Dybdesyn - Framstilling av kunstig 3d
•Download as PPTX, PDF•
0 likes•803 views
Presentasjonsfilen til foredrag om dybesyn hold for den kulturelle spaserstokken 17.09.2015 på Vitensenteret. Mer informasjon finner du på www.vitensenteret.com
Recommended
Recommended
More Related Content
Featured
Featured (20)
Dybdesyn - Framstilling av kunstig 3d
- 1. Dybdesyn – og kunstig 3D Hvordan virker det egentlig? Av Nils Kr. Rossing Vitensenteret
- 3. 3 Vitensenteret … litt om å se dybde
- 4. Snøfall
- 6. 6 Vitensenteret Synsfelt for en hest Blindsone Stereo- syn Synsfelt høyre øye Synsfelt venstre øye
- 7. 7 Vitensenteret Hva er dybdesyn? De to øynene ser et litt forskjellig bilde. Prøv: • Se på en gjenstand ca. 1 meter borte • Hold vekselvis for venstre og høyre øye • Ser du at de to bildene er forskjellige? Sett med venstre øye Sett med høyre øye
- 8. 8 Vitensenteret Hvordan ser en bøtte ut? Sett fra sidenSett ovenfra
- 9. 9 Vitensenteret Å se en bøtte ovenfra Ser en bøtte lik ut for begge øynene sett ovenfra? Vi ser ned i bøtta Sett med venstre øye Sett med høyre øye Ser vi bunnen av bøtta eller ser vi ned i bøtta?
- 10. 10 Vitensenteret To måter å se på stereoskopiske bilder Parallell betraktningsmetode Krysset betraktningsmetode
- 11. 11 Vitensenteret Å se stereoskopisk Sett med venstre øye Sett med høyre øye
- 12. 12 Vitensenteret … om hvordan lage stereskopiske bildepar
- 13. 13 Vitensenteret Hvordan lager vi stereoskopiske par?
- 17. 17 Vitensenteret Wheatstones reisestereoskop Fra ”the Bakerian lecture” 15. jan. 1852
- 18. 18 Vitensenteret En utfordring når en ser på stereoskopiske bilder Kort konvergens Kort fokus Lang konvergens Lang fokus Lang konvergens Kort fokus Lang konvergens Lang fokus Stereoskop
- 22. 22 Vitensenteret Stereoskoper av gammel design
- 26. 26 Vitensenteret Perspektiv med ett punkts forsvinningspunkt
- 27. 27 Vitensenteret Patric Huges Eksperimenterer med omvendt perspektiv ”Reverspective” • Patric Huges Engelsk kunstner • 1939 – • Vokste opp under krigen
- 30. 30 Vitensenteret Ansikter skal bule utover Richard Gregory: http://www.richardgregory.org/experiments/video/chaplin.htm
- 33. 33 Vitensenteret Ames rom Et perspektivforvrengt rom
- 36. 36 Vitensenteret Umulig bevegelse? Kokichi Sugihara – Beste illusjon i 2010
- 37. 38 Vitensenteret … 3D med fargede filter (anaglyfer)
- 38. 39 Vitensenteret Stereoskopisk overlappende bilder Om vi lar bildene i det stereoskopiske paret overlappe, unngår vi problemer med konvergens og fokus. Er det mulig å få til i praksis?
- 39. 40 Vitensenteret Anaglyfe bilder Vi kan løse problemet ved å fargelegge bildene i komplementære farger. Bildene er farget i rødt og cyan, som er komplementære farger.
- 47. 51 Vitensenteret Autostereogram (Singel image random dot stereogram) http://www.kondo3d.com/stereo/java/stereoword-e.html
- 48. 52 Vitensenteret Autostereogram (Singel image random dot stereogram)
- 49. 53 Vitensenteret
- 51. 55 Vitensenteret Flere bilder skåret opp og lagt ved siden av hverandre
- 52. 56 Vitensenteret Hvert av øynene ser hvert sitt bilde
- 53. 57 Vitensenteret Bruker linser i stedet for spalter
- 55. 59 Vitensenteret Brukt på 3D kamera
- 56. 60 Vitensenteret … om 3D med polarisert lys
- 59. 63 Vitensenteret LCD skjermer avgir selv polarisert lys
- 60. 64 Vitensenteret Stereoskopi ved hjelp av polarisert lys
- 61. 65 Vitensenteret LCD-skjermer er dekket med et polarisasjonsfilter
- 62. 66 Vitensenteret Oppsummering • Stereoskopisk syn • Stereoskoper • Litt om perspektiv • Anaglyfer (Bruk av fargefilter) • Tilfeldighetsstereogrammer • Polarisert lys • Lentikulærlinser
- 73. 77 Vitensenteret Wheatstone nok en gang “Any object placed before the wall of a room will appear behind the wall, as if an aperture of the proper dimensions had been made in the wall to allow it to be seen... http://pseudoscope.blogspot.com/2005/06/pseudoscope-is-optical-instrument-made.html “Two objects at different distances, being simultaneously regarded, the most remote will appear the nearest and the nearest the most remote. “These appearances are not always immediately perceived; and some much more readily present themselves than others. Fra ”the Bakerian lecture” 15. jan. 1852
- 75. 79 Vitensenteret Når ut blir inn og inn blir ut
- 76. 80 Vitensenteret Hva skjer …? • når vi bytter om et stereo bildepar av noe som vi forventer skal bule mot oss? • når vi bytter om et stereo bildepar av et ansikt?
