Как сделать картинки стереоглаз
Создание стерео картинки
Как человек воспринимает объем? Чем ближе расположен рассматриваемый объект, тем больше наблюдатель «сводит» глаза. Т.о. если рассматриваемый объект расположен на бесконечно удаленном расстоянии, то глаза будут смотреть на него «параллельно».
Теперь рассмотрим как достигнуть иллюзию объема на плоской картинке. Итак, у нас имеется человек с двумя глазами (рис.1): левый глаз O1 и правый O2,а так же плоскость проекции стерео изображения D1D2. Пусть рассматриваемый объект B расположен на расстоянии h от наблюдателя. Тогда для того чтоб «увидеть» его на картинке необходимо совпадение рисунка в точках B1 и B2. Получается мы держим перед собой плоский рисунок и смотрим как бы «сквозь» него. Левый глаз видит точку B1, правый B2, изображения для них на листе совпадают и создается иллюзия того, что на самом деле мы видим объект B, расположенный за плоскостью листа. Т.о. чем больше расстояние между точками B1 и B2,в которых совпадает изображение, тем «дальше» воспринимается объект B.
Пожалуй теории пока достаточно, можно перейти к практике. Для этого понадобится Photoshop и 3dsMAX. В Photoshop’е создадим текстуру, из которой в последствии будет построено стерео изображение. Несколько рекомендаций: чем больше на текстуре деталей, тем лучше получиться окончательный вариант (с однотонными вообще ничего не получиться); высота текстуры должна совпадать с высотой изображения (поэтому сразу надо определить размер финального стерео изображения); а ширина зависит от того, где вы собираетесь в дальнейшем использовать полученную картинку. На рис.1 величина d_max как раз соответствует ширине текстуры, поэтому в реальности (на экране монитора или после распечатки) она не должна превышать расстояния между глазами a. В тоже время чем больше пикселей по ширине будет в исходной текстуре, тем более качественным получиться окончательный результат. У меня получилась вот такая текстура:
Ширина ее 100 пикселей, а высота 600 (в итоге рассчитываю получить стерео изображение размером 800 на 600 пикселей). Хотя лучше сделать ее так, чтоб она тайлилась по горизонтали. Далее создаем или открывает любой 3D-объект в MAX’е. Я для этого использовал модель осы:
Для результата не пригодятся ни материалы, ни сторонние рендеры, ни источники света. Поэтому если все это имеется в сцене, то назначаем на все стандартный материал, удаляем все источники света и используем Default Scanline Renderer. Теперь можно приступить к написанию скрипта. Для этого в меню Max’а выбираем MAXScript->New Script и откроется окно редактирование скриптов. Наш скрипт будет иметь свой собственный интерфейс. Это можно реализовать двумя способами: на панели Utilites или в отдельном окне. Выберем первый вариант и создадим новую скрипт-утилиту:
utility stereoImg «Stereo Image»
— утилита создания стерео изображения
Сохраним ее с названием stereoImg.ms и отправим ее на просчет. Для этого надо в меню редактора скриптов выбрать Tools->Evaluate All или нажать комбинацию клавиш Ctrl+E. После этого наша утилита приобрела свой интерфейс (рис.4) и единственное что можно с ней сделать – это открыть и закрыть.
Итак, список необходимых элементов: две группы Texture и Render. В группе Texture имеется метка, в которой будет отображаться информация о текстуре, и кнопка, запускающая диалог открытия файла с текстурой. В группе Render – спиннер (определяет ширину рендера), метка (информация о высоте рендера), спиннер (качество стерео изображения), индикатор процесса, кнопка выбора объекта и «самая главная» кнопка запускающая скрипт на просчет. Для этого в тело утилиты надо добавить следующие строки:
group «Texture:»
group «Render:»
В самом начале тела утилиты (перед описанием пользовательских элементов) определим локальные переменные, необходимые для создания стерео изображения:
— определение локальных переменных
Осталось прописать обработчики событий от элементов пользовательского интерфейса. Описание всех событий должно быть следующим образом: on do( ). Для начала опишем поведение MAX’а на нажатие кнопки загрузки текстуры. Что должно происходить: открыться окно диалога выбора файла, после выбора файла текстуры она загружается в MAX, выводиться на форму информация о размере текстуры и ее название, далее инициируются локальные переменные и настраиваются глобальные параметры рендера.
