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La estereoscopía (también llamada estereoscópica o imagen estéreo ) es una técnica para crear o mejorar la ilusión de profundidad en una imagen mediante estereopsis para visión binocular . [2] La palabra estereoscopía deriva del griego στερεός (stereos) 'firme, sólido', y σκοπέω (skopeō) 'mirar, ver'. [3] [4] Cualquier imagen estereoscópica se llama estereograma . Originalmente, estereograma se refería a un par de imágenes estéreo que podían verse mediante un estereoscopio .
La mayoría de los métodos estereoscópicos presentan al espectador un par de imágenes bidimensionales . La imagen izquierda se presenta al ojo izquierdo y la imagen derecha se presenta al ojo derecho. Cuando se ven, el cerebro humano percibe las imágenes como una única vista 3D, lo que le da al espectador la percepción de profundidad 3D . Sin embargo, el efecto 3D carece de la profundidad focal adecuada, lo que da lugar al conflicto de convergencia-acomodación .
La estereoscopía se distingue de otros tipos de pantallas 3D que muestran una imagen en tres dimensiones completas , lo que permite al observador aumentar la información sobre los objetos tridimensionales que se muestran mediante los movimientos de la cabeza y los ojos .
La estereoscopía crea la ilusión de profundidad tridimensional a partir de un par de imágenes bidimensionales. [5] La visión humana, incluida la percepción de profundidad, es un proceso complejo, que sólo comienza con la adquisición de información visual captada a través de los ojos; gran parte del procesamiento se produce dentro del cerebro, mientras se esfuerza por darle sentido a la información en bruto. Una de las funciones que ocurren dentro del cerebro cuando interpreta lo que ven los ojos es evaluar las distancias relativas de los objetos al espectador y la dimensión de profundidad de esos objetos. Las señales que utiliza el cerebro para medir distancias relativas y profundidad en una escena percibida incluyen: [6]
(Todas las señales anteriores, excepto las dos primeras, existen en imágenes bidimensionales tradicionales, como pinturas, fotografías y televisión) .
La estereoscopía es la producción de la ilusión de profundidad en una fotografía , película u otra imagen bidimensional mediante la presentación de una imagen ligeramente diferente a cada ojo , que agrega la primera de estas señales ( estereopsis ). Luego, las dos imágenes se combinan en el cerebro para dar la percepción de profundidad. Debido a que todos los puntos de la imagen producida por estereoscopía se enfocan en el mismo plano independientemente de su profundidad en la escena original, la segunda señal, el enfoque, no se duplica y, por lo tanto, la ilusión de profundidad es incompleta. También hay principalmente dos efectos de la estereoscopía que no son naturales para la visión humana: (1) el desajuste entre convergencia y acomodación, causado por la diferencia entre la posición percibida de un objeto delante o detrás de la pantalla y el origen real de esa luz. ; y (2) posible diafonía entre los ojos, causada por una separación imperfecta de la imagen en algunos métodos de estereoscopía.
Aunque el término "3D" se utiliza de manera ubicua, la presentación de imágenes duales en 2D es claramente diferente de mostrar una imagen en tres dimensiones completas . La diferencia más notable es que, en el caso de las pantallas "3D", el movimiento de la cabeza y los ojos del observador no cambian la información recibida sobre los objetos tridimensionales que se ven. Las pantallas holográficas y la pantalla volumétrica no tienen esta limitación. Así como no es posible recrear un campo sonoro tridimensional completo con sólo dos altavoces estereofónicos, es una exageración llamar "3D" a las imágenes 2D duales. El término exacto "estereoscópico" es más engorroso que el nombre equivocado común "3D", que se ha arraigado durante muchas décadas de uso indebido incuestionable. Aunque la mayoría de las pantallas estereoscópicas no califican como pantallas 3D reales, todas las pantallas 3D reales también son pantallas estereoscópicas porque también cumplen con los criterios más bajos.
