El documento presenta información sobre la visión estereoscópica y sus aplicaciones. Explica que la visión estereoscópica se basa en las imágenes ligeramente diferentes captadas por cada ojo, lo que permite al cerebro percibir la profundidad. Detalla los fundamentos de este proceso, incluyendo la convergencia de los ojos, la disparidad binocular, y cómo estos factores generan la percepción tridimensional. Asimismo, define conceptos como la imagen estéreo, el paralaje y sus tipos, y analiza problemas como la rel

1. Procesamiento de Imágenes
y Visión Artificial
(WEE2)
Sesión: 13 y 14
Visión Estereoscópica y sus aplicaciones
MSc. Ing. José C. Benítez P.

2. Logros de aprendizaje
1. Analizar cómo se percibe una imagen con profundidad.
2. Conocer los fundamentos de la visión estereoscópica.
3. Experimentar el efecto de la convergencia.
4. Definir una imagen estéreo.
5. Diferenciar los parámetros estéreo.
6. Entender el paralaje y sus tipos.
7. Diferenciar los problemas de la visión estéreo.
8. Conocer los formatos de la visión estéreo.
9. Entender los tipos de dispositivos de visión estéreo.
10. Implementar la visión estéreo.
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3. 3
Contenido
Visión estereoscópica:
¿Cómo se percibe la profundidad en el cerebro?.
Fundamentos de la visión estereoscópica.
Efecto de la convergencia.
Definición de la imagen estéreo.
Los parámetros estéreo.
El paralaje y sus tipos.
Problemas de la visión estéreo.
Formatos de la visión estéreo.
Tipos de dispositivos de visión estéreo.
Implementación de la visión estéreo.

4. ¿Cómo se genera la percepción de la
profundidad (3D) en el cerebro?
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5. Fundamentos de la visión estéreo
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• Nuestros ojos captan dos imágenes desde dos puntos de
vista distintos que dependen de:
• La separación intraocular (DIO)
• Entre 45-75mm (65mm es lo habitual)
• La disparidad: entre las dos imágenes existen
diferencias en la dirección horizontal.
• Son interpretadas como una única imagen, información
de la distancia (fusión y estereopsis).
• La sensación de profundidad depende de la disparidad y
la DIO.
• A mayor DIO, mayor disparidad y mejor captación de
la profundidad en objetos lejanos
• A menor DIO, menor disparidad y mejor captación
de la profundidad en objetos cercanos

6. Fundamentos de la visión estéreo
• Convergencia: punto en el cual se intersecan los ejes ópticos.
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• Punto de divergencia 0.
• En puntos muy alejados los ejes ópticos son casi
paralelos.
• La divergencia nunca se produce.
• A partir de ciertas distancias no se distingue la
profundidad.
• Depende de las personas.
• Entre los 60 y 100m.
• Acomodación: enfoque óptico de un punto.
• Fusión: proceso conjunto de acomodar un punto y hacer
converger los ejes ópticos en él.

7. Experimento
Los ojos convergen en el pulgar.
El fondo se ve doble.
Los ojos convergen en el fondo.
El pulgar se ve doble.
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8. Imagen estéreo
• Llamaremos imagen estéreo a la fusión de la
imagen del ojo derecho con la imagen del ojo
izquierdo.
• Cada una de los dos elementos que
componen la imagen estéreo recibe el
nombre de campo.
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9. Parámetros estéreo
• Distancia intraocular
(DIO).
• Distancia al centro de
proyección (d).
• Paralaje (Paralax)
• Depende de los
factores anteriores.
• Traslación horizontal
de la imagen (HIT:
Horizontal Image
Translation).
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10. Paralaje
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Paralax: distancia entre las dos proyecciones de
un punto en el plano de proyección
Disparidad: distancia entre las dos
proyecciones de un punto en las retinas
Paralax = Disparidad = Estéreo
Paralax depende de
La distancia intraocular
A más DIO más paralax

11. Paralaje
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Tipos de paralaje
• Según el eje
• Paralaje horizontal
• Paralaje vertical (no debe producirse)
• Según la distancia
• Cero paralaje: El punto se encuentra sobre el plano
de proyección. (ZPS: Zero Parallax Setting)
• Paralaje positivo. El punto se encuentra detrás del
plano de proyección.
• Divergente: no debe producirse
• Paralaje negativo. El punto se encuentra antes del
plano de proyección.

12. Paralaje
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13. HIT
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• Traslación horizontal de los campos del par
estéreo.
• Parámetro de ajuste (tunning)
• Modifica
• Paralax
• ZPS
• HIT ≠paralax
• HIT no depende de la distancia.

14. Problemas de visión estéreo
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• Relación acomodación/convergencia.
• Imágenes congruentes.
• Bordes.
• Imágenes cruzadas.
• Paralaje vertical.
• Distancia del observador.

15. Relación acomodación/convergencia
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• Punto de enfoque ≠Punto de convergencia
• Acomodación en la pantalla.
• Puede estar por delante o por detrás.
• No hay problema para puntos con 0 paralax.
• Se utilizan músculos diferentes pero con la
experiencia se enlazan los dos movimientos.
• Produce:
• Dificultades en la fusión
• Incomodidad

16. Relación acomodación/convergencia
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El efecto depende de:
• La persona:
En niños y gente que trabaja con imágenes estéreo el
problema es menor
• La escena que visualicemos
• Tamaño de la pantalla (mejor cuanto más grande)
• De la distancia al plano de proyección (mejor cuanto
mayor)
• Del tipo de paralaje (mejor el paralaje positivo)

17. Relación acomodación/convergencia
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• Se intenta que el paralaje no exceda los 1’5o
Max paralax= 2*d*tan (1’5o/2)

18. Imágenes congruentes
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• Las dos imágenes deben tener igual:
• Brillo.
• Intensidad.
• Contraste.
• Deben mostrar la misma escena.
• Problema con los cursores:
Deberían duplicarse.
• Provoca dificultades en la fusión.

19. Bordes
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• Las imágenes que no están totalmente
contenidas en la pantalla dan problemas.
• Imágenes con paralaje negativo:
• El paralaje indica que el objeto está
delante de la pantalla.
• El corte con el borde indica que está
detrás.
• Imágenes con paralaje positivo:
• Son más tolerantes al recorte vertical que
al horizontal

20. Imágenes cruzadas
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• Este efecto se produce cuando un ojo ve una
imagen que no le corresponde.
• Se produce el efecto de imagen fantasma o
ghosting.
• Se debe a:
• Problemas de sincronización con los
dispositivos.
• Problemas de latencia de la pantalla o los
proyectores.

21. Paralaje vertical
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• Distancia en el eje vertical de las dos
proyecciones de un punto en el plano de
proyección.
• Nunca debe de producirse.
• Provoca:
• Dificultades en la fusión.
• Incomodidad (incluso malestar).
• Obliga al ojo a realizar un movimiento no
natural.

22. Distancia del observador
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• Al acércanos las distancias disminuyen
• Al alejarnos las distancias aumentan

23. Formatos de visión estéreo
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• Líneas entrelazadas.
• Above-below.
• Syde-by-side.
• Red-Cyan.
• Whitelinecode(WLC).
• Quadbuffer.
• Una ventana para cada campo.

24. Líneas entrelazadas
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• Se utilizan la líneas pares para un campo y las
líneas impares para el otro campo
• Problemas
• Reduce la definición vertical (menos
puntos por columna)

25. Above-below
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• Se divide el área de renderizado verticalmente.
• Debe introducirse como parámetro el tamaño de la
línea de separación de campos.
• Problema :
• Pérdida de resolución horizontal

26. Side by side
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• Se divide le área de renderizado horizontalmente
colocando un campo al lado del otro.
• Debe introducirse como parámetro el tamaño de la
línea de separación de campos.
• Problema:
• Pérdida de resolución vertical

27. Red-Cyan
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• Un campo se pinta con tonalidades de rojo y el otro
con tonalidades de cian.
• Problemas:
• Suele darse el fenómeno de ghosting.
• Se pierde congruencia entre los campos de la
imagen estéreo.

28. White line code
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• Se utiliza la última fila de la pantalla para pintar la
línea clave.
• A cada campo se le asigna un código.
• Problema:
• Se necesitan tarjetas con velocidades de
refresco bastante altas (120Hz).

29. Quadbuffer
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• Extensión del doble bufferpara estéreo.
• Se utilizan dos buffers para cada campo
• Problemas:
• Necesita sincronización hardware.
• Necesita una tarjeta con velocidades de
refresco altas.

30. Una ventana para cada campo
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• Consiste en asignar una ventana distinta para cada
campo.
• Necesita sistemas con dos tarjetas gráficas.
• Dos equipos conectados.
• Un solo equipo con dos tarjetas gráficas.

31. Tipos de dispositivos de visión estéreo
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Dispositivos activos:
• Muestran alternativamente los campos de una
imagen estéreo.
• Requieren mecanismos de sincronización costosos.
• Los proyectores son baratos.
Dispositivos pasivos:
• Las dos imágenes son mostradas a la vez.
• No requieren mecanismos de sincronización.
• Los proyectores son caros.

32. Implementación de la visión estéreo
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• Implementación para sistemas con dos planos de
proyección (HMD).
• Implementaciones para sistemas con un único
plano.
• Toe-in
• Off-axis

33. Implementación para sistemas con dos
planos de proyección
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• Proyección sobre dos cámaras.
• Separadas una distancia DIO.
• Con la misma orientación.
• Parámetros.
• Distancia intraocular (DIO).

34. Toe-in
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• Proyección sobre dos cámaras:
• Separadas una distancia
DIO.
• Orientadas hacia el centro
del plano de proyección.
• Orientación:
• Parámetros:
• Distancia intraocular (DIO).
• Distancia al plano de
proyección (d).
• Este método introduce paralaje
vertical).

35. Toe-in
35

36. Off-axis
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Centro de proyección estéreo (SCOP)

37. Off-axis
37
Centro de proyección del campo izquierdo (LCOP)

38. Off-axis
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39. Bibliografía
• http://www.stereographics.com/support/downloads_
support/handbook.pdf
• http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/projection/st
ereorender/
• Calculating Stereo Pairs
• 3D Stereo OpenGLexample
• A portable rear projection stereoscopic display
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40. Resumen
Realizar un resumen mediante mapas conceptuales (CMapTools)
40
de esta diapositiva.
Serán mejor consideradas los resúmenes que tengan información
extra a esta diapositiva.
Las fuentes adicionales utilizadas en el resumen se presentarán
en su carpeta personal del Dropbox y deben conservar el nombre
original y agregar al final _S1314.
Las fuentes y los archivos *.cmap deben colocarse dentro de su
carpeta personal del Dropbox, dentro de una carpeta de nombre:
PDI_PaternoM_S1314
Las Tareas que no cumplan las
indicaciones no serán considerados
por el profesor.

41. 41
Preguntas
El resumen con mapas conceptuales solicitado de la Sesión, al
menos debe responder las siguientes preguntas:
1. ¿Cómo se percibe la profundidad en el cerebro?.
2. Los fundamentos de la visión estereoscópica.
3. El Efecto de la convergencia.
4. Definición de la imagen estéreo.
5. Los parámetros estéreo.
6. El paralaje y sus tipos.
7. Problemas de la visión estéreo.
8. Formatos de la visión estéreo.
9. Tipos de dispositivos de visión estéreo.
10. Implementación de la visión estéreo.

42. 42
Sesión 13 y 14. Visión estereoscópica.
Procesamiento de Imágenes
y Visión Artificial
Blog del curso:
http://utppdiyva.blogspot.com