Слайд 1
Исследовательская работа по теме:
«Создание трехмерного изображения из плоской картинки»
(«Как увидеть объем
в плоской картинке »)
Подготовила:
ученица 4 «В» класса
Воронина Василина
Руководитель:
Арефьева
Евгения Вячеславовна
Слайд 2Введение
С доисторических времен люди пытались зафиксировать в изображении окружающую реальность, передать
цвета и краски всего того, что видит человек. Вначале это были примитивные наскальные рисунки, в которых с большим трудом можно увидеть изображения людей, животных, сцены охоты. Но шло время, человек развивался, развивались и усложнялись картины, создаваемые им.
Слайд 3 Как же нам быть? Как умудриться увидеть изображение мира таким,
как и сам мир - трёхмерным? И как самому получить качественное объемное изображение из плоской картинки?
Актуальность данной научно-практической работы заключается в ознакомлении с оригинальными и перспективными способами получения объемного изображения и их практическому применению.
Цель исследования: научится получать объемное изображение на основе плоской двухмерной картинки .
Задачи исследования.
1. Изучить основные понятия объемного трехмерного изображения и возможные способы его получения
2. Изучить различные виды объемного изображения
3. Провести практические опыты по созданию объемного изображения
4. На основе теоретических знаний и проведенных опытов сделать вывод о возможности использования результатов в повседневной жизни.
Слайд 4Теоретические основы объемного изображения.
В современном мире все чаще возрастает интерес к
стереоизображениям – это 3D- картинки, игры, фотографии, фильмы.
Стереоизображение – это объемное изображение, сделанное из двух картинок. Пример стереоизображения сегодня можно увидеть в 3D-фильмах или 3D-видеоиграх.
Однако стереоизображение было известно намного раньше создания обычного фотоаппарата.
Слайд 5История создания объемных изображений
Родоначальником стерео по праву является Эвклид, который в
280 году до н. э. заметил, что восприятие глубины пространства и рельефность, достигается из-за того, что каждый глаз видит немного разные картинки одного и того же изображенного объекта.
Слайд 6Позже этот факт подтвердил в 1584 году Леонардо да Винчи и
подробно изложил в своих сочинениях особенности зрительного восприятия.
В XVII веке немецкий оптик Иоганн Кеплер – раскрыл основы стереоскопического восприятия человека в своих научных работах.
Слайд 7Чарльз Уитстон в 1833 году презентовал миру зеркальный стереоскоп. Он позволял
увидеть картинку в объеме при использовании картинок с небольшим смещением.
Первый стереофотоаппарат был сконструирован и запатентован российским изобретателем Иваном Фёдоровичем Александровским. В 1854 году мастеру живописного цеха И. Александровскому Департаментом торговли и мануфактур была выдана привилегия на «аппарат для снятия потребных для стереоскопа двух изображений в одно и то же время и одной и той же машиной».
Слайд 8Способ разделения стереоизображений с помощью светофильтров был окончательно доработан Луи Дюко
дю Ороном в 1891 году.
Дюко дю Орон дал этому способу имя - анаглиф, что по-гречески означает "рельефный". Дю Орону мы обязаны появлением современного способа печати цветных изображений. В 1869 году он опубликовал труд "Цветная фотография", где писал о том, что сочетанием трех цветов - красного, желтого и синего - можно получить любой оттенок.
Слайд 9Виды объемных 3D изображений
Стереоизображение — картина, фильм или видеоряд, использующий минимум
два отдельных изображения одного объекта и тем позволяющий достичь стереоэффекта за счёт одновременного рассматривания обеими глазами отдельных изображений.
Стереоизображение – это двухмерное изображение, имитирующее наличие третьего измерения, или вызывающее у зрителя иллюзию глубины. В основе лежит феномен бинокулярного зрения человека.
Для производства и демонстрации стереоизображений, стереофильмов или 3D видео используется множество различных методик. Наиболее проработанные и популярные из них:
Слайд 10Стереоскоп
Стереоскоп, как устройство для просмотра стереоизображений был изобретен еще в начале
19 века. За долгие годы его конструкция изменялась и совершенствовалась. Внутри стереоскопа размещаются специальные линзы или зеркала, позволяющие зрителю увидеть объемное изображение.
Слайд 11Анаглиф
Картинка представляет собой два изображения стереопары, наложенные друг на друга, одно
из которых окрашено в красный цвет, а другое – в сине-зеленый. В очках каждый глаз увидит только свою картинку, т.к. синий светофильтр не пропустит любые оттенки красного изображения, а красный – оттенки сине-зелёного. Мозг складывает два этих изображения, получая одну объёмную картинку.