La mayoría de las pantallas 3D utilizan este método estereoscópico para transmitir imágenes. Fue inventado por primera vez por Sir Charles Wheatstone en 1838, [8] [9] y mejorado por Sir David Brewster , quien fabricó el primer dispositivo portátil de visualización 3D. [10]
Wheatstone utilizó originalmente su estereoscopio (un dispositivo bastante voluminoso) [11] con dibujos porque la fotografía aún no estaba disponible, sin embargo, su artículo original parece prever el desarrollo de un método de imagen realista: [12]
Para fines de ilustración he empleado sólo figuras de contorno, ya que si se hubieran introducido sombras o colores se podría suponer que el efecto se debió total o parcialmente a estas circunstancias, mientras que al dejarlas fuera de consideración no queda lugar a dudas. que todo el efecto de relieve se debe a la percepción simultánea de las dos proyecciones monoculares, una en cada retina. Pero si se requiere obtener las semejanzas más fieles de objetos reales, se pueden emplear adecuadamente sombras y colores para realzar los efectos. Una atención cuidadosa permitiría al artista dibujar y pintar los dos cuadros componentes, de modo que presenten a la mente del observador, en la percepción resultante, una identidad perfecta con el objeto representado. Flores, cristales, bustos, jarrones, instrumentos de diversos tipos, etc., podían así representarse de manera que no se distinguieran a la vista de los objetos reales. [8]
La estereoscopía se utiliza en fotogrametría y también para entretenimiento mediante la producción de estereogramas. La estereoscopía es útil para ver imágenes renderizadas a partir de grandes conjuntos de datos multidimensionales, como los producidos por datos experimentales. La fotografía tridimensional industrial moderna puede utilizar escáneres 3D para detectar y registrar información tridimensional. [13] La información de profundidad tridimensional se puede reconstruir a partir de dos imágenes usando una computadora correlacionando los píxeles en las imágenes izquierda y derecha. [14] Resolver el problema de correspondencia en el campo de la visión por computadora tiene como objetivo crear información de profundidad significativa a partir de dos imágenes.
Anatómicamente, se requieren 3 niveles de visión binocular para ver imágenes estéreo:
Estas funciones se desarrollan en la primera infancia. Algunas personas que tienen estrabismo interrumpen el desarrollo de la estereopsis; sin embargo, se puede utilizar un tratamiento ortóptico para mejorar la visión binocular . La estereoagudeza de una persona [15] determina la disparidad mínima de imagen que puede percibir como profundidad. Se cree que aproximadamente el 12% de las personas no pueden ver correctamente imágenes en 3D debido a una variedad de condiciones médicas. [16] [17] Según otro experimento, hasta el 30% de las personas tienen una visión estereoscópica muy débil que les impide la percepción de profundidad basada en la disparidad estéreo. Esto anula o disminuye considerablemente los efectos de inmersión del estéreo en ellos. [18]
La visualización estereoscópica puede ser creada artificialmente por el cerebro del espectador, como se demuestra con el efecto Van Hare , donde el cerebro percibe imágenes estéreo incluso cuando las fotografías emparejadas son idénticas. Esta "falsa dimensionalidad" resulta de la estereoagudeza desarrollada en el cerebro, lo que permite al espectador completar información detallada incluso cuando hay pocas señales 3D disponibles en las imágenes emparejadas, si es que hay alguna.
La fotografía estereoscópica tradicional consiste en crear una ilusión 3D a partir de un par de imágenes 2D, un estereograma. La forma más sencilla de mejorar la percepción de profundidad en el cerebro es proporcionar a los ojos del espectador dos imágenes diferentes, que representen dos perspectivas del mismo objeto, con una desviación menor igual o casi igual a las perspectivas que ambos ojos reciben naturalmente en la visión binocular. .
Se recomiendan gafas 3D rojo cian para ver esta imagen correctamente._2019-06-27.jpg/1280px-Passiflora_caerulea_STEREO_(R-L)_2019-06-27.jpg)
Para evitar la fatiga visual y la distorsión, cada una de las dos imágenes 2D debe presentarse al espectador de modo que cualquier objeto a una distancia infinita sea percibido por el ojo como si estuviera recto, sin que los ojos del espectador estuvieran bizcos ni divergentes. Cuando la imagen no contiene ningún objeto a una distancia infinita, como un horizonte o una nube, las imágenes deben estar espaciadas correspondientemente más juntas.
Las ventajas de los visores uno al lado del otro es la falta de disminución del brillo, lo que permite la presentación de imágenes en muy alta resolución y en todo el espectro de colores, la simplicidad en la creación y se requiere poco o ningún procesamiento adicional de imágenes. En algunas circunstancias, como cuando se presenta un par de imágenes para visualización gratuita, no se necesita ningún dispositivo ni equipo óptico adicional.
