3d stereo Rendering to Support High Quality Stereoscopy


Rys. 6. Idea konstrukcji stereoskopowej kamery. 5. Dobór parametrów stereoskopowej kamery



Pobieranie 0.71 Mb.
Strona7/7
Data26.10.2017
Rozmiar0.71 Mb.
1   2   3   4   5   6   7

Rys. 6. Idea konstrukcji stereoskopowej kamery.
5. Dobór parametrów stereoskopowej kamery
Definicja stereoskopowej kamery zaproponowana w rozdziale 4 będzie równie intuicyjna i prosta do implementacji jak definicja zwykłej kamery z symetryczną perspektywiczną bryłą widzenia jeżeli programista będzie mógł bez problemu określić domyślne wartości parametrów EyeSep i ZeroDist i równie łatwo je korygować.

Zauważmy, że wspólna rzutnia z rysunku 6 znajduje się w płaszczyźnie zerowej paralaksy (p), ponieważ dla leżących na niej punktów sceny 3D xl=xr, p=0. Dla punktów znajdujących się przed płaszczyzną zerowej paralaksy p<0 (xl>xr), natomiast dla punktów położonych za tą płaszczyzną p>0 (xr>xl). Ustawienie rzutni w centrum zainteresowania widza, np. tak, aby przecinała ona środek obiektu spowoduje wykorzystanie pełnego zakresu paralaksy poziomej – od wartości ujemnych do dodatnich. ZeroDist jest wtedy równe odległości od kamery do centrum zainteresowania widza.



Drugim parametrem stereoskopii, którego wartość musi określić programista jest EyeSep. Przy złym wyborze EyeSep widz może mieć kłopoty z odbiorem obrazu stereoskopowego, ponieważ od wartości tego parametru zależy postrzegana głębia sceny; EyeSep=0 oznacza brak stereoskopii. Problem doboru EyeSep jest tematem badań wielu autorów oraz producentów sprzętu i oprogramowania. Przykładowo L. F. Hodges zalecał przyjęcie EyeSep = 0,028ZeroDist i sugerował aby nie używać kątów paralaksy >1,5˚ [6]. Dokumentacja biblioteki rzeczywistości wirtualnej WorldToolKit firmy Sense8 proponuje uzależniać EyeSep od rozmiaru sceny 3D – domyślnie 5% promienia sceny [7]. Zgodnie z nowymi zaleceniami firmy StereoGraphics – producenta okularów migawkowych – EyeSep powinno wynosić około 7% szerokości pola wizualizacji (ang. Viewport) bez względu na wartość kąta paralaksy  [5]. Ponieważ szerokość (width) pola wizualizacji reprezentuje szerokość (ZeroX) wspólnej rzutni umieszczonej w płaszczyźnie zerowej paralaksy (rys. 6), domyślnie

, (9)

gdzie (10)

Propozycja firmy StereoGraphics jest zbieżna z ustawieniem bazy (odległości osi optycznych obiektywów) dla rzeczywistej kamery stereoskopowej. Rozrzut wartości bazy liczonej w jednostkach bezwzględnych jest wprawdzie duży w zależności od typu zdjęcia (kilka milimetrów dla zdjęć typu makro, 6-7cm dla zdjęć krajobrazowych i portretowych, kilkaset kilometrów dla zdjęć zorzy polarnej), lecz jednocześnie wartość bazy obliczona w jednostkach względnych będzie w przybliżeniu stała pod warunkiem, że odniesieniem jest szerokość pola widzenia w miejscu najistotniejszym dla fotografującego.



Z poczynionych przez nas obserwacji wynika, że dla obrazu stereoskopowego przedstawiającego pojedynczy obiekt wystarcza niewielka korekta EyeSep obliczonego z równania (9) lub jest ona zbędna. Korekty takiej można łