фиксации» диоптрий поддерживается многими 3D-сайтами, он все еще несколько спорен. Некоторые, особенно близорукие, находят его неудобным. С формованным диоптрийным фильтром наблюдается примерно 400%-ное улучшение остроты зрения, а также заметное улучшение контрастности и черноты. Американский фонд амблиопии использует эту функцию в своих пластиковых очках для проверки зрения детей в школах, оценивая большую четкость как существенный положительный фактор.

Анахромные фильтры

Пластиковые очки, разработанные в последние годы, обеспечивают как диоптрийную «фиксацию», указанную выше, так и изменение голубого фильтра. Формула обеспечивает преднамеренную «утечку» минимального (2%) процента красного света с обычным диапазоном фильтра. Это назначает «сигналы покраснения» для двух глаз объектам и деталям, таким как цвет губ и красная одежда, которые слиты в мозге. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы плотно накладывать красные области в почти идеальной регистрации, иначе может возникнуть «ореол». Линзы с формулой анахрома хорошо работают с черно-белыми изображениями, но могут обеспечить превосходные результаты, когда очки используются с соответствующими «дружественными анахрому» изображениями. Геологическая служба США располагает тысячами таких «соответствующих» полноцветных изображений, которые отображают геологию и живописные особенности системы национальных парков США . По соглашению, анахромные изображения пытаются избежать избыточного разделения камер и параллакса , тем самым уменьшая ореолы, которые дополнительная цветовая полоса пропускания вносит в изображения.

Традиционные методы обработки анаглифа

Один монохроматический метод использует стереопару, доступную в виде оцифрованного изображения, вместе с доступом к универсальному программному обеспечению для обработки изображений. В этом методе изображения проходят через ряд процессов и сохраняются в соответствующем формате передачи и просмотра, таком как JPEG .

Несколько компьютерных программ создадут цветные анаглифы без Adobe Photoshop , или можно использовать традиционный, более сложный метод композитинга с Photoshop. Используя цветовую информацию, можно получить разумное (но не точное) голубое небо, зеленую растительность и соответствующие тона кожи. Цветовая информация кажется разрушительной, когда используется для ярких и/или высококонтрастных объектов, таких как знаки, игрушки и узорчатая одежда, когда они содержат цвета, близкие к красному или голубому.

Только несколько цветных анаглифических процессов, например, системы интерференционных фильтров, используемые для Dolby 3D , могут реконструировать полноцветные 3D-изображения. Однако другие методы стереодисплея могут легко воспроизводить полноцветные фотографии или фильмы, например, активные затворные 3D или поляризованные 3D-системы . Такие процессы обеспечивают лучший комфорт просмотра, чем большинство ограниченных цветных анаглифических методов. Согласно отраслевым газетам о развлечениях, 3D-фильмы пережили возрождение в последние годы, и 3D также используется в 3D-телевидении . [ временные рамки? ]

Регулировка глубины

Предложенная корректировка применима к любому типу стереограммы, но особенно актуальна, когда анаглифические изображения будут просматриваться на экране компьютера или в печатном виде.

Те части левого и правого изображений, которые совпадают, будут казаться находящимися на поверхности экрана. В зависимости от объекта и композиции изображения может быть целесообразно сделать это выравнивание по чему-то немного позади ближайшей точки основного объекта (как при съемке портрета). Это заставит ближние точки объекта «выскочить» из экрана. Для лучшего эффекта любые части фигуры, которые должны быть изображены впереди поверхности экрана, не должны пересекать границу изображения, так как это может привести к дискомфортному «ампутированному» виду. Конечно, можно создать трехмерную «выскочившую» рамку, окружающую объект, чтобы избежать этого состояния.

Если объектом является пейзаж, можно рассмотреть возможность размещения самого переднего объекта на поверхности экрана или немного позади нее. Это приведет к тому, что объект будет обрамлен границей окна и отступит вдаль. После выполнения настройки обрежьте изображение так, чтобы оно содержало только те части, которые содержат как левое, так и правое изображения. В этом примере верхнее изображение (визуально нарушающим образом) выплескивается за пределы экрана, а далекие горы появляются на поверхности экрана. В нижней модификации этого изображения красный канал был перемещен горизонтально, чтобы совместить изображения ближайших скал (и, таким образом, появиться на поверхности экрана), и далекие горы теперь кажутся отступающими в изображение. Это последнее скорректированное изображение выглядит более естественным, представляя собой вид через окно на пейзаж.

Композиция сцены

Двойное назначение, 2D или 3D «совместимая анаглифная» техника

С появлением Интернета была разработана разновидность техники, при которой изображения обрабатываются особым образом, чтобы минимизировать видимую несовмещение двух слоев. Эта техника известна под разными названиями, наиболее распространенное, связанное с диоптрийными очками и более теплыми тонами кожи, — Anachrome. Техника позволяет использовать большинство изображений в качестве больших миниатюр, в то время как 3D-информация кодируется в изображение с меньшим параллаксом, чем обычные анаглифы.

Современные методы анаглифической визуализации

Анаглифические изображения, сделанные с помощью камер, раньше создавались путем покрытия объектива соответствующим цветным фильтром. Современные программы рендеринга видео/изображений используют похожую технику для достижения эффекта анаглифа. Современные программы рендеринга анаглифа использовали смоделированные фильтры поверх виртуальных камер, для анаглифов красного/голубого цвета левая камера блокировала все, кроме воспринимаемого красного света, а правая блокировала все, кроме воспринимаемого синего и зеленого света. Это работало нормально для создания цветных анаглифических изображений, но результаты были склонны к соперничеству сетчатки

В 2001 году Эрик Дюбуа [28] опубликовал статью под названием «Метод проекции для создания анаглифных стереоизображений». [29] В этой статье описывается метод фильтрации анаглифных изображений, который сохраняет большую часть цвета и уменьшает двоение и соперничество сетчатки. Алгоритм, используемый для создания этого эффекта, называется алгоритмом наименьших квадратов. Результатом является матрица, которая применяется к каждой виртуальной камере и образует фильтр. Его матрица была включена во многие анаглифные программы, такие как StereoPhoto Maker [30] и эффект анаглифа threeJs. [31] [32]

Анаглифические цветовые каналы

Анаглифные изображения могут использовать любую комбинацию цветовых каналов. Однако, если требуется стереоскопическое изображение, цвета должны быть диаметрально противоположными. Примеси отображения цветового канала или фильтров просмотра позволяют увидеть часть изображения, предназначенного для другого канала. Это приводит к стереоскопическому двойному изображению, также называемому ореолом. Цветовые каналы могут быть перевернуты слева направо. Красный/голубой является наиболее распространенным. Пурпурный/зеленый и синий/желтый также популярны. Красный/зеленый и красный/синий позволяют получать монохромные изображения, особенно красный/зеленый. Многие производители анаглифа намеренно интегрируют нечистые цветовые каналы и фильтры просмотра, чтобы обеспечить лучшее восприятие цвета, но это приводит к соответствующей степени двойного изображения. Яркость цветового канала % белого: красный-30/голубой-70, пурпурный-41/зеленый-59 или особенно синий-11/желтый-89), более светлый канал отображения может быть затемнен или более яркий фильтр просмотра может быть затемнен, чтобы обеспечить обоим глазам сбалансированное изображение. Однако эффект Пульфриха может быть получен из светофильтра свет/темнота. Цветовые каналы анаглифического изображения требуют точности отображения чистого цвета и соответствующих гелевых фильтров просмотра. Выбор идеальных фильтров просмотра диктуется цветовыми каналами просматриваемого анаглифа. Появление ореолов можно устранить, обеспечив отображение чистого цвета и фильтры просмотра, соответствующие дисплею. Соперничество сетчатки можно устранить с помощью метода (ACB) 3-D Anaglyphic Contrast Balance , запатентованного [ необходимо разъяснение ] [33] , который подготавливает пару изображений перед цветовым каналированием в любом цвете.

Теоретически, в соответствии с трихроматическими принципами, можно ввести ограниченное количество возможностей множественной перспективы (технология, невозможная с поляризационными схемами). Это делается путем наложения трех изображений вместо двух в последовательности зеленый, красный, синий. Просмотр такого изображения в красно-зеленых очках даст одну перспективу, в то время как переключение на сине-красные даст немного другую. На практике это остается неуловимым, поскольку часть синего воспринимается через зеленый гель, а большая часть зеленого воспринимается через синий гель. Также теоретически возможно включить палочковые клетки , которые оптимально работают с темно-голубым цветом, в хорошо оптимизированном мезопическом зрении , чтобы создать четвертый цвет фильтра и еще одну перспективу; однако это еще не было продемонстрировано, и большинство телевизоров не смогут обрабатывать такую ​​тетрахроматическую фильтрацию.

Приложения

1 апреля 2010 года Google запустил функцию в Google Street View , которая показывает анаглифы вместо обычных изображений, позволяя пользователям видеть улицы в 3D.

Домашние развлечения

Disney Studios выпустила Hannah Montana & Miley Cyrus: Best of Both Worlds Concert в августе 2008 года, свой первый анаглифный 3D Blu-ray Disc . Он был показан на Disney Channel с красно-голубыми бумажными очками в июле 2008 года.