on b_T_img pressed do
height = T_img.height
l_R_h.caption = «height:» + height as String
renderHeight = height
Определим вид, который мы желаем получит на стерео изображении. Для этого нам понадобиться камера. Если в сцене уже имеются камеры с «нужным» видом – отлично, можно использовать их. Если нет, то необходимо создать камеру. Проще всего перейти к виду Perspective, где выбрать необходимый ракурс. После чего создать камеру из вида: в главном меню Create->Cameras->CreateCameraFromView или Crtl+C. Вспомним теорию, там были такие параметры как H – расстояние до максимально удаленного объекта и h_max – расстояние от плоскости проецирования до максимально удаленного объекта. Чтоб не вводить их вручную, будем брать их из свойства камеры, а именно из Clipping Planes. Выберем необходимую камеру, на панели Modify раскроем свиток Parameters, ставим галочку возле Clip Manually. Осталось только настроить Near Clip и Far Clip. Плоскость Near Clip соответствует плоскости проекции стерео изображения, а Far Clip – расстояние до максимально удаленного объекта. Рекомендации: объекты, по которым будет строиться стерео изображение, должна располагаться между Far Clip и Near Clip, Near Clip равно приблизительно половине Far Clip, объекты должны быть расположены подальше от Near Clip и вплотную к Far Clip. Хотя можно этим пренебречь и в дальнейшем экспериментировать с Clipping Planes, для получения более желаемого результата. Т.о. вид настроен, осталось «объяснить» скрипту, что мы будем работать с этой камерой, для этого напишем обработчик нажатия кнопки выбора камеры:
on pb_R_cam picked cam do
После этого ссылка на камеру содержится в pb_R_cam.object.Так же необходимо скрипту отреагировать на изменение пользователем ширины рендера:
on s_R_w changed val do
— обработка изменения ширины рендера
width = s_R_w.value
renderWidth = width
Осталось обработать последнее событие – нажатие «самой главной» кнопки. Опять придется заняться теорией на основе полученной ранее формулы: d/(h-H+h_max))=a/h. Здесь a, H и h_max – констаны. Последние две получаються из Clipping Planes камеры. Определим a, для этого подставим вместо h величину H – крайний случай, когда объект находиться на максимальном расстоянии. Отсюда a=d_max*H/h_max. И последняя формула: d=a*(h-H+h_max)/h – по ней вычисляется расстояние между точками d, изображения в которых совпадают, для того чтоб создавалась иллюзия, что рассматриваемый объект расположен на расстоянии h от наблюдателя.
on b_R_stereo pressed do
— просчет стерео изображения
DOF_img = render camera:pb_R_cam.object outputwidth:width outputheight:height channels:#(#zDepth)
— создание битмапы для будущего стерео изображения
OUT_img = bitmap (width+d_max) height color:black
— заполнение первой полосы текстурой
for x = 0 to (d_max—1)do
for y = 0 to (height—1) do
prb_R_status.value = 0
— отрисовка стерео изображения
— построчное построение стерео изображения
for y = 0 to (height — 1)do
for x = 0 to (width — 1) do
— берем из рендера глубины расстояние от камеры до ближайшей точки
dist = — (getChannel DOF_img [x,y] #zDepth)[1]
prb_R_status.value =(100 * y / height) as integer
prb_R_status.value = 0
Потом идет построчное сканирование канала глубины (с проверкой на то, чтоб расстояние не превысило Far Clip камеры). На основе этой величины h (в скрипте dist) и полученных ранее формул вычисляется расстояние между повторяющимися пикселами. Таким образом идет построение стерео изображения, попутно обновляется прогресс вычислений. И в конце концов на экран выводиться окончательный результат (рис.7).
Ниже приведен полный листинг скрипт-утилиты с некоторыми улучшениями:
utility stereoImg «Stereo Image»
— утилита создания стерео изображения
— определение локальных переменных
group «Texture:»
group «Render:»
on b_T_img pressed do
height = T_img.height
l_R_h.caption = «height:» + height as String
renderHeight = height
on pb_R_cam picked cam do
on s_R_w changed val do
— обработка изменения ширины рендера
width = s_R_w.value
renderWidth = width
on b_R_stereo pressed do
— просчет стерео изображения
if (height == undefined) or (width == 0) then
messageBox «No texture or invalid size»
return 0
if pb_R_cam.object == undefined then
messageBox «Pick camera first»
return 0
DOF_img = render camera:pb_R_cam.object outputwidth:width outputheight:height channels:#(#zDepth)
— создание битмапы для будущего «расширенного» стерео изображения
— причем ширина умножается на точность
OUT_img = bitmap ((width+d_max)*prec) height color:black
— заполнение первой полосы текстурой
for x = 0 to (d_max—1)do
for y = 0 to (height—1) do
for i = 0 to (prec—1) do
c2 = (getPixels T_img [x+1,y] 1)[1]
if c2 == undefined then c2 = (getPixels T_img [0,y] 1)[1]
prb_R_status.value = 0
— отрисовка «расширенного» стерео изображения
— построчное построение стерео изображения («расширенное»)
for y = 0 to (height — 1) do
for x = 0 to (width — 1) do
for dx = 0 to (prec — 1) do
— берем из рендера глубины расстояние от камеры до ближайшей точки (тут тоже идет линейное сглаживание)
dist = (- (getChannel DOF_img [x,y] #zDepth)[1]*(prec—dx) — (getChannel DOF_img [x,y] #zDepth)[1]*dx)/prec
prb_R_status.value =(100 * y / height) as integer
prb_R_status.value = 0
— получение из «расширенного» «нормальное» стерео изображение
for y = 0 to (height — 1) do
for x = 0 to (width + d_max — 1) do
c = black
for i = 0 to (prec—1) do
prb_R_status.value =(100 * y / height) as integer
prb_R_status.value = 0
Изменение здесь только в алгоритме просчета стерео изображения. Добавилась проверка «от дурака»: просчет не начнется, если не была выбрана текстура и камера. Так же тут был реализован алгоритм «улучшенного» расчета стерео изображения с использованием спиннера «качество». В двух словах в чем это заключается: изображение сначала линейно растягивается и просчет ведется тоже «растянуто», а потом полученный результат сжимается до первоначального размера. Разницу можно увидеть на рис.7, рис.8, рис.9.
