Wie machen stereoskopische 3D-Bilder
B asierend auf einem Artikel von Sylvain Roques; Computergrafik von Bruno Pesce
Zahlreiche 3D-Rendering-Software ist ab sofort verfügbar auf einfache Weise die Leistung von Computern zu spielen. Es ermöglicht mehr und mehr Menschen, Künstler oder Ingenieure, fotorealistische Bilder zu erzeugen.
Jedes Mal, man braucht etwas Unerreichbares mit einer Kamera zu sehen, ob es ist, weil es nicht existiert oder ist aus Maßstab für die menschliche Auge, kann man einen Computer verwenden.
Doch wie realistisch können diese Bilder? Wer auf dem Computer-Bildschirm kann perfekt sehen, dass er an einem Bild sucht, nicht direkt an einer realen Szene oder Modell.
Dieser Unterschied resultiert aus der Tatsache, dass in unserer dreidimensionalen realen Welt unserer beiden Augen geben uns zwei verschiedene Bilder. Dies liegt daran, dass sie in zwei verschiedenen Positionen im Raum sind, versetzt durch einen horizontal 2,5 Zoll getrennt (
6,5 cm). Das Gehirn nimmt die kleine horizontale Disparität zwischen diesen beiden Bildern, und im Gegenzug gibt ein einzelnes Bild mit genauer Tiefenwahrnehmung. Diese Fähigkeit wird als Stereos bekannt.
Durch Stereos können Sie perfekt in eine Kiste und das Bild davon auf der Oberseite der Box den Unterschied zwischen einem Modellautos feststellen, trotz beide die gleichen Abmessungen aufweisen. Mit Blick auf das Modell finden Sie in Stereo als jedes Auge sein eigenes Bild des Automodell hat. Aber wenn das Bild auf der Oberseite suchen, sehen Sie ein flaches Bild, da beide Augen auf das gleiche Bild fokussiert werden.
Jetzt, da wir den Unterschied zwischen „flachen Betrachtungs“ und „Stereo-Anzeige“ wissen, lassen Sie uns sehen, wie die erste verwenden, um die zweite zu erstellen.
1.) Stereo 3D auf Computer
zuerst ein Stereobild-Erzeugungsmittel zwei flache Bilder zu schaffen, das heißt ein Stereopaar: ein Bild für das linke Auge und eines für das rechte Auge. Dies ist leicht zu erreichen: Sie müssen ein Bild mit dem Betrachter in der linken Augenposition machen, einen horizontalen in die Beobachterposition versetzt anwenden und dann das rechte Auge Bild machen. Der Offset wird die Base in der Stereos Vokabular bezeichnet und angenommen wird, der gleiche wie der interokularen Abstand zu (etwa 6,5 cm).
Warum 1/30? Wenn Sie vor einem Fenster stehen, die sich bis zum Horizont zu einer Landschaft öffnet, werden Sie feststellen, dass Sie nicht eindeutig den Horizont beide sehen können und das Fenster selbst, wenn Sie innerhalb von zwei Meter vom Fenster entfernt stehen.
Wenn Sie zwei oder mehr Meter entfernt vom Fenster können Sie alle die Szene vom nächsten Punkt bequem betrachten (das Fenster) bis unendlich (Horizont). Dieser Wert von zwei Metern hängt von der Person, sondern ist ein statistischer Wert. Tatsache ist, dass 6,5 cm (interokularen Abstand) beträgt etwa 1/30 von zwei Metern.
Also, wenn Sie für die Basis nehmen Sie 1 / 30tel des Abstandes vom Betrachter zum nächsten Objekt der Szene, sind Sie sicher, dass Sie das volle Stereobild sehen werden bequem vom ersten Punkt bis zum letzten. Sie werden es auch mit genug Stereo Sensation sehen können. Wenn die Basis größer ist als die durchschnittliche interokularen Abstand ist, wird die sich ergebende Stereo hyper-Stereo bezeichnet. Es gibt Ihnen das Gefühl, bei reduzierten Modellen suchen, als ob Sie ein Riese waren. Auf der anderen Seite, wenn die Basis kleiner ist als der durchschnittliche Zwischenaugenabstand ist, wird die resultierende Stereo hypo-Stereo genannt. Es gibt Ihnen das Gefühl, bei vergrößerten Modellen suchen, als ob Sie einen Liliputaner waren.
