Per Què Tenim Dos Ulls

Slide 1: Per què tenim dos ulls? (o com veure imatges 3D en una pantalla d'ordinador) Antoni Jaume i Capó antoni.jaume@uib.es http://dmi.uib.es/~ajaume/

Slide 2: Índex Utilitat de tenir dos Història de ● ● ulls l'estereoscòpia Visió monocular Tècniques ● ● d'estereoscòpia Visió binocular ● Geometria epipolar Disparitat ● ● Estereoscòpia ●

Slide 3: Un experiment Si ens aclucam un ull i ens tiren un objecte, ● ens resulta difícil agafarlo Si no ens movem gens encara es més difícil ●

Slide 4: Són necessaris dos ulls? Major camp de visió ( útil 100° + residual 80°) ● Detecció d'objectes dèbils ● En permet calcular la profunditat, amb un ull ● només la podem intuir Òrgans duplicats ●

Slide 5: Pregunta Ens costa agafar l'objecte, però veim les coses en 3 Dimensions. Com és això?

Slide 6: Visió monocular Quan només veim amb un ull ● Tenim més camp de vista ● Es pot intuir la profunditat ● Existeixen diversos mecanismes que actuen a nivell – de la visió que proporcionen informació tridimensional

Slide 7: Visió monocular Il∙luminació ● Les ombres i els – contrasts aporten relleu i volum

Slide 8: Visió monocular Superposició de ● imatges Informació sobre quin – objecte està més aprop

Slide 9: Visió monocular Perspectiva ● Sensació de – profunditat

Slide 10: Visió monocular Moviment de ● paral∙laxi El desplaçament de – l'observador fa que els objectes de l'escena es moguin en una direcció o en una altra depenent de la seva posició

Slide 11: Visió monocular

Slide 12: Visió binocular Capacitat d'integrar dues imatges de la mateixa ● escena d'angles diferents (suma binocular) Cada ull d'una persona percep una vista diferent de – la mateixa escena El cervell es capaç de calcular la profunditat ● dels objectes a partir de les diferències de cada vista (diplopia fisiològica)

Slide 13: Visió binocular

Slide 14: Visió Binocular Y Y (80,75) (100,75) (20,50) (25,50) X (0,0) X (0,0)

Slide 15: Visió Binocular Així com tenim situats els nostres ulls, la diferència ● entre les vistes sempre serà horitzontal (coordenada X) Paral∙lels al terra – Situats a la mateixa altura – Punts de vista paral∙lels – Depenent de la diferència en la coordenada X, el ● nostre cervell es capaç de conèixer la profunditat

Slide 16: Visió Binocular Y Y (80,75) (100,75) (20,50) (25,50) X (0,0) X (0,0)

Slide 17: Visió Binocular Diferència A = 2520 = 5 Diferència B = 10080 = 20

Slide 18: Disparitat És la diferència horitzontal entre dues imatges ● Donats dos objectes A i B en una escena, des ● d'un punt de vista de la visió binocular el que té la disparitat més gran, és el que està més – aprop de l'observador Conclusió: Les variacions horitzontals entre ● imatges, són interpretades pel nostre cervell com un volum

Slide 19: Pregunta Com podem veure imatges 3D en una pantalla d'ordinador?

Slide 20: Estereoscòpia Si som capaços de mostrar a cada ull una ● imatge(2D) que correspongui a la visió monocular de l'escena que volem visualitzar en 3D, enganyarem el cervell i tendrem la sensació que la imatge de l'escena té profunditat

Slide 21: Estereoscòpia

Slide 24: Història Estereoscòpia Euclides, Leonardo da Vinci i Keppler ja observaren el fenomen de la visió binocular

Slide 25: Història Estereoscòpia Sir Charles ● Wheatstone (1838): Descobreix el – fenomen de l'estereoscòpia Primer Estereoscopi – Encara no s'havia – descobert la fotografia

Slide 26: Història Estereoscòpia

Slide 28: Història Estereoscòpia Oliver Wendell ● Holmes Metge i poeta dels – Estats Units d'Amèrica Construí – l'estereoscopi més famós del segle XIX

Slide 29: Història Estereoscòpia Fotografia 3D ● Sir David Brewster – (1849) Científic escocès – Primera càmera – fotogràfica estereoscòpica.