На рис.7 качество выставлено в единицу, а на рис.8 и рис.9 – 4 и 8 соответственно. Конечно чем выше качество, тем больше время просчета.
Вот и все. Теперь у нас имеется скрипт-утилита, с помощью которой можно из любого 3D-объекта получить стерео изображение. Очень надеюсь что урок был понятен (для этого надо дружить с геометрией 🙂 и полезен (по крайней мере тем, что можно действительно посмотреть свои модели «в объеме»).
Создаём стереофото в домашних условиях!
Название «линзовый растр» знают немногие. Но видели его, я думаю, все. Вспомним переливающиеся под рифлёными пластиковыми поверхностями изображения – календарики, открытки, сувениры. Полосы на этом пластике образованы лежащими плотно друг к другу полуцилиндрами.
Изображение под линзовым растром состоит из полосок разных ракурсов изображения. Благодаря растру левый и правый глаз видят на одном и том же участке поверхности разные изображения.
Принцип действия линзового растра. Левый и правый глаз видят на одном и том же участке поверхности разные изображения
Принцип действия линзового растра. Левый и правый глаз видят на одном и том же участке поверхности разные изображения
Процесс создания стереофотографии в общих чертах достаточно прост.
Мы фотографируем интересующий нас объект с нескольких ракурсов, затем совмещаем полученные изображения с помощью соответствующего программного обеспечения и преобразуем в чересполосное изображение. После этого накладываем линзовый растр и получаем стереоизображение.
А теперь, убедившись в том, что всё просто, давайте посмотрим, как оно на самом деле. Потому что каждый из обозначенных этапов процесса имеет свои особенности и тонкости, и лучше сначала семь раз отмерить, чем семь раз отснять и впоследствии убедиться, что отснятые снимки ни на что не годны.
Если у нас один фотоаппарат для съёмки с разных ракурсов, то объект фотосъёмки должен быть неподвижным. Если объект подвижен, то нам потребуется единовременная съёмка с разных ракурсов. А это уже делается с помощью линеек камер, синхронизированных между собой. Впрочем, и неподвижных объектов для фотосъёмки найдётся немало. Более того, портретную стереосъёмку совершенно спокойно можно делать одной камерой, быстро перемещаемой по специальным рельсам.
Но для знакомства с технологией мы выберем что-нибудь попроще.
Сам процесс съёмки стереоракурсов может выполняться разными способами. Если это съёмка пейзажей и отдалённых объектов, камеру можно двигать прямолинейно, слева направо или справа налево, перемещаясь приставными шагами. В этом случае наше смещение в масштабах кадра невелико. Если же объект находится близко, перемещать камеру надо по окружности, центр которой находится внутри объекта. Иначе на втором-третьем кадре снимаемый объект просто исчезнет из поля зрения.
Величина смещения камеры в обоих случаях тоже не может быть произвольной: от неё зависят резкость итогового изображения, глубина резкости и размер картинки, который мы сможем напечатать.
В общем, перед началом съёмки желательно написать её сценарий и рассчитать все параметры съёмки с помощью программки MultiStereobase, которая входит в комплект поставки программы PhotoProjector Easy. Это программное обеспечение было любезно предоставлено мне его разработчиком – Евгенией Вазенмиллер.
Как научиться смотреть стереокартинки
Каждый человек обладает бинокулярным зрением, если конечно, его зрительный аппарат работает правильно. Под данным понятием скрывается способность видеть картинку одновременно двумя глазами. В результате чего мы получаем объемное изображение, можем определить расстояние до предмета. Подобная особенность органа зрения позволяет человеку рассматривать стереокартинки. Такая тренировка для глаз идеально подходит тем, кто много времени проводят за компьютером.