La principal desventaja de los espectadores uno al lado del otro es que las visualizaciones de imágenes grandes no son prácticas y la resolución está limitada por el medio de visualización o el ojo humano. Esto se debe a que a medida que aumentan las dimensiones de una imagen, el aparato de visualización o el propio espectador deben alejarse proporcionalmente de ella para poder verla cómodamente. Acercarse a una imagen para ver más detalles sólo sería posible con equipos de visualización que se ajustaran a la diferencia.
Freeviewing consiste en ver un par de imágenes una al lado de la otra sin utilizar un dispositivo de visualización. [2]
Hay dos métodos disponibles para la visualización gratuita: [15] [19]
Algunos defensores de la visión bizca están utilizando ahora gafas prismáticas con enmascaramiento automático. Estos reducen el grado de convergencia requerido y permiten mostrar imágenes de gran tamaño. Sin embargo, cualquier ayuda de visualización que utilice prismas, espejos o lentes para ayudar a la fusión o el enfoque es simplemente un tipo de estereoscopio, excluido por la definición habitual de visualización libre.
Fusionar estereoscópicamente dos imágenes separadas sin la ayuda de espejos o prismas y al mismo tiempo mantenerlas nítidas sin la ayuda de lentes de visualización adecuadas requiere inevitablemente una combinación antinatural de vergencia y acomodación del ojo . Por lo tanto, la visualización gratuita simple no puede reproducir con precisión las señales de profundidad fisiológicas de la experiencia de visualización del mundo real. Diferentes personas pueden experimentar diferentes grados de facilidad y comodidad para lograr la fusión y un buen enfoque, así como diferentes tendencias a la fatiga o tensión ocular.
Un autoestereograma es un estereograma de una sola imagen (SIS), diseñado para crear la ilusión visual de una escena tridimensional (3D) dentro del cerebro humano a partir de una imagen bidimensional externa . Para percibir formas tridimensionales en estos autoestereogramas, es necesario superar la coordinación normalmente automática entre enfoque y vergencia .
El estereoscopio es esencialmente un instrumento en el que se presentan simultáneamente dos fotografías del mismo objeto, tomadas desde ángulos ligeramente diferentes, una en cada ojo. Un estereoscopio simple tiene un tamaño limitado de imagen que puede utilizar. Un estereoscopio más complejo utiliza un par de dispositivos similares a periscopios horizontales , lo que permite el uso de imágenes más grandes que pueden presentar información más detallada en un campo de visión más amplio. Se pueden comprar estereoscopios históricos, como los estereoscopios Holmes, como antigüedades.
Algunos estereoscopios están diseñados para visualizar fotografías transparentes sobre película o vidrio, conocidas como transparencias o diapositivos y comúnmente llamadas diapositivas . Algunas de las primeras vistas estereoscopios, publicadas en la década de 1850, fueron sobre vidrio. A principios del siglo XX, las diapositivas de vidrio de 45x107 mm y 6x13 cm eran formatos comunes para la fotografía estéreo de aficionados, especialmente en Europa. En años posteriores, se utilizaron varios formatos basados en películas. Los formatos más conocidos para vistas estéreo de películas emitidas comercialmente son Tru-Vue , introducido en 1931, y View-Master , introducido en 1939 y todavía en producción. Para diapositivas estéreo de aficionados, el formato Stereo Realist , introducido en 1947, es con diferencia el más común.
El usuario normalmente usa un casco o gafas con dos pequeñas pantallas LCD u OLED con lentes de aumento, una para cada ojo. La tecnología se puede utilizar para mostrar películas, imágenes o juegos en estéreo, pero también se puede utilizar para crear una visualización virtual . Las pantallas montadas en la cabeza también pueden combinarse con dispositivos de seguimiento de la cabeza, lo que permite al usuario "mirar alrededor" del mundo virtual moviendo la cabeza, eliminando la necesidad de un controlador independiente. Realizar esta actualización lo suficientemente rápido como para evitar provocar náuseas en el usuario requiere una gran cantidad de procesamiento de imágenes por computadora. Si se utiliza la detección de posición de seis ejes (dirección y posición), el usuario puede moverse dentro de las limitaciones del equipo utilizado. Debido a los rápidos avances en los gráficos por computadora y la continua miniaturización del vídeo y otros equipos, estos dispositivos están comenzando a estar disponibles a un costo más razonable.