Ein Fehler, der mit konvergierenden Achsen Betrachtungs macht ein Stereopaar vermieden werden muss. Es scheint, natürliche Konvergenz zu verwenden, da die Augen konvergieren, während sie bei etwas suchen, obwohl es nicht der richtige Weg ist. Wenn Sie die Augen zusammenlaufen, an dem Punkt, den sie konvergieren erscheint vollkommen klar. Tatsache ist, dass alles andere verschwommen erscheint, aber sie merkt es nicht, weil man sich daran gewöhnt sind. Jedoch aufgrund der Unterkunft Reflex, wenn man etwas anschaut verschwommen Ihre Augen Naturely, um es anzupassen. In einem Stereobild, alles hat das Bild scharf sein, klar eingesehen zu werden, was auch immer Punkt, den Sie im Bild sehen. In einem Punkt konvergierende würde das Bild bequem für alle Punkte vor dem Konvergenzpunkt machen. Allerdings wäre dies schwierig für Punkte dahinter zu verschmelzen. Durch die im Unendlichen konvergiert, das heißt durch Betrachten Achsen parallel zu halten, wird das gesamte Bild leicht zu schmelzen sein.
Die Dinge werden ein wenig komplizierter, wenn Sie in Stereo ein Stereopaar zu sehen. Zu verschmelzen die beiden Bilder, die Sie in einem Stereo ein produziert haben, muss jedes Auge nur sein eigenes Bild. Verschiedene Lösungen wurden im Laufe der Jahre, vor allem ein Ergebnis der Verwendung von Stereopaare von Stereokameras in den 1950er und 1960er Jahren verwendet. Sie können eine Linse Stereoskop verwenden, aber Sie müssen Ihre beiden Bilder auf Objektträger verwandeln. Sie können auch einen Spiegel Stereoskop verwenden (wenn Sie finden können.), Aber Sie müssen Ihre Bilder drucken.
Es ist möglich, direkt auf den Computerbildschirm zu verwenden, aber das wird die usuable Oberfläche auf dem Bildschirm in zwei Hälften teilen; wie Sie die beiden Bilder nebeneinander müssen angezeigt werden soll. Wenn Sie nicht Stereoskop haben, können Sie trainieren, um „Free-view“ durch die Augen mit der rechten Ansicht auf der linken Seite und der linken Ansicht auf der rechten Seite, wie viele Stereo-Enthusiasten tun überqueren. Sie werden Zeit und Geduld brauchen, da es nicht ganz offensichtlich ist.
Die bekannteste Lösung ist Ihren eigenen „SoftStereo“ Code zu schreiben. Dann verwenden LCD-Shutter-Brille.
Das Problem ist, dass diese Lösung für Ihr Ziel nicht geeignet ist, wenn Sie nur ein paar Stereobilder selbst machen wollen. Sie können diese aus Neugier, um zu sehen, wie es aussieht mit dem eigenen Computer und Software, die Sie gewohnt sind.
Um dies zu tun in einem billigen und schnellen Weg, ist durchaus möglich, aber (natürlich gibt es ein „aber“) wird es einige Einschränkungen über die Art der Bilder werden Sie in der Lage sein, um richtig in Stereo zu konvertieren. das wird jedoch gibt Ihnen die Möglichkeit, selbst das Interesse zu überprüfen „Flachland“ zu entkommen.
2.) Andy Warhol, Der Schrecken vom Amazonas und 3D-Comics
Sie alle haben ein Stereo-Verfahren verwendet wird. Andy Warhol produzierte einen 3D-Film „Frankenstein“ in den 1970er Jahren. „Der Schrecken vom Amazonas“ ist eines der beliebtesten Anaglyph 3D-Filmen. Von Zeit zu Zeit, diesen Prozess Comic verwenden. (Beachten Sie, dass in diesem letzten Fall ist jedes Stereopaar wird von Hand gefertigt.). Leider leiden die meisten dieser Schöpfungen von schrecklichen Mängel. Sie haben oft als Ergebnis ein Publikum, das von Stereo angewidert ist. Tatsache ist, dass der Anaglyphen Prozess selbst nicht schlecht ist, aber ist schwierig, mit optischen Systemen anzuwenden. Lassen Sie uns die alten Ergebnisse analysieren und einen genauen Blick auf die „Theorie“ haben. Mal sehen, wie es mit einem Computer korrekt anzuwenden.
Wenn Sie sich bewusst über Computer-Bildformate sind, wenn „Rot-Blau“ zu lesen haben Sie wahrscheinlich die Versuchung, „grünen“ einfügen „rot-grün-blau“ zu lesen. Herzlichen Glückwunsch, Sie haben den ersten Schritt zur Lösung gefunden.
