Растерни стерео изображения
Въведение
Растерни опции
Преди да говорим за растер, трябва да определите основните му параметри:
- t - дебелина на растера;
- r - радиус на кривина на растера;
- a - растерният период, като правило, е равен на 2r (горната част на растера в напречно сечение е полукръг);
- n е индексът на пречупване на материала, от който е направен растерът. Материали за производство на екрани са поликарбонат или полисиликат, поливинилхлорид и други синтетични полиматериали. Индексите им на пречупване варират от 1,52 до 1,65.
Това са основните характеристики на този тип растер. Но трябва да въведете още два параметъра, извлечени от изброените по-горе:
- фокусно разстояние на микролещата f=r/(n-1);
- ъгъл на покритие = 2*arctg(a/2*(t-r)), ще говорим за това по-късно.
- Най-горе на страницата
Многоъгълно стерео заснемане
Многоъгълното стерео заснемане представлява снимане на обект от няколко различни гледни точки с цел получаване на по-пълна информация за него. Двуъгълното стерео заснемане (стерео двойка) винаги предполага създаване на отделни изображения за лявото и дясното око със стерео база от 65 mm (това е средното разстояние между човешките очи). За многоъгълна фотография трябва да определим размера на стерео основата и броя на ъглите.
Можете да снимате по такъв начин, че два съседни ъгъла да бъдат стерео двойка, а не два крайни - първият и последният, а два съседни. Така ще получим няколко стерео двойки, които преминават една в друга по веригата. Нека наречем тези изгледиstereopair. След като създадем стерео изображение от тях, ще можем да разгледаме обекта от различни ъгли. Максималният брой изгледи на стереодвойка се определя от ъгъла на покритие α и разстоянието, sкоето ще разгледаме изображението.
Можете също да създадете междинни допълнителни изгледи между тези стереодвойки, за да получите непрекъснато въртене. Максималният брой на всички изгледи ще се определя от растерния период и разделителната способност на печатащото устройство.
- Най-горе на страницата
Как работи стерео растер
Тъй като стерео растерът е набор от цилиндрични лещи, първата мисъл е, че всяка микролеща действа като микролеща и създава отделно изображение на обекта. Микролещата фокусира лъчите върху долната си плоска повърхност и създава цялостно изображение на обекта, не част, а цялостно изображение. Тъй като микролещите са много тънки, това изображение е силно компресирано в напречна посока и ще бъде набор от тесни ивици на цялото изображение на обекта. В този случай на две съседни ленти обектът се завърта на много малък ъгъл. Броят на микролещите определя броя на стереоизгледите на обекта. Ако стерео растерът се състои от 1000 микролещи, тогава има 1000 ъгъла.
 |  |
Ако изрежем такава стереоснимка отстрани - отляво и отдясно - тогава самото изображение няма да бъде изрязано, тъй като всяка микролеща съдържа пълно изображение на обекта. Стереофотографията в този случай е подобна на холограма. Когато нарежем холограмата на малки парчета, всяко от парчетата съдържа оригиналното изображение на обекта.
Но сега е ясно, че подобна схема е невъзможна. Както всички късофокусни лещи, стерео растерните микролещи имат голяма сферична аберация и изображението, създадено от цилиндричните микролещи, е много замъглено. И получете огромен брой стерео изгледи за всяка микролещаевентуално използване на самия стерео растер като фотографски обектив.
В такава схема вече е безсмислено да се разглеждат микроелементите на растера като лещи. Освен това цилиндричната им форма не е единствената възможна. Можете да създавате растери и други форми, например тази:
Дебелина на стерео растер
Сега преминаваме към важната част -какво трябва да бъде съотношението на дебелината и радиуса на кривината на стереорастъра?
Зависи от броя на ъглите, използвани за създаване на стерео изображение. За изображение с няколко изгледа дебелината на растера трябва да бъде по-малка, отколкото за изображение с два изгледа. Какви са конкретните числени съотношения:
- t=f+r за броя на стереодвойните изгледи повече от девет;
- t=1.3*(f+r) за пет изгледа на стереодвойка;
- t=1.5*(f+r) за два ъгъла.
Няма да получите добър резултат, ако използвате многоъгълен растер за стерео снимка с два изгледа. И още повече, ако използвате двуъгълен за мулти-изглед. Това е много важен момент, който трябва да знаете, ако искатенай-добър резултат.
- Най-горе на страницата
Ъгъл на екрана
Нека погледнем отново напречното сечение на стерео растера. Нека начертаем права линия през центъра на кръга и през точка на границата на растерния период. Така получаваме ъгъла на покритие на растера α.
Става ясно, че когато растерът се завърти на ъгъл малко по-голям от α/2, ще започнем да улавяме съседни периоди от растера и стерео ефектът ще изчезне, тъй като лявото и дясното са разменили местата си. При по-голямо завъртане стерео ефектът ще се появи отново и така ще прескачаме от един период на изображение на друг няколко пъти.