- 77. 81 Vitensenteret Oppsummering Hensikten med denne forelesningen har vært å: • vise ulike teknikker for å gjenskape 3D fra flate bilder • vise hvordan vi kan utforske vårt dybdesyn i klasserommet • skape økt forståelse for synet ved å utfordre vår evne til å se dybde • skape bevissthet om og fascinasjon om synet
- 78. 82 Vitensenteret Utstyr • View Master (Hjemme) • Gamle stereskoper (Hjemme) • Weatstones stereoskop (Hjemme) • Hjemmelaget stereoskop (Hjemme) • Drage-illusjon (Skolelaboratoriet) • Ames rom modell (Hjemme) • Anaglyphe briller (Skolelab.) • Tilfeldighetsstereogrammer (bok) (Hjemme) • Telestereoskop, nytt (Hjemme) • Telestereoskop, hjemmelaget (Hjemme) • Pseudoskop, nytt og billig (Hjemme) • Preudoskop, gammlt og dyrt (ViT) • Polarisasjonsfilter (Hjemme)
Editor's Notes
- Da jeg gikk i 1. klasse på barneskolen så hadde jeg en stor drøm. Det var å få en Viewmaster. Dette ønsket gikk i oppfyllelse. Jeg husker ennå hvordan dette fylte meg med en følelse av å ha oppnådd alt som var verd å oppnå her i livet. Den ga selvfølgelig høy status i klassen og mange som ville se. Fascinasjonen over at flate bilder blir tredimensjonale har aldri helt sluppet taket. Og da jeg gikk på ungdomsskolen var vi en gjeng som eksperimenterte i mørkerommet og det var i grunnen ganske nærliggende å lage 3D-bilder til Viewmasteren.
- Har du tenkt over at kinogjengere kommer storøyd ut av mørket etter å ha sett en film i 3D. Hvorfor gjør dette slikt inntrykk når de aller fleste av oss daglig lever i en 3-dimensjonal verden. Burde ikke det være det mest naturlige i verden. Det er flere årsaker til dette: - Vi blir fascinert av at vi kan se dybde til tross for at vi vet at vi ser inn i et flatt lerret. - Filmskaperne har forsterket 3D effekten og utnytter den maksimalt ved hjelp av perspektivet - Vi ønsker å la oss fascinere. Dette blir spesielt sterkt for mennesker som mangler dybdesyn som for eksempel Susan Barry. Hun var født sterkt skjeløyd, men fikk rettet opp øyenstillingen ved hjelp av tre operasjoner i tidlig barndom. Likevel ga ikke dette noe godt stereoskopisk syn. Som voksen skjønt hun at det var ting hun ikke mestret, som for eksempel ballspill, oppfatte raske endringer i trafikkbildet og studenter som rakte opp hånden bakerst i klasserommet. Først som 48 åring begynte hun å gå i terapi og en dag i det hun kom ut av ytterdøra på instituttet for å gå til lunsj, forteller hun: Jeg hadde ikke tatt mer en noen få skritt ut av undervisningsbygningen før jeg brå-stoppet. Rundt meg falt store våte snøflak langsomt til bakken. For første gang var jeg i stand til å se rommet mellom snøflakene og hvordan myriaden av snøflak oppførte en vakker tredimensjonal dans. Tidligere hadde snøen alltid falt i et plan foran meg, og jeg følte meg som en utvendig observatør. Men nå, følt jeg at jeg var midt inne i snøværet, blant snøflakene.
