Wykorzystanie Zjawiska Stereoskopii
Transkrypt
Wykorzystanie Zjawiska Stereoskopii
Wykorzystanie Zjawiska Stereoskopii Maciej Zaborowski 13.06.2010 Stereoskopia jest to technika obrazowania, oddająca wrażenie normalnego widzenia przestrzennego, tzn. reprezentującego nie tylko kształt i kolor obiektów ale także ich wzajemne zależności przestrzenne, odległość od obserwatora i głębię sceny. Najczęstszym, nienaturalnym zastosowaniem tego zjawiska jest tworzenie iluzji w celach rozrywkowych i innych. Innym jego użyciem jest dokonywanie pomiarów, głównie w celu uzyskania odległości (trzeciego wymiaru) punktu obserwowanego od obserwacyjnego lub tworzenia trójwymiarowych modeli obserwowanych przedmiotów. Drugie z wymienionych zastosowań wykorzystuje zasadę twierdzenia odwrotnego dla pierwszego. Aby stworzyć iluzję widzenia przestrzennego potrzebne są tak zwane pary stereoskopowe, są to dwa obrazy, które przedstawiają ten sam obszar z różnych punktów widzenia przesuniętych względem siebie w poziomie - w taki sam sposób w jaki umiejscowione są ludzkie oczy. Te dwa obrazy należy przedstawić tak aby jedno oko widziało jeden obraz a drugie oko drugi. Istnieją różne techniki przedstawiania oczom par stereoskopowych, jedną z nich jest użycie obrazu anaglificznego (kombinacja dwóch obrazów – czerwonego i zielonego lub niebieskiego) przy którym należy użyć specjalnych okularów, które przepuszczają obraz odpowiedni dla danego oka. Jest to technologia stosunkowo łatwa w zastosowaniu, niedoskonałością jest natomiast zniekształcanie kolorów. Drugą techniką jest użycie specjalnych okularów (tzw. shutter glasses) naprzemiennie odcinających dopływ światła oraz monitora wyświetlającego na przemian obrazy dla lewego i prawego oka. Kolejna technika - IMAX jest znacznie bardziej zaawansowana technologicznie, wykorzystuje ona zjawisko polaryzacji fali świetlnej. Pary stereoskopowe są wyświetlane na jednym ekranie z użyciem fal świetlnych o polaryzacjach obróconych względem siebie o 90 stopni. Ta technika wymaga użycia okularów z filtrami polaryzacyjnymi. Wyróżniająca się swoją prostotą jest technika wykorzystująca lustra lub pryzmaty w celu zmiany różnicy w kątach patrzenia obu oczu, zwiększa to przestrzeń w której można umieszczać pary stereoskopowe. Pozwala to na użycie większych obrazów, które nie muszą znajdować się blisko twarzy obserwatora – likwiduje to problem miniaturyzacji. Zjawisko stereoskopii ma również swoje zastosowania w nauce i przemyśle. Przykładem takiego zastosowanie są pomiary kształtu powierzchni planety. Za pomocą zdjęć satelitarnych wybranego obszaru robionych pod różnymi kątami można określić odległość każdego punktu od satelity. W tym wypadku zdjęcia nie muszą być robione w tym samym momencie gdyż kwestia nawet kilku dni nie zmieni znacznie ukształtowania terenu. Podobnych pomiarów można dokonywać z pokładu samolotu, zasada działania pozostaje taka sama. Praktycznym przykładem z którym osobiście się zetknąłem było określanie punktu wskaźnika za pomocą dwóch cyfrowych kamer USB oraz programu tworzonego w środowisku MATLAB. Wskaźnik ten określa pozycję odpowiednich sensorów (dźwięku, temperatury, przyspieszenia). Dane odczytane z sensora są przedstawiane na ekranie monitora w odpowiednim punkcie na wykresie 3D oraz zapisywane w pamięci (później do pliku) w postaci macierzy przedstawiającej sygnał w dziedzinie częstotliwości. Zapisane dane są później analizowane przez producenta badanego urządzenia a producent wyciąga z nich wnioski i udoskonala urządzenie. Natura jest często najlepszą inspiracją dla twórców innowacyjnych technologii, widzenie stereoskopowe może posłużyć jako jeden z wielu przykładów.