Se pueden utilizar gafas montadas en la cabeza o portátiles para ver una imagen transparente impuesta a la visión del mundo real, creando lo que se llama realidad aumentada . Esto se hace reflejando las imágenes de vídeo a través de espejos parcialmente reflectantes. La visión del mundo real se ve a través de la superficie reflectante de los espejos. Se han utilizado sistemas experimentales para juegos, donde los oponentes virtuales pueden mirar desde ventanas reales mientras el jugador se mueve. Se espera que este tipo de sistema tenga una amplia aplicación en el mantenimiento de sistemas complejos, ya que puede brindarle al técnico lo que efectivamente es "visión de rayos X" al combinar la representación gráfica por computadora de elementos ocultos con la visión natural del técnico. Además, en este mismo equipo se pueden entregar datos técnicos y diagramas esquemáticos, eliminando la necesidad de obtener y transportar voluminosos documentos en papel.
También se espera que la visión estereoscópica aumentada tenga aplicaciones en cirugía, ya que permite la combinación de datos radiográficos ( tomografía computarizada y resonancia magnética ) con la visión del cirujano.
Una pantalla de retina virtual (VRD), también conocida como pantalla de escaneo de retina (RSD) o proyector de retina (RP), que no debe confundirse con una " Retina Display ", es una tecnología de visualización que dibuja una imagen rasterizada (como una imagen de televisión ). ) directamente sobre la retina del ojo. El usuario ve lo que parece ser una pantalla convencional flotando en el espacio frente a él. Para una verdadera estereoscopía, cada ojo debe contar con su propia pantalla discreta. Para producir una pantalla virtual que ocupe un ángulo visual útilmente grande pero que no implique el uso de lentes o espejos relativamente grandes, la fuente de luz debe estar muy cerca del ojo. La forma más comúnmente propuesta es una lente de contacto que incorpora una o más fuentes de luz semiconductoras. A partir de 2013, la inclusión de medios adecuados de escaneo por haz de luz en una lente de contacto sigue siendo muy problemática, al igual que la alternativa de incorporar una matriz razonablemente transparente de cientos de miles (o millones, para resolución HD) de fuentes de luz alineadas con precisión. luz colimada.
Hay dos categorías de tecnología de visualización 3D, activa y pasiva. Los espectadores activos tienen componentes electrónicos que interactúan con una pantalla. Los espectadores pasivos filtran flujos constantes de información binocular hacia el ojo apropiado.
Un sistema de obturador funciona presentando abiertamente la imagen destinada al ojo izquierdo mientras bloquea la visión del ojo derecho, luego presenta la imagen del ojo derecho mientras bloquea el ojo izquierdo, y repitiendo esto tan rápidamente que las interrupciones no interfieran con la fusión percibida de las dos imágenes en una sola imagen 3D. Generalmente se utilizan gafas con obturador de cristal líquido. El cristal de cada ojo contiene una capa de cristal líquido que tiene la propiedad de oscurecerse cuando se aplica voltaje, siendo transparente en caso contrario. Las gafas están controladas por una señal de sincronización que permite que las gafas se oscurezcan alternativamente sobre un ojo y luego sobre el otro, en sincronización con la frecuencia de actualización de la pantalla. El principal inconveniente de los obturadores activos es que la mayoría de los vídeos y películas en 3D se grabaron con vistas simultáneas izquierda y derecha, por lo que introduce un "paralaje temporal" para cualquier cosa que se mueva lateralmente: por ejemplo, alguien que camina a 3,4 mph será visto un 20% demasiado cerca o un 25% demasiado lejos en el caso más actual de una proyección de 2x60 Hz.
Para presentar imágenes estereoscópicas, se proyectan dos imágenes superpuestas en la misma pantalla a través de filtros polarizadores o se presentan en una pantalla con filtros polarizados. Para la proyección se utiliza una pantalla plateada para preservar la polarización. En la mayoría de las pantallas pasivas, cada dos filas de píxeles está polarizada para un ojo o para el otro. [20] Este método también se conoce como entrelazado. El espectador lleva gafas económicas que también contienen un par de filtros polarizadores opuestos. Como cada filtro solo deja pasar luz que está polarizada de manera similar y bloquea la luz polarizada opuesta, cada ojo solo ve una de las imágenes y se logra el efecto.