- Å se stereoskopisk har mange fordeler. Først og fremst er det lettere å bedømme avstanden mellom oss og det vi betrakter. Denne egenskapen finner vi primært hos rovdyr. Disse må kunne bedømme nøyaktige avstander for å kunne legge ned byttet. De har få naturlige fiender og trenger ikke “ha øyne i nakken”. Byttedyr derimot har ofte øyne på siden av hodet. På den måten blir det overlappende synsfeltet lite slik at de kun har dybdesyn i et smalt område. Til gjengjeld har de et meget stort synsfelt uten at de trenger å snu på hode, slik at de lett kan oppdage en fiende og rømme i tide. Mange fugler har øynene plassert på siden av hodet, de har derfor ofte dårlig evne til å bedømme avstand. Til gjengjeld har de et enormt synsfelt, noen fugler kan se 360 uten å snu på hodet. Ugla er et unntak blant fuglene. Den har øynene plassert tett sammen slik at den lett kan bedømme avstanden til et byttedyr. For å kompensere for det smale synsfeltet, kan snøugla, dreie hodet hele 270 til hver side.
- Vi ser at hesten er utstyrt med øyne som et typisk byttedyr.
- Men det var først på 1800-tallet da den engelske fysikeren Charles Wheatstone (1802 – 1875) oppfant stereoskopet, at det ble mulig å undersøke dette fenomenet grundigere. Da det ble mulig å vise fram stereoskopiske bilder ved hjelp av enkle innretninger, blusset interessen for dette temaet kraftig opp. Wheatstone beskrev fenomenet i en avhandling til Royal Society i 1838. I den samme artikkelen beskrev han dessuten et enkelt apparat (stereoskop) som gjorde det mulig å betrakte stereoskopiske bilder (til høyre på figuren). Wheatstone tegnet selv sine stereoskopiske figurer. Med dette og andre instrumenter gjorde han ulike eksperimenter for å avsløre dybdesynets egenart.
- Jeg synes det er naturlig å legge inn et avsnitt om å se eller oppleve perspektiv, for det viser seg at det å se i dybden er sammensatt av en forventning av hvordan verden rundt oss oppfører seg. F.eks. at parallelle linjer ikke er parallelle, men møtes i et punkt nær horisonten.
- Normalt forventer vi at parallelle linjer møtes i et punkt i horisonten. Når dette ikke skjer blir vi lurt av perspektivet.
- Det fortelles om Patrick Huges: “Born in 1939 Patrick Hughes had no formal art education and was largely self-taught. He became fascinated by paradoxes and visual trickery at a young age. He sheltered from the German bombs during the second world war under the staircase of his grandparents house, and was riveted by what a staircase looks like from underneath- the reversal of it's normal self.”
- I vår utstilling i ved Vitensenteret i Trondheim har vi en modell som har vært og er min favoritt. Den kalles bølgende arkader og har invertert perspektiv. Normalt vil vi gjenkjenne dette som et bilde av arkader slik vi kanskje kjenner det fra enkelte byer i Europa. Hvor det er minst to hjørner som stikker fram på hver side av midten. Imidlertid blir vi lurt.
- Når vi roterer et hult ansikt vil vi oppleve at ansiktet endrer retning. Dette skyldes både at vi ikke forventer at et ansikt skal bule feil vei, men også at vi blir lurt av skyggene faller på en uventet måte
- Måneillusjonen er en klassiker, dvs. vi synes månen ser større ut når den er nær horisonten. I virkeligheten er det vi som har en uriktig forestilling om at himmelen over oss er som en hvelvet kumme, dvs. avstanden fra oss og opp til himmelen er kortere rett opp en avstanden til himmelen mot horisonten. Dette er utvilsomt feil og vi vet det, likevel lar vi oss lure.
- Dette spesielle rommet kalles Ames’ rom etter den amerikanske øyenlegen Adelbert Ames Jr, som i 1946 var den første som bygde et perspektivforvrengt rom. Ideen hadde han fra Hermann von Helmholtz (1821–1890) som på slutten av 1900-tallet skisserte et lignende rom. Dette spesielle rommet kalles Ames’ rom etter den amerikanske øyenlegen Adelbert Ames Jr, som i 1946 var den første som bygde et perspektivforvrengt rom. Ideen hadde han fra Hermann von Helmholtz (1821–1890) som på slutten av 1900-tallet skisserte et lignende rom.