За по-голяма яснота, нека вземем многоизгледен растер с дебелина t=(f+r) и индекс на пречупване n=1,6. Ще получим ъгъл на обвиване от 60 градуса. Когато растерът се завърти на ъгъл, по-голям от 30 градуса, ще заснемем две съседни зони отляво и отдясно.
Какво трябва да се направи, за да се получи ъгъл на покритие поне 90 градуса? За целта е необходимо дебелината на растера да е равна на неговия период. От тук получаваме коефициента на пречупване на материала, равен на 2,0. Пластмасовите материали нямат толкова висок индекс на пречупване. TF стъкло (тежък кремък) и кристално или оловно стъкло имат висок процент.
По този начин улавянето на съседни области на изображението по време на въртене е недостатък, който не може да бъде елиминиран за този тип растер.
Но изобретателността на човек успя да превърне недостатъка в добродетел, като измисли варио картинки - това са две или повече различни картини, които се сменят една друга при завъртане. Желателно е те да имат подобна цветова схема. При вариоизображенията заснемането на съседни зони чрез растер не е недостатък. При лепене с растер не е необходимо периодът на растера да се сравнява много точно с периода на varioimage. За да създадете varioimage, можетеизползвайте най-простия алгоритъм.
Като разделим 60 градуса на 12, получаваме числото 5. Това е броят стерео двойки, които можем да използваме, когато създаваме стерео изображение. Ако ги свържем във верига, получаваме шест изгледа на стереодвойки. Ако разгледаме стереоизображението от по-голямо разстояние, да речем, от 50 cm, тогава получаваме ъгъл β, равен на 7,5 градуса и девет ъгъла на стереодвойка. По този начин ъгълът на покритие на растера ограничава ъгъла на гледане на обекта.
- Най-горе на страницата
Алгоритми за създаване на растерни изображения
Най-простият и най-често използван алгоритъм еизрежи и съпостави. За простота, нека вземем две изображения - две стерео изгледи или две варио изображения. Тези изображения се нарязват на ивици с дебелина половин растерен период и след това се наслагват едно върху друго през лентата: лента от едно изображение се редува с лента от друго изображение. Но по този начин губим половината от информацията за изображението, тъй като картинките се застъпват наполовина.
а) две варио картини
б) разрязване на полупериоди на растера
Нека измислим алгоритъм, който няма да загуби информация за изображението. Това е алгоритъмът занарязване и свиване. Картините се нарязват на ленти с дебелина на растерния период, след което тези лентисе компресиратдва пъти и се вклиняват една в друга, редувайки се. Не забравяйте, че лещите обръщат изображението, така че всяка ивица трябва да бъдеотразена хоризонтално.
а) две варио картини
б) разрязване на растерни периоди
г) хоризонтална компресия
или вертикално разтягане
д) огледално отражение на всяка лента в рамките на периода на растера
А сега нека разгледаме един от добре познатите методи за некомпютърно създаване на стерео изображение. Това е метод напроекция на снимки. Два или повече негатива се проектират от фотопрожекционни устройства върху фотографска хартия, върху която лежи стерео растер. Изображенията, фокусирани от няколко лещи, се разлагат от цилиндрични лещи в ъглите и получаваме снимка, която е идеално подравнена с растера. Фотопрожекционните лещи са подредени в редица (перпендикулярно на посоката на цилиндричните лещи) на разстояние 65 мм една от друга. По-долу е даден фрагмент от детско стерео изображение, получено по този начин.
Създаването на програма, която моделира изображение по този начин, би било най-доброто решение на проблема със създаването на растерни изображения.
- Най-горе на страницата
Компютърна симулация на растерни изображения
1) Алгоритъмътизрязване и съпоставянеможе да бъде моделиран в Adobe Photoshop с помощта на слоеве и маски.
2) Алгоритъмътизрязване, компресиране и отразяванесъщо може да бъде моделиран във Photoshop.
3) За алгоритъмапроекция на снимкитрябва да създадете специална програма. Програмата трябва да отчита оптичните свойства на растера.
- Най-горе на страницата
Методи за получаване на стерео изгледи
Стерео ъгли могат да бъдат получени чрез фотографиране на неподвижен обект от различни гледни точки. За да снимате движещи се обекти, използвайте специална стерео приставка за камери или многообективкамера.
Стерео изгледите на обекти могат да бъдат моделирани с помощта на програмите за 3D графика 3D Studio Max или Corel Dream 3D.
Можете да създавате псевдообемни изображения, като поставяте плоски фрагменти върху слоеве. Колкото по-голямо е разстоянието от обекта до наблюдателя, толкова повече изображенията на този обект са раздалечени под два съседни ъгъла.
Друг атрактивен начин за създаване на стерео изображения е конвертирането на плоски снимки в триизмерни. Това се прави с помощта на програми за обработка на изображения като Photoshop. Най-важното в тази процедура е да разделите изображението на слоеве, които ще съответстват на различни планове: първият слой е преден план, последният слой е фон и няколко междинни слоя по ваш избор. Освен това тези слоеве-планове се разместват един спрямо друг и създаваме илюзията за триизмерно пространство.
- Най-горе на страницата