Esta técnica utiliza longitudes de onda específicas de rojo, verde y azul para el ojo derecho, y diferentes longitudes de onda de rojo, verde y azul para el ojo izquierdo. Los anteojos que filtran longitudes de onda muy específicas permiten al usuario ver una imagen en 3D a todo color. También se le conoce como filtrado de peine espectral o visualización multiplex de longitud de onda o superanaglifo . Dolby 3D utiliza este principio. El sistema Omega 3D/ Panavision 3D también ha utilizado una versión mejorada de esta tecnología [21] En junio de 2012, DPVO Theatrical suspendió el sistema Omega 3D/Panavision 3D, quien lo comercializó en nombre de Panavision, citando "desafiantes desafíos económicos y 3D globales". condiciones de mercado".
Anaglifo 3D es el nombre que recibe el efecto 3D estereoscópico que se consigue codificando la imagen de cada ojo mediante filtros de colores diferentes (normalmente cromáticamente opuestos), normalmente rojo y cian . Se pueden utilizar filtros rojo-cian porque nuestros sistemas de procesamiento de visión utilizan comparaciones de rojo y cian, así como de azul y amarillo, para determinar el color y los contornos de los objetos. Las imágenes Anaglifo 3D contienen dos imágenes de colores filtradas de forma diferente, una para cada ojo. Cuando se ven a través de las "gafas anaglifo" "codificadas por colores", cada una de las dos imágenes llega a un ojo, revelando una imagen estereoscópica integrada. La corteza visual del cerebro fusiona esto en la percepción de una escena o composición tridimensional. [22]
El procedimiento ChromaDepth de American Paper Optics se basa en el hecho de que con un prisma los colores se separan en distintos grados. Las gafas ChromaDepth contienen láminas visuales especiales, que consisten en prismas microscópicamente pequeños. Esto hace que la imagen se traduzca una cierta cantidad que depende de su color. Si ahora se utiliza una lámina de prisma en un ojo y no en el otro, las dos imágenes que se ven, dependiendo del color, están más o menos separadas. El cerebro produce la impresión espacial a partir de esta diferencia. La ventaja de esta tecnología consiste sobre todo en que las imágenes ChromaDepth se pueden ver sin problemas incluso sin gafas (por lo tanto bidimensionales) (a diferencia del anaglifo de dos colores). Sin embargo, los colores sólo se pueden seleccionar de forma limitada, ya que contienen la información de profundidad de la imagen. Si se cambia el color de un objeto, también cambiará su distancia observada. [23]
El efecto Pulfrich se basa en el fenómeno del ojo humano que procesa las imágenes más lentamente cuando hay menos luz, como cuando mira a través de una lente oscura. [24] Debido a que el efecto Pulfrich depende del movimiento en una dirección particular para instigar la ilusión de profundidad, no es útil como técnica estereoscópica general. Por ejemplo, no se puede utilizar para mostrar un objeto estacionario que aparentemente se extiende dentro o fuera de la pantalla; De manera similar, los objetos que se mueven verticalmente no se considerarán que se mueven en profundidad. El movimiento incidental de objetos creará artefactos espurios, y estos efectos incidentales se verán como una profundidad artificial no relacionada con la profundidad real de la escena.
La visualización estereoscópica se logra colocando un par de imágenes una encima de la otra. Se fabrican visores especiales para formato superior/inferior que inclinan la vista derecha ligeramente hacia arriba y la vista izquierda ligeramente hacia abajo. El más común con espejos es el View Magic. Otro con gafas prismáticas es el visor KMQ . [25] Un uso reciente de esta técnica es el proyecto openKMQ. [26]
Las tecnologías de visualización autoestereoscópica utilizan componentes ópticos en la pantalla, en lugar de ser usados por el usuario, para permitir que cada ojo vea una imagen diferente. Debido a que no se requiere casco, también se le llama "3D sin gafas". La óptica divide las imágenes direccionalmente hacia los ojos del espectador, por lo que la geometría de visualización de la pantalla requiere posiciones limitadas de la cabeza para lograr el efecto estereoscópico. Las pantallas automultiscópicas proporcionan múltiples vistas de la misma escena, en lugar de sólo dos. Cada vista es visible desde un rango diferente de posiciones frente a la pantalla. Esto permite al espectador moverse de izquierda a derecha frente a la pantalla y ver la vista correcta desde cualquier posición. La tecnología incluye dos clases amplias de pantallas: las que utilizan seguimiento de la cabeza para garantizar que cada uno de los dos ojos del espectador vea una imagen diferente en la pantalla, y las que muestran múltiples vistas para que la pantalla no necesite saber dónde están los espectadores. ' Los ojos están dirigidos. Ejemplos de tecnología de pantallas autoestereoscópicas incluyen lentes lenticulares , barrera de paralaje , pantallas volumétricas , holografías y pantallas de campo luminoso .
La holografía láser , en su forma "pura" original de holograma de transmisión fotográfica , es la única tecnología creada hasta ahora que puede reproducir un objeto o escena con un realismo tan completo que la reproducción es visualmente indistinguible del original, dadas las condiciones de iluminación originales. [ cita necesaria ] Crea un campo de luz idéntico al que emanaba de la escena original, con paralaje en todos los ejes y un ángulo de visión muy amplio. El ojo enfoca de manera diferencial objetos a diferentes distancias y los detalles del sujeto se conservan hasta el nivel microscópico. El efecto es exactamente como mirar por una ventana. Desafortunadamente, esta forma "pura" requiere que el sujeto esté iluminado por un láser y completamente inmóvil (dentro de una fracción menor de la longitud de onda de la luz) durante la exposición fotográfica, y se debe utilizar luz láser para ver correctamente los resultados. La mayoría de la gente nunca ha visto un holograma de transmisión iluminado por láser. Los tipos de hologramas que se encuentran comúnmente han comprometido seriamente la calidad de la imagen, por lo que se puede utilizar luz blanca ordinaria para la visualización, y casi siempre se recurre a procesos de obtención de imágenes intermedias no holográficas, como alternativa al uso de potentes y peligrosos láseres pulsados, cuando se ven sujetos vivos. fotografiado.
Aunque los procesos fotográficos originales han demostrado ser poco prácticos para el uso general, la combinación de hologramas generados por computadora (CGH) y pantallas holográficas optoelectrónicas, ambos en desarrollo desde hace muchos años, tiene el potencial de transformar la quimera de medio siglo de antigüedad del 3D holográfico. la televisión en una realidad; Hasta ahora, sin embargo, la gran cantidad de cálculos necesarios para generar un solo holograma detallado y el enorme ancho de banda necesario para transmitir un flujo de ellos han confinado esta tecnología al laboratorio de investigación.
En 2013, una empresa de Silicon Valley, LEIA Inc , comenzó a fabricar pantallas holográficas adecuadas para dispositivos móviles (relojes, teléfonos inteligentes o tabletas) que utilizaban una retroiluminación multidireccional y permitían una visión de amplio ángulo de paralaje completo para ver contenido en 3D sin necesidad de anteojos. [27]
Las pantallas volumétricas utilizan algún mecanismo físico para mostrar puntos de luz dentro de un volumen. Estas pantallas utilizan vóxeles en lugar de píxeles . Las pantallas volumétricas incluyen pantallas multiplanares, que tienen múltiples planos de visualización apilados, y pantallas de panel giratorio, donde un panel giratorio barre un volumen.
Se han desarrollado otras tecnologías para proyectar puntos de luz en el aire sobre un dispositivo. Un láser infrarrojo se enfoca hacia el destino en el espacio, generando una pequeña burbuja de plasma que emite luz visible.
La imagen integral es una técnica para producir pantallas 3D que son tanto autoestereoscópicas como multiscópicas , lo que significa que la imagen 3D se ve sin el uso de gafas especiales y se ven diferentes aspectos cuando se ve desde posiciones que difieren horizontal o verticalmente. Esto se logra mediante el uso de una serie de microlentes (similares a una lente lenticular , pero una matriz X-Y o "ojo de mosca" en la que cada lente normalmente forma su propia imagen de la escena sin la ayuda de una lente objetivo más grande ) o orificios para Capture y muestre la escena como un campo de luz 4D , produciendo imágenes estereoscópicas que exhiben alteraciones realistas de paralaje y perspectiva cuando el espectador se mueve hacia la izquierda, derecha, arriba, abajo, más cerca o más lejos.
Es posible que la imagen integral no sea técnicamente un tipo de autoestereoscopia, ya que la autoestereoscopia todavía se refiere a la generación de dos imágenes.