- Fenomenet ble først oppdaget og studert av den ungarske forskeren Bela Julesz (1928 – 2003). Se også http://ur.rutgers.edu/medrel/viewArticle.html?ArticleID=3697 Julesz oppdaget dette fenomenet da han i 1940 fikk se to bilder tatt i rask rekkefølge fra et spitfire fly. Bildene viste et delvis islagt elveløp, hvor isen fløt ned langs eleven. Da han la bildene ved siden av hverandre som stereoskopiske par, oppdaget han at bildene uventet ga inntrykk av en dyp kløft midt i elevløpet. Siden bildene var tatt til litt forskjellig tid, og dermed viste en liten forflyttning av isen, ble det inntrykket skapt at det var avbildet en dyp kløft. Denne historien er hentet fra en artikkel som også gir en god teoretisk forståelse for fenomenet. Tidligere trodde man at hjernen trengte et gjenkjennelig bilde, som synet kunne feste seg til, for å kunne “lese” og forstå bilder.
- I 1979 fant Christopher Tyler i samarbeid med programmereren Maureen Clarke (ved Smith-Kettlewell ocular institute i San Francisco), en metode hvor de to bildene kunne legges over hverandre og det svevende tredimensjonale objektet kunne strekke seg over flere perioder av mønsteret. Denne nye teknikken ble kalt autostereogrammer eller Single Image Random Dot Stereograms – SIRDS siden det kun var nødvendig med et enkelt bilde.
- Hvert av øynene fanger inn en rekke bildepunkter. Hvert punkt uttrykker deler av bildet sett fra to forskjellige vinkler, det vil si sett fra henholdsvis høyre og venstre øye. Et bildepunkt som ligger enten bak eller foran bildeplanet (papiret) vil da måtte avbildes som to punkter i bildeplanet. Avhengig av om vi velger en parallell metode (A) eller en krysset metode (B), vil punktet framstå henholdsvis bak eller foran bildeplanet. Dersom bildet skal inkludere farger og ikke bare gråtoner, må punkter som representerer samme punkt i bildet også ha samme farge. Dette er vist med åpne og lukkede sirkler i bildet. Skal vi gjengi en flate bak planet kan denne gjengis som mange par av punkter som vist i figur C over. Dette vil medføre at bilde består av en mengde punkter som tilhører venstre øye, og en like stor mengde andre punkter som tilhører høyre øye. Siden begge øyne ser alle punktene, vil det være umulig å skille ut punkter som skal til hvert av øynene, bildet forblir en samling punkter uten mening. Det geniale med Tayler og Clarces metode er at i stedet for å ha dobbelt sett av punkter, så plasseres de slik at de punktene som det venstre øye skal se alltid sammenfaller med de punktene som høyre øye skal se. Det vil i praksis si at alle punkter har mening for begge øynene. Den eneste utfordringen er å å stille inn øynene slik at punktene overlapper på riktig måte. En datamaskin sørger for å velge plassering av punktene slik at sammenfall alltid oppnås. Dette er illustrert i tegning D til høyre på figuren til høyre. I 1991 forbedret og videreutviklet kunstneren Cheri Smith og programmerne Tom Baccei og Bob Salitsky metoden slik at det også ble mulig å vise fargebilder. Denne metoden tillot også bruk av andre grunnmønster enn svarte og hvite prikker. Metoden er patentert og ligger til grunn for forretningsforetaket Magic Eye. I løpet av 90-tallet produsert dette og andre firma en mengde bøker som viste slike bilder .
- Hva er så forskjellen på disse to? Vel, det er jo for så vidt flere forskjeller. Men en forskjell er avstanden mellom øynene
- Firmaet Phantascope i England har spesialisert seg på å fremstille underlige instrumenter for å utfordre synet.
- Dette merkelige instrumentet, som første gang ble beskrevet av Charles Wheatstone (1802 – 1875) i 1852 , gjør det mulig å se det konvekse som konkavt og omvendt. Ser vi ned på beina våre gjennom et pseudoskop, så vil høyre og venstre fot bytte plass. Tar vi et skritt fram med høyre foten, så vil det se ut som om venstre fot flyttes fram og omvendt. Likeledes vil det som buler ut, se ut som det buler inn, og omvendt. Navnet pseodoskop er hentet fra gresk og betyr noe i nærhet av “feilaktig syn” (false view”). Dette gjelder bare ved bruk av prismatiske psaudoskoper. Psaudoskoper basert på speil vil ikke bytte om høyre og venstre. Vi skulle derfor tro at ser vi på et ansikt gjennom et slikt instrument, så ville ansiktet bule innover og ikke utover. Vi skal se at fullt så enkelt er det ikke.