Слайд 12Затворный
Технология заключается в попеременной демонстрации на экране изображений, предназначенных для левого
и правого глаза, и также поочерёдном затемнении стёкол очков, так что каждый глаз поочерёдно видит предназначенное только ему изображение.
Слайд 13Линзовый растр
В основе этого способа лежит идея совмещения устройства для просмотра
изображений стереопары с носителем стереоизображения. Эффект достигается с помощью специальной пластины с линзами. Линзы преломляют свет таким образом, чтобы каждый глаз зрителя получал только одну колонку пикселей. К примеру, левый глаз будет видеть все чётные колонки, а правый - все нечётные.
Слайд 14Поляризация
Этот способ основан на свойствах поляризованного света. Левое и правое изображения
проецируют на экран через поляризаторы, плоскость поляризации которых повёрнута друг относительно друга на угол в 90 градусов. Зритель же надевает очки, каждое из стекол которых пропускает изображение с определенным углом поляризации, а другое блокирует. Таким образом каждый глаз видит свою картинку, а в итоге мы видим объем.
Слайд 15Очки виртуальной реальности Cardboard
Проект представляет собой симуляцию виртуальной реальности при помощи
шлема, собранного по специальной схеме из картона, оптических линз, магнита и застёжек-липучек, а также вставленного в него смартфона с заранее установленным приложением.
Слайд 16Стереограммы
Стереокартинки впервые появились нескольких десятков лет назад. Вначале их использовали исключительно
для гимнастики глаз в медицинских центрах. При беглом обычном взгляде на подобное изображение ничего кроме хаоса красок как правило не видно. Для открытия объёма на изображение нужно смотреть особым способом.
Слайд 17Экспериментальная работа: получение объемного (трехмерного) изображения на основе плоской (двухмерной) картинки.
Выше
рассматривалась теория объемного изображения, его виды. Последующая серия опытов будет проведена с целью получения объемного трехмерного изображения на основе плоского двухмерного изображения.
Слайд 18Опыт №1. Получение объемного изображения на основе фактурного изображения "Волшебный взгляд".
Оборудование:
Картинки-стереограммы
Ход опыта: фокусируя взгляд на воображаемом объекте, расположенном за картинкой, добиваемся наблюдения объемного изображения бабочек.
Слайд 20Опыт №2. Получение объемного изображения методом анаглиф.
Оборудование: очки с цветными светофильтрами
для просмотра анаглифических изображении, анаглиф-картины.
Ход опыта: используя очки с цветными фильтрами с определенным расположением светофильтров производим просмотр объемных изображений.
Слайд 23Опыт №3. Получение объемного изображения при помощи проектора Cardboard.
Оборудование: проектор Cardboard,
смартфон с установленными приложениями виртуальной реальности.
Ход опыта: запуская приложения виртуальной реальности проводим наблюдение объемного стереоскопического
изображения.
Запуская просмотр 3D видеоклипов в формате side by side производим просмотр объемного изображения
Слайд 25Опыт №4. Получение объемного изображения при помощи пирамидального голографического проектора.
Оборудование: оптическая
пирамида, смартфон с подготовленными видеоклипами для просмотра пирамидальной голографической проекции.
Ход опыта: в центр экрана смартфона устанавливается оптическая пирамида и запускается соответствующий видеоклип. Производим просмотр объемного голографического изображения.
Слайд 27Заключение
В ходе написания данной исследовательской работы я узнала и поняла, что
оптика – это целая наука, обширная и интересная.
Применение законов оптики и анатомии совместно с другими изобретениями из полоской картинки позволяют получить настоящую трехмерную реальность.
Несмотря на то, что теория процесса получения объемных изображений на основе плоской двухмерной картинки имеет давнюю историю, постоянно появляются новые технические и программные средства. Изображение становится все более качественным, максимально приближенным к реальному. Появляется возможность взаимодействия человека с получаемым изображением - виртуальная реальность.
Слайд 28Результатом моей научно-практической работы стал подтвержденный опытами факт о возможности получения
качественного объемного изображения из плоской картинки.
При этом изображение может быть как статичным, так и динамичным. Применение дополнительных программных и аппаратных интерфейсов (сред взаимодействия) значительно усиливают эффект реальности наблюдаемого изображения.