Стереокартинки
Под данным определением скрываются плоские изображения, которые при правильной фокусировке органа зрения преобразуются в объёмные картинки. Почему так происходит? Давайте разберемся вместе.
Все люди смотрят на окружающие предметы двумя глазами. Но попробуйте взглянуть на любой объект сначала одним оком, затем вторым. Заметили, что каждое из них смотрит на него под разным углом? Головной мозг получает две разрозненные картинки и соединяет их.
А можно ли обмануть главный орган центральной нервной системы? Посмотрите на рисунок с идентичными (имеющими минимальное различие) фрагментами. В этом случае мозг, как правило, неверно соединяет углы и совмещает некорректные точки. В итоге, человек видит то, чего на самом деле на картинке нет. Причем он будет лицезреть не плоский рисунок, а объемное изображение.
| На подобной уникальности человеческого ока и основана работа стереокартинок. Фрагменты рисунка объединяются в трехмерные объекты. Для формирования подобных картинок существует множество компьютерных программ. |
Стереокартинки создают параллельным или перекрестным методом. Смотреть их также нужно по-разному: для параллельных рисунков взор фокусируется за изображением, для перекрестных перед ним.
Польза стереокартинок
Прежде всего, просмотр подобных рисунков – это увлекательное времяпрепровождение, оказывающее положительное воздействие на глаза. Некоторые не рассматривают стереокартинки, опасаясь, что подобное занятие нанесет вред органу зрения. И совершенно напрасно! От рисунков вы получите только пользу, ведь это своеобразная альтернатива гимнастики для глаз.
При рассмотрении картинок, орган зрения вынужден изменять привычную фокусировку и искать новую «точку опоры». Это помогает на протяжении долгих лет сохранить остроту глаз. 3D изображения активируют кровообращение, устраняют напряжение с мускулатуры органа зрения и нормализуют работу системы аккомодации.
Подобное времяпрепровождение рекомендовано людям, страдающим от офтальмологических заболеваний (например, миопия, гиперметропия или астигматизм). В процессе рассмотрения рисунков улучшается координация органа зрения, он учится фокусироваться на конкретном объекте.
Окулисты рекомендуют рассматривать стереокартинки людям, которые много времени проводят за компьютером. Дисплей ПК находится на незначительном расстоянии от глаз, поэтому мускулатура зрительного аппарата не работает.
| Просмотр изображений заставляет мышцы сокращаться в интенсивном режиме, улучшается их снабжение кровью. В результате клетки мускулатуры получают необходимое количество кислорода и питательных веществ. Это позволяет восстановиться глазам за короткий срок после напряженного рабочего дня. |
Есть ли вред от стереокартинок
Нет! Но если рассматривать изображения на старом компьютере, где картинка формируется с помощью электронно-лучевой трубки, то навредить зрению можно. Подобные дисплеи вообще несут мало пользы для здоровья человека, не говоря уж о применении их для просмотра стереокартинок.
Если у вас подробный ПК, то лучше распечатайте рисунки на бумажном носителе. От них 100% нет никакого вреда для здоровья органа зрения.
Как смотреть стереокартинки
Выделяют несколько способов увидеть спрятанное изображение:
Также есть несколько нюансов рассмотрения скрытых рисунков в зависимости от их типа.
Как смотреть параллельные стереокартинки
Главная особенность заключается в том, что при рассматривании скрытых изображений взор нужно сфокусировать не на рисунке, а позади него. При этом линия зрения каждого ока идет параллельно друг другу. Разглядеть подобные картинки можно следующим образом:
Основная часть рисунков создается именно параллельным способом.
Как смотреть перекрестные стереокартинки
В этом случае фокусировка должна располагаться между органом зрения и изображением, т.е. глаза смотрят как бы крест-накрест. Правое око взирает в левую сторону, а левое в противоположную сторону. Рассмотреть перекрестные стереокартинки помогут следующие способы:
Сравнение параллельной и перекрестной стереокартинок
Если у вас получается рассмотреть оба типа картинок, то можно провести забавный эксперимент, чтобы понять в чем заключается различие. Посмотрите на изображение, выполненное с помощью разных техник, и оцените, как оно смотрится в стереоэффектах.
Параллельная картинка (сосредоточьте взор за рисунком)
Перекрестное изображение (сфокусируйте взгляд перед картинкой)
Стереокартинки для начинающих
Для новичков рекомендовано подбирать несложные изображения. Если появятся неприятные ощущения или закружится голова, то стоит прервать упражнение. Предлагает вашему вниманию один из самых простых методов, как научиться рассматривать простые стереокартинки (парные):
Ниже представлены стереокартинки с ответами, на которых вы сможете потренироваться в свободное время.
Изображение №1. Олени