La estereoscopía Wiggle es una técnica de visualización de imágenes que se logra alternando rápidamente la visualización de los lados izquierdo y derecho de un estereograma. Los ejemplos en línea, que se encuentran en formato GIF animado en la web, son visibles en la colección de estereogramas de la Biblioteca Pública de Nueva York Archivado el 25 de mayo de 2022 en Wayback Machine . La técnica también se conoce como "Piku-Piku". [28]
Para la fotografía estéreo de uso general, donde el objetivo es duplicar la visión humana natural y dar una impresión visual lo más cercana posible a estar allí, la línea de base correcta (distancia entre donde se toman las imágenes derecha e izquierda) sería la misma que la distancia entre los ojos. [29] Cuando las imágenes tomadas con dicha línea de base se ven utilizando un método de visualización que duplica las condiciones bajo las cuales se tomó la fotografía, entonces el resultado sería una imagen muy parecida a la que se vería en el sitio donde se tomó la foto. . Esto podría describirse como "ortoestéreo".
Sin embargo, hay situaciones en las que podría ser deseable utilizar una línea de base más larga o más corta. Los factores a considerar incluyen el método de visualización que se utilizará y el objetivo al tomar la fotografía. El concepto de línea de base también se aplica a otras ramas de la estereografía, como los dibujos estéreo y las imágenes estéreo generadas por computadora , pero implica el punto de vista elegido en lugar de la separación física real de cámaras o lentes.
El concepto de ventana estéreo siempre es importante, ya que la ventana es la imagen estereoscópica de los límites externos de las vistas izquierda y derecha que constituyen la imagen estereoscópica. Si se coloca delante de ella cualquier objeto cortado por los lados laterales de la ventana, se produce un efecto antinatural e indeseable, esto se denomina "violación de la ventana". Esto se puede entender mejor volviendo a la analogía de una ventana física real. Por lo tanto, existe una contradicción entre dos señales de profundidad diferentes: algunos elementos de la imagen están ocultos por la ventana, de modo que la ventana parece más cercana que estos elementos, y los mismos elementos de la imagen aparecen más cerca que la ventana. De modo que la ventana del estéreo siempre debe estar ajustada para evitar violaciones de la ventana.
Algunos objetos se pueden ver delante de la ventana, siempre que no lleguen a los lados laterales de la ventana. Pero estos objetos no se pueden ver demasiado cerca, ya que siempre existe un límite en el rango de paralaje para una visualización cómoda.
Si una escena se ve a través de una ventana, normalmente toda la escena estaría detrás de la ventana; si la escena está distante, estaría a cierta distancia detrás de la ventana; si está cerca, parecería estar justo más allá de la ventana. Un objeto más pequeño que la propia ventana podría incluso atravesar la ventana y aparecer parcial o totalmente frente a ella. Lo mismo se aplica a una parte de un objeto más grande que es más pequeña que la ventana. El objetivo de configurar la ventana estéreo es duplicar este efecto.
Por lo tanto, la ubicación de la ventana versus la totalidad de la imagen debe ajustarse para que la mayor parte de la imagen se vea más allá de la ventana. En el caso de ver la imagen en un televisor 3D, es más fácil colocar la ventana delante de la imagen y dejarla en el plano de la pantalla.
Por el contrario, en el caso de una proyección en una pantalla mucho más grande, es mucho mejor colocar la ventana delante de la pantalla (se llama "ventana flotante"), de modo que la vean unos dos metros de distancia los espectadores se sientan en la primera fila. Por lo tanto, estas personas normalmente verán el fondo de la imagen en el infinito. Por supuesto, los espectadores sentados más allá verán la ventana más alejada, pero si la imagen se realiza en condiciones normales, de modo que los espectadores de la primera fila vean este fondo en el infinito, los demás espectadores, sentados detrás, también verán este fondo en el infinito. infinito, ya que el paralaje de este fondo es igual al del interocular humano promedio.
Toda la escena, incluida la ventana, se puede mover hacia adelante o hacia atrás en profundidad, deslizando horizontalmente las vistas del ojo izquierdo y derecho entre sí. Alejar una o ambas imágenes del centro alejará toda la escena del espectador, mientras que mover una o ambas imágenes hacia el centro moverá toda la escena hacia el espectador. Esto es posible, por ejemplo, si para esta proyección se utilizan dos proyectores.
En la fotografía estéreo, los ajustes de la ventana se logran desplazando/recortando las imágenes; en otras formas de estereoscopía, como dibujos e imágenes generadas por computadora, la ventana está integrada en el diseño de las imágenes a medida que se generan.