3.) Alle Farbbildschirme sind Stereo bereit
Computerbilder werden auf Farbbildschirmen angezeigt und diese Bildschirme verwenden, um die RGB (Rot, Grün, Blau) System die Farbe jedes Pixel des Bildes zu erstellen. Das bedeutet, dass alle Computer-Bilder mit drei Kanälen hergestellt werden: ein roter, ein grüner und ein blauer. Nehmen wir nun an haben wir Werkzeuge nur einen Farbkanal aus einem Bild zu nehmen. Wenn wir den roten Kanal aus dem linken Bild und den blauen Kanal aus dem rechten Bild nehmen, werden wir brauchen nur ein Werkzeug, um diese beiden Kanäle zusammen zu kleben, und wir werden einen Computer Anaglyphen gibt Schwarz-Weiß-Stereo haben, wenn Anaglyphgläsern mit dem roten tragen Filter vor dem lefteye und dem blauen Filter vor dem rechten Auge.
Zahlreiche Software-Bilder zu manipulieren und sie zwischen den verschiedenen Formaten übersetzen können die Farbkanäle und produzieren 3D (Für eine vollständige Stereo-Lösungen finden Sie im Stereoscopy.com Downloads Abschnitt) zu verarbeiten, verwendet werden. Sie müssen nur Werkzeuge, die die Trennung der Kanäle und ermöglicht Schwarz-Weiß-Bilder erlauben als Farbkanäle werden geklebt zurück; wodurch ein Farbbild.
Wenn Sie sofort eilen Ihre eigenen Stereo-Paare in rot-blau Anaglyphen zu konvertieren, indem die RGB-Kanäle spielen werden Sie wahrscheinlich enttäuscht sein. Zunächst werden Sie nur Magenta und weiße Stereo-Bilder haben, nicht wirklich schwarz und weiß Einsen (Rot + Blau = Magenta). Zweitens sind Stereobilder definitiv nicht flache Bilder und spezielle Manipulationen haben, damit sie korrekt auf sie angewendet werden.
4.) Das Spiel auf dem Grün
Nun, wenn Sie ein Stereopaar in eine Farbanaglyph konvertieren, indem die Kanäle zu trennen und nach dem sie wieder zusammen Kleben, können Sie in Stereo und in Farbe sehen, direkt auf Ihrem Bildschirm von nur rot-cyan Anaglyphen-Brille. So einfach ist das!
Wenn Sie nicht Anaglyphgläsern mit einem Cyan-Filter haben, können Sie diejenigen mit einem blauen oder grünen Filter verwenden: der Stereo-3D-Effekt bleiben, aber die Farben ändern. Mit einem blauen Filter, werden die Farben etwas zu blau verschieben. Vermeiden Sie grün Anaglyphgläsern wie der grüne Filter wirklich zu viele Farben tilgt.
Die Dinge sind ein wenig komplexer, als sie zu den vorherigen Erklärungen werden im Zusammenhang sollte.
Tatsache ist, dass nicht alle Bilder umgewandelt werden können. Bilder mit starkem Kontrast Zonen sind definitiv nicht geeignet. Sie produzieren, was Stereo-Süchtigen „Ghosting“ nennen. Starke Kontrastzonen erzeugen Anaglyphenverfahren mit zu dicht und zu stark rot-cyan-Spots. Dadurch entsteht ein sehr unangenehmes Gefühl durch die Rot-Cyan-Brille. Weitere Bilder mit großen Zonen von gesättigten Farben produzieren „Ghosting“ zu. Die ganze linke Informationen stammen von einer Farbe, rot. Wenn Ihr Bild große rote Zonen hat, gibt es keine Information sein (kein grün noch blau) für das rechte Auge zu diesen Zonen. Stereoeffekt wird es erscheinen. Das gleiche Problem geschieht mit grünen und blauen Zonen. Es gibt nichts, für Bilder mit starkem Kontrast zu tun (außer das gleiche Bild ohne den starken Kontrast. Zum Beispiel, Sie einen schwarzen Hintergrund in einen grauen Hintergrund ändern können, oder Sie können versuchen, die Beleuchtung zu ändern), obwohl es immer noch möglich, Bilder mit satten Farben zu verwenden. Wenn diese gesättigte Zonen grau gab es sollte keine Probleme geben, da die alle drei Kanäle die gleichen auf den Zonen sein sollte.
Sättigung 0 ist die ultimative Waffe gegen gesättigte Flecken. Das Problem ist, dass es alle Farben tilgt. Es wäre besser, wenn es gelänge, die Farben nur die Flecken Auswischen zu ändern, die „Ghosting“ produzieren. Ein Weg, dies zu tun, ist es, eine Bildverarbeitungssoftware zu verwenden, um den Farbton zu ändern oder die Sättigung der Stellen zu reduzieren, bevor die anaglyphen erzeugen. Tatsache ist, dass eine Bildverarbeitungssoftware, kämpft das Ghosting lang und mühsam sein kann.