Однако в последнее время анаглифные методы на Blu-ray Disc были вытеснены форматом Blu-ray 3D , который использует Multiview Video Coding (MVC) для кодирования полных стереоскопических изображений. Хотя Blu-ray 3D не требует определенного метода отображения, и некоторые программные проигрыватели Blu-ray 3D (например, Arcsoft TotalMedia Theatre ) способны к анаглифическому воспроизведению, большинство проигрывателей Blu-ray 3D подключаются через HDMI 1.4 к 3D-телевизорам и другим 3D-дисплеям , использующим более продвинутые методы стереоскопического отображения, такие как чередование кадровактивными затворными очками ) или поляризация FPR (с теми же пассивными очками, что и RealD theatrical 3D ).

Комиксы

Эти методы использовались для создания 3D комиксов , в основном в начале 1950-х годов, с использованием тщательно построенных линейных рисунков, напечатанных в цветах, соответствующих предоставленным фильтрующим очкам. Представленный материал был из самых разных жанров, включая войну, ужасы, криминал и супергероев. Анаглифные комиксы было гораздо сложнее производить, чем обычные комиксы, требуя, чтобы каждая панель была нарисована несколько раз на слоях ацетата. Хотя первый 3D комикс в 1953 году был продан тиражом более двух миллионов экземпляров, к концу года продажи достигли дна, хотя 3D комиксы продолжали выпускаться нерегулярно вплоть до настоящего времени. [37]

Наука и математика

Для корректного просмотра этого изображения рекомендуется использовать 3D-очки красно-голубого цвета.

Трехмерный дисплей также может использоваться для отображения научных наборов данных или для иллюстрации математических функций. Анаглифные изображения подходят как для презентации на бумаге, так и для показа движущегося видео (см. статью, связанную с нейроизображением [38] ). Их можно легко включать в научные книги и просматривать с помощью дешевых анаглифных очков.

Анаглифия (включая, среди прочего, аэрофотоснимки, телескопические и микроскопические изображения) применяется в научных исследованиях, популярной науке и высшем образовании. [39]

Кроме того, химические структуры, особенно для больших систем, может быть трудно представить в двух измерениях без исключения геометрической информации. Поэтому большинство компьютерных программ для химии могут выводить анаглифные изображения, и некоторые учебники по химии включают их.