Las imágenes se pueden recortar de forma creativa para crear una ventana estéreo que no sea necesariamente rectangular ni esté situada en un plano perpendicular a la línea de visión del espectador. Los bordes del marco estéreo pueden ser rectos o curvos y, cuando se ven en 3D, pueden fluir hacia o alejándose del espectador y a través de la escena. Estos marcos estéreo diseñados pueden ayudar a enfatizar ciertos elementos en la imagen estéreo o pueden ser un componente artístico de la imagen estéreo.
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Si bien las imágenes estereoscópicas se han utilizado típicamente para entretenimiento, incluidas tarjetas estereográficas , películas en 3D , televisión en 3D , videojuegos estereoscópicos , [30] impresiones con anaglifos e imágenes, carteles y libros de autoestereogramas , también existen otros usos de esta tecnología.
Salvador Dalí creó algunos estereogramas impresionantes en su exploración de una variedad de ilusiones ópticas. Otros artistas estéreo incluyen a Zoe Beloff, Christopher Schneberger, Rebecca Hackemann, William Kentridge y Jim Naughten. [31] También se han pintado a mano imágenes estereoscópicas anaglifos en rojo y cian. [32]
En el siglo XIX, se comprendió que las imágenes estereoscópicas brindaban una oportunidad para que las personas experimentaran lugares y cosas lejanas, y se produjeron muchos sets de viajes y se publicaron libros que permitían a las personas aprender sobre geografía, ciencia, historia y otros temas. [33] Tales usos continuaron hasta mediados del siglo XX, y Keystone View Company produjo tarjetas hasta la década de 1960.
Se recomiendan gafas 3D rojo cian para ver esta imagen correctamente.Los Mars Exploration Rovers , lanzados por la NASA en 2003 para explorar la superficie de Marte , están equipados con cámaras únicas que permiten a los investigadores ver imágenes estereoscópicas de la superficie de Marte.
Las dos cámaras que componen la Pancam de cada rover están situadas a 1,5 m sobre la superficie del suelo y están separadas por 30 cm, con 1 grado de convergencia. Esto permite convertir los pares de imágenes en imágenes estereoscópicas científicamente útiles, que pueden verse como estereogramas, anaglifos o procesarse en imágenes de computadora en 3D. [34]
La capacidad de crear imágenes realistas en 3D a partir de un par de cámaras aproximadamente a la altura humana brinda a los investigadores una mayor comprensión de la naturaleza de los paisajes que se ven. En entornos sin atmósferas brumosas ni puntos de referencia familiares, los humanos dependen de pistas estereoscópicas para juzgar la distancia. Por tanto, los puntos de vista de una sola cámara son más difíciles de interpretar. Los sistemas estereoscópicos con múltiples cámaras, como la Pancam, abordan este problema en la exploración espacial sin tripulación.
Los optometristas , oftalmólogos , ortoptistas y terapeutas visuales utilizan tarjetas de estereogramas y vectógrafos en el diagnóstico y tratamiento de la visión binocular y los trastornos de acomodación . [35]
Las fotografías de pares estereoscópicos proporcionaron una forma de realizar visualizaciones tridimensionales (3D) de fotografías aéreas ; Desde aproximadamente el año 2000, las vistas aéreas en 3D se basan principalmente en tecnologías de imágenes estéreo digitales. Un problema relacionado con las imágenes estéreo es la cantidad de espacio en disco necesario para guardar dichos archivos. De hecho, una imagen estéreo suele requerir el doble de espacio que una imagen normal. Recientemente, los científicos de visión por computadora intentaron encontrar técnicas para atacar la redundancia visual de los estereopares con el objetivo de definir una versión comprimida de los archivos de estereopares. [37] [38] Los cartógrafos generan hoy estereopares utilizando programas informáticos para visualizar la topografía en tres dimensiones. [39] La visualización estéreo computarizada aplica programas de coincidencia estéreo. [40] En biología y química, las estructuras moleculares complejas a menudo se representan en estereopares. La misma técnica también se puede aplicar a cualquier parámetro matemático (o científico, o de ingeniería) que sea función de dos variables, aunque en estos casos es más común que se cree un efecto tridimensional utilizando una malla 'distorsionada' o sombreado (como si viniera de una fuente de luz distante).