Slide 34: Història Estereoscòpia Cinema 3D ● Anys 50 començà – l'explotació comercial Problemàtica de – l'estereoscopia Molèsties visuals ● Anys 80 apareixen els – sistemes IMAX

Slide 35: Tècniques d'estereoscòpia Fa molts d'anys que ● Ull esquerra són conegudes, però la tecnologia ens permet millorarles Dues vistes diferents ● de l'escena Mostrar a cada ull la ● Ull dret vista que li correspon

Slide 36: Tècniques d'estereoscòpia Anàglif ● Polarització ● Alternança d'imatges ● Head Mounted Display ● ChromaDepth ● Monitors estèreo ●

Slide 37: Tècniques d'estereoscòpia Anàglif ● S'utilitzen filtres de colors complementaris – Sistema de baix cost – Altera els colors – Pèrdua de colors – Cansament visual – Software gratuït –

Slide 38: Tècniques d'estereoscòpia Anàglif ●

Slide 43: Tècniques d'estereoscòpia Polarització ● S'utilitza llum polaritzada per separa les imatges – No altera els colors – Pèrdua de lluminositat – S'ha de projectar damunt pantalles que siguin – capaces de reflectir la llum polaritzada

Slide 44: Tècniques d'estereoscòpia Alternança d'imatges ● Alternativament mostra una imatge per l'ull dret i – una per l'ull esquerra de forma sincronitzada Ulleres obturadores de cristall líquid (cada ull – només veu una imatge) A freqüències altes, el parpelleig és imperceptible –

Slide 45: Tècniques d'estereoscòpia

Slide 46: Tècniques d'estereoscòpia Alternança d'imatges ● Sistema de la UIB –

Slide 47: Tècniques d'estereoscòpia Alternança d'imatges ● Sistema de la UIB –

Slide 48: Tècniques d'estereoscòpia Head Mounted Display ● Casc estereoscòpic – amb dues pantalles, una per cada ull. A cada pantalla es – projecte la vista de l'ull que li correspon Relació entre preu i – resolució

Slide 49: Tècniques d'estereoscòpia ChromaDepth ● Es basa en la desviació que produeixen els diferents colors – de l'espectre visible En un prisma la llum es devia depenent de la seva longitud – d'ona Més desviació en el vermell, menys en el blau ● En les imatges es codifica la profunditat amb el color – La imatge es pot veure en 2D – La imatge perd tota la informació cromàtica –

Slide 50: Tècniques d'estereoscòpia ChromaDepth ●

Slide 51: Tècniques d'estereoscòpia ChromaDepth ●

Slide 52: Tècniques d'estereoscòpia Monitors estèreo ● Prototips on no es necessiten ulleres – Fase experimental – Detecció dels ulls – Microlents –

Slide 53: Tècniques d'estereoscòpia Monitors estèreo ●

Slide 54: Tècniques d'estereoscòpia Monitors estèreo ●

Slide 55: Pregunta És possible calcular la distància d'un objecte respecte de la posició de la càmera? (saber les seves coordenades respecte la càmera)

Slide 56: Geometria Epipolar

Slide 57: Geometria Epipolar Cas singular en ● càmeres binoculars Distància focal – Separació de càmeres – Disparitat –

Slide 58: Geometria Epipolar

Slide 59: Recordatori Utilitat de tenir dos Història de ● ● ulls l'estereoscòpia Visió monocular Tècniques ● ● d'estereoscòpia Visió binocular ● Geometria epipolar Disparitat ● ● Estereoscòpia ●

Slide 60: Per què tenim dos ulls? (o com veure imatges 3D en una pantalla d'ordinador) Antoni Jaume i Capó antoni.jaume@uib.es http://dmi.uib.es/~ajaume/

Slideshare.net (beta)