Сегодня доступны более продвинутые решения для 3D-визуализации, такие как очки с затвором вместе с быстрыми мониторами. Эти решения уже широко используются в науке. Тем не менее, анаглифные изображения обеспечивают дешевый и удобный способ просмотра научных визуализаций.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Роллманн, В. (1853), "Zwei neue Stereoskopische Methoden", Annalen der Physik (на немецком языке), 90 (9): 186–187, Бибкод : 1853AnP...166..186R, doi : 10.1002/andp. 18531660914
  2. ^ Д'Алмейда, Джозеф Чарльз (1858). «Новое стереоскопическое устройство» (изображение) . Галлика (Лекция) (на французском языке). п. 61.
  3. ^ Пикард, Эмиль (14 декабря 1931 г.). «La Vie et L'œuvre de Gabriel Lippmann (член секции общего телосложения)» [Жизнь и творчество Габриэля Липпмана] (PDF) . academie-sciences.fr (Публичная лекция) (на французском языке). Институт Франции. Академия наук. п. 3.
  4. ^ "Луи Дюко дю Орон | Французский физик и изобретатель | Britannica". www.britannica.com . Получено 26 мая 2022 г. .
  5. ^ "Silent Era: Progressive Silent Film List". www.silentera.com . Получено 19 мая 2022 г. .
  6. Паттерсон, Джон (19 августа 2009 г.). «Джон Паттерсон: История 3D-кино». The Guardian . Получено 26 мая 2022 г.
  7. Зона, Рэй (7 мая 2018 г.). 3-D-кинематографисты: беседы с создателями стереоскопических фильмов. Scarecrow Press. ISBN 9780810854376. Получено 7 мая 2018 г. – через Google Books.
  8. ^ "US Pat. 4295153, получено 17 января 2011 г.". google.com . Получено 7 мая 2018 г. .
  9. ^ Два лучших метода создания анаглифов из одного изображения. Архивировано 28 июля 2011 г. на Wayback Machine
  10. ^ Barron & Poole. "The Fast Bilateral Solver" (PDF) . Получено 3 июля 2016 г.[ мертвая ссылка ]
  11. Упражнения в трех измерениях: о 3D Архивировано 22 февраля 2015 г., в Wayback Machine , Том Линкольн, 2011 г.
  12. Упражнения в трех измерениях: о 3D Архивировано 22 февраля 2015 г. на Wayback Machine
  13. ^ "(ACB) 3-D 'Anaglyphic Contrast Balance' Анаглифический 3-D метод производства". Архивировано из оригинала 10 мая 2012 г.
  14. ^ "Объявления". 3D Week . 11 октября 2009 г. Архивировано из оригинала 12 ноября 2009 г. Получено 18 ноября 2009 г. Очки, которые будут работать на 3D неделе на Channel 4, это очки Amber and Blue ColourCode 3D
  15. ^ Digitalcinemareport.com Игры, в которые мы играем, Майкл Карагосян. Архивировано 19 марта 2012 г., Wayback Machine
  16. ^ PRnewswire.com Архивировано 15 января 2012 г. на Wayback Machine , TriOviz for Games добавляет поддержку 3D TV для консольных игр
  17. ^ ab Joystiq.com Архивировано 12 марта 2012 г. на Wayback Machine . Марк Рейн из Epic подробно рассказывает о TriOviz 3D для Unreal Engine 3.
  18. ^ ab Epicgames.com Архивировано 9 марта 2012 г. на Wayback Machine , TriOviz for Games Technology привносит возможности 3D в Unreal Engine 3
  19. ^ computerandvideogames.com Тим Ингхэм (17 июня 2010 г.). "E3 2010: Epic делает 3D Gears Of War 2 - мы видели это. Это мега. Но розничный выпуск не планируется". Computer and Video Games.com. Архивировано из оригинала 28 июля 2012 г. . Получено 4 марта 2012 г.
  20. ^ Engadget.com Архивировано 22 октября 2012 г. на Wayback Machine Darkworks демонстрирует TriOviz для игр 2D-to-3D SDK, мы можем хорошо рассмотреть
  21. ^ Spong.com Архивировано 28 марта 2010 г. на Wayback Machine , Обзоры Batman Arkham Asylum Game of the Year Edition в 3D
  22. ^ Batmanarkhamasylum.com Архивировано 7 июля 2011 г. на Wayback Machine . Как добавить еще одно измерение в одну из лучших игр 2009 года?
  23. ^ Enslaved.namco.com Pigsy's DLC в 3D Архивировано 12 ноября 2010 г. на Wayback Machine
  24. Gamesradar.com Архивировано 26 декабря 2010 г., в Wayback Machine Enslaved: Pigsy's DLC review
  25. ^ Jorke, Helmut; Fritz M. (2006). Woods, Andrew J; Dodgson, Neil A; Merritt, John O; Bolas, Mark T; McDowall, Ian E (ред.). "Stereo projection using interference filters". Stereoscopic Displays and Applications . Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIII. Proc. SPIE 6055: 148. Bibcode :2006SPIE.6055..148J. doi :10.1117/12.650348. S2CID  59058512. Архивировано из оригинала 17 декабря 2013 г. . Получено 19 ноября 2008 г. .
  26. ^ "Увидеть — значит поверить". Cinema Technology . 24 (1). Март 2011.
  27. ^ "Home". Архивировано из оригинала 7 апреля 2012 г. Получено 3 апреля 2012 г.
  28. ^ "Дюбуа, Эрик". Инженерное дело . Получено 26 мая 2022 г. .
  29. ^ «Метод проекции для создания анаглифических стереоизображений». Февраль 2001 г.
  30. ^ "StereoPhoto Maker (английский)". stereo.jpn.org . Получено 26 мая 2022 г. .
  31. ^ "three.js webgl - effects - anaglyph". threejs.org . Получено 26 мая 2022 г. .
  32. ^ 9241153, Hui, Lucas & SG, «Патент США: 9241153 — Анаглиф с коррекцией контрастности для уменьшения артефактов двоения изображения», выдан 19 января 2016 г. 
  33. ^ "Что такое (ACB) 3-D Anaglyph?". Архивировано из оригинала 10 мая 2012 г. Получено 29 мая 2012 г.Студия 555
  34. ^ Желто-синие анаглифы (ColorCode) Архивировано 25 апреля 2010 г. на Wayback Machine
  35. ^ "3dstore". 3dstore.nl . Архивировано из оригинала 25 мая 2010 г. Получено 7 мая 2018 г.
  36. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 21 августа 2010 г. . Получено 6 июня 2010 г. .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) [ циклическая ссылка ] .
  37. Зона, Рэй. "The 3-DT's", Alter Ego #113, март 2013 г., извлечено 3 марта 2014 г. Архивировано 4 марта 2014 г. на Wayback Machine
  38. ^ Rojas, GM; Galvez, M.; Vega Potler, N.; Craddock, RC; Margulies, DS; Castellanos, FX; Milham, MP (2014). «Стереоскопическая трехмерная визуализация, применяемая к мультимодальным изображениям мозга: клинические приложения и атлас функциональных связей». Front. Neurosci . 8 (328): 328. doi : 10.3389/fnins.2014.00328 . PMC 4222226 . PMID  25414626. 
  39. ^ Хортола, П. (2009). «Использование цифрового анаглифа для улучшения эффекта рельефа микрографий пятен крови, полученных с помощью СЭМ». Micron . 40 (3): 409–412. doi :10.1016/j.micron.2008.09.008. PMID  19038551.

Внешние ссылки