Das Ergebnis einer solchen Manipulationen ist es, die Farben zu den Farben dunkelgrün und braun, gelb oder grau zu verschieben. Es ist nicht sehr ästhetisch, aber es funktioniert sehr gut mit Rot-Cyan-Brille.
All diese Tricks sollte Ihnen ermöglichen, schnell eine komfortable Anaglyphen-Version von den meisten Ihrer Stereo-Paare zu finden.
6.) Stereo Erweiterte Regeln: Fenster
In Anaglyphen und allgemein in allen Stereobilder, finden wir, dass sie nicht Bilder sind aber Bände. Besondere Vorschriften, die mit flachen Bildern nicht in Gebrauch sind, müssen beachtet werden, um die Datenträger anzuzeigen.
Es sei denn, Sie sind allein mit nichts mehr als den Horizont und den Himmel um Sie herum stehen, scheint Raum zu einigen Grenzen relativ. Dies ist, was passiert, wenn Sie ein Fenster schauen. Im Falle eines Stereo-Bild auf einem Computerbildschirm angezeigt, die vier physischen Seiten des Bildschirms (links, rechts, oben und unten) sind absolute Grenzen. Sie bauen sich ein Fenster, durch die man den Stereo rekonstruierte Raum zu sehen. Das stellt die folgende spezifische Einschränkung: wenn eine Seite der Bilder eines Stereopaares einen Teil der Szene schneidet, muss dieser Teil direkt neben dem Bildschirm grenzt an das Stereobild stehen. Das bedeutet, dass Sie nicht vor einem Fenster etwas sehen können, die zu groß ist, durch dieses Fenster zu gehen. Die räumliche Kohärenz hat zwischen der Stereo-Szene und dem Bildschirm respektiert werden, die es anzeigt.
Sehr oft werden Sie Ihre Stereo-Bild bewegen müssen, um wieder in den Bildschirm. Wenn Sie es nicht tun, werden Sie Stereobilder erzeugen Zuschauer zu verschmelzen nicht in der Lage sein. Ein typischer Grund dafür ist, dass die Punkte, die normalerweise im Unendlichen (oder zumindest weit entfernt) liegen werden nur auf der Ebene des Bildschirms sein sollten. Sie werden ganz keine Parallaxe. Dies wird ein anomales Federungs- Stereobild machen, vollständig aus dem Bildschirm.
7.) rückwärts und vorwärts
Im Anaglyphbild weisen die beiden Pixel einen Stereo-3D-Punkt Rekonstruieren eines horizontalen Offsets (Parallaxe). Die Position eines Stereo-rekonstruierten Punkt hängt von der Entfernung zwischen der linken und rechten Pixel. Stereo Punkte auf der physischen Bildschirm Oberfläche liegen haben keinen Versatz.
Bewegen des Stereobildes relativ zum Bildschirm führt einfach in die Abstände zwischen den linken und rechten Pixel zu ändern. Wenn Sie also in einem Anaglyphbild tun, werden Sie einige ziemlich verschwommen Streifen bemerken, wenn an den Seiten mit der Rot-Cyan-Brille. Dies liegt daran, das stereoskopische Fenster nicht gesetzt ist. Mit Stereo-Papier druckt, wird das Fenster durch Schneiden dieser Streifen entfernt gesetzt.
Wenn ein Streifen von der linken Seite des linken Auges Bild geschnitten wird und ein weiterer Streifen von der rechten Seite des rechten Auges Bild abgeschnitten wird, bewegt sich das gesamte Stereobild rückwärts. Wenn ein Streifen von rechts des linken Bildes geschnitten wird und ein weiterer Streifen von links des rechten Bildes abgeschnitten wird, bewegt sich das gesamte Stereobild vorwärts. Eine Version dieser Operation ist für einen Computer, um horizontal anaglyphen den roten Kanal verschieben. Danach kann man die Ghosting-Streifen weggeschnitten auf jeder Seite erscheinen. Beachten Sie, dass als Folge der fertige Stereobild wird durch einen Anaglyphen dargestellt werden, die eine Breite kleiner als die Breite der Originalbilder des Stereopaar hat.
Haben Sie einen Versuch: Sie werden überrascht sein, zu sehen, wie ein Stereo-3D-Szene von dem unterscheidet, was Sie dachten, während nur Blick auf sie aus so genannten 3D-Bilder.
Über die Autoren:
Der Computer generierte Stereobilder "Monad", "Leben", "Meteor", "Gorgon" - "Weird World" unten sind von Bruno Pesce, Künstler, Software-Entwickler und freie 3D-Grafik-Designer.