О стереографии одного изображения

Описание

Программный комплекс по созданию стереограмм одного изображения 3DMiracle и 3DMonster (программы имеются на данном сайте) является результатом научных исследований по процессу визуализации объектов в сознании человека и содержании скрытой информации в искажениях периодических структур изображения.

Сейчас известно несколько типов стереограмм - Single Image Random Dot Stereograms (SIRDS) - стереограммы одного изображения на основе случайных точек, и Single Image Stereograms (SIS) - стереограммы на основе текстуры. Можно так же упомянуть об ASCII стереограммах, использующих для хранения объемной информации искажения форматирования текста.

В основе работы всех типов стереограмм одного изображения лежит один принцип. Информация о расстоянии от какой-то точки 3d объекта до наблюдателя заключена в расстояние между проекциями глаз наблюдателя на плоскость стереограммы (см. рисунок).


[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Если точка B дальше чем точка A, тогда соответственно расстояние между проекциями dB больше чем расстояние между проекциями dA. Рассмотрим картинку, заполненную вертикальными полосами с каким-то содержанием, повторяющимися по горизонтали. Период их повторения должен равняться расстоянию между проекциями глаз для наиболее удаленной точки виртуального объекта, находящегося за плоскостью картинки.

Содержание повторяющихся полос может быть случайным, или в них может быть заключена какая-то информация. Во время наблюдения такой картинки с расстояния, близкого к расчетному, человек начнет воспринимать какую-то плоскость под поверхностью картинки. Это будет простейшей стереограммой.

Для включения в стереограмму информации о каком-то объемном объекте за её поверхностью необходимо внести некоторую поправку в период повторения вертикальных полос для каждой их точки. Если обозначить расчетный период повторения как D, тогда горизонтальная координата X [n] для некоторой точки n может быть вычислена как:



где:

X[n - 1] и X[n + 1] являются такими же точками соответственно предыдущего и последующего циклов повторения, а Zfactor = f(Z) является поправкой, несущей в себе информацию о присутствии трехмерного объекта за плоскостью. Реальный алгоритм расчета стереограмм более сложен, но в любом случае он соответствует изложенному принципу.



Приблизительно 70% людей могут воспринимать 3d объекты в стереограммах.

Но что же мы на самом деле видим в стереограмме?

Если смотреть на неё при помощи только одного глаза, или если повернуть картинку на 90 градусов, мы не увидим ничего кроме повторяющейся текстуры.

3D объект можно увидеть только при рассматривании правильно расположенной стереограммы при помощи обоих глаз. Как ясно из изложенного выше алгоритма, стереограмма содержит только объемную информацию, и никакой информации о цвете или яркости объекта. При всех остальных известных методах изображения объектов, кроме этого информация хранится именно в данных по яркости и цвету. Следовательно мы воспринимаем 3d объект в стереограмме одного изображения каким-то несколько отличным от обычного способом. Фактически мы воспринимаем его не используя механизм привычного всем видения.

Это может быть проиллюстрировано при помощи двух стереограмм, созданных на основе одной текстуры, но содержащих информацию о разных объектах. В терминах обычного видения картинки одинаковы, но существует возможность воспринять в каждой из них разные 3d объекты.

Фактически объемная информация стереограммы декодируется в мозгу человека, и затем трансформируется в визуальные формы, которые затем накладываются поверх картинки.

Следовательно этот процесс может быть охарактеризован как визуализация информации, вычисленной мозгом.

Как увидеть стереограмму

По данным статистики подавляющее большинство людей способно видеть стереограммы без какой-либо предварительной тренировки, 20 % никогда не смогут их увидеть вне зависимости от затраченных усилий, следовательно этот раздел предназначен для очень небольшого количества пользователей программы.

Лучшим расстоянием для рассматривания стереограммы является расстояние, близкое к её размеру. Тренированный человек может увидеть 3D Объект с расстояний, отличающихся от расчетных в несколько раз.

Для наблюдения обычной стереограммы, построенной на принципе дивергенции нужно сфокусировать взгляд не на поверхности картинки, а под ней. Нужно не фокусироваться на рассматривании текстуры, а стараться смотреть "вглубь".

Если Вы всё делаете правильно, то Ваши глаза окажутся сфокусированными на соответствующих точках соседних полос текстуры. Для некоторых проще начинать смотреть на картинку с очень близкого расстояния чтобы заставить глаза расфокусироваться, а затем увеличить расстояние до картинки.

Для наблюдения стереограмм, построенных на основе дивергенции, глаза должны быть сфокусированными на точке перед плоскостью картинки.

Большинство людей достигают лучших результатов с обычными стереограммами, другие предпочитают стереограммы на основе конвергенции. Наиболее просто научиться видеть 3D объекты в стереограммах используя рисунки, построенные на основе случайных точек.