ДВА ГЛАЗА - НЕ РОСКОШЬ

Симченко Владимир

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-050-1

(vr@really.ru)

Современные 3D стереотехнологии

Однажды, глядя, как ребята с крестами на груди и в коричневых балахонах с капюшонами тащат некоего Галилея в местное отделение партии "аутодафистов" для беседы на тему "нет дыма без огня", Giovanni Battista della Porta совершенно неожиданно для себя пришел к выводу, что астрономия - это бесперспективно...

Тогда, в делеком 17 веке, полностью поглощенный мыслями о перспективе жизни della Porta задумался над созданием стереопары, обеспечивающей просмотр изображения в объеме. Первая попытка визуализации информации в 3D-стереоформате была предпринята именно им.

Принцип создания трехмерного изображения полностью базируется на естественной способности человека воспринимать окружающий мир в объеме. Когда смотришь на какой-либо объект, он воспринимается глазами с различных ракурсов, в результате мозг получает информацию о двух изображениях, отличающихся друг от друга углом зрения. Сопоставление изображений дает информацию об удалении от рассматриваемого объекта. Именно это свойство и используется при создании стереоизображения.

ПАРАЛЛАКС

Наличие двух глаз, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга, обеспечивает стереоскопичность зрения. Для большей наглядности проделай небольшой эксперимент: запусти на компьютере любую игровую программу, реализованную с помощью 3D графики (Quake, Unreal и т.д.), а теперь, поочередно закрывая левый и правый глаз, оцени изображение на мониторе. Как видишь, разницы никакой нет, потому что тригонометрическая иллюзия, которую ты наблюдаешь, это обычное плоское 2D изображение. А теперь проделай следующее: переведи взгляд на любой предмет, находящийся рядом с монитором, и снова взгляни на него, поочередно закрывая левый и правый глаз. Как видишь, ракурсы изображения получаются различные. Чтобы сильнее ощутить разницу в восприятии, взгляни на кончик пальца своей руки, вытянув ее как можно дальше перед собой. А теперь приблизь руку и, не меняя точки приложения взгляда, прикоснись пальцем к своему носу. Разница в угле зрения станет максимальной и до боли (в глазных мышцах) наглядной. Свойство глаз сфокусироваться на объекте и видеть его под различными углами, обеспечивая таким образом мозг исходным материалом для вычисления расстояния до объекта, получило название глазной параллакс (eyes` parallax). А метод разделения двух ракурсов изображений для создания эффекта объема - метод параллакс барьера (parallax barrier).

Наибольшее распространение на сегодняшний день получили следующие способы разделения двух ракурсов изображения:

Shutter (затворный) – правая и левая линза (затворы) поочередно закрываются. Когда на экран выводится изображение для левого глаза, срабатывает на закрытие правый затвор, и наоборот. Таким образом, в единицу времени можно видеть только одно изображение для левого или правого глаза. Но, так как процесс происходит достаточно быстро, глаз, в отличие от мозга, не фиксирует это обстоятельство, замечая лишь мерцание в случае использования низкой частоты смены изображений, например, при просмотре стерео DVD-фильма на телевизоре, когда на каждый глаз приходится всего 30 Гц. Что же касается компьютера, то он без проблем обеспечивает в стереорежиме на каждый глаз частоту не ниже 60 Гц, что больше, чем при просмотре телевизора (50 Гц). Так что проблема дискомфорта при использовании затворного метода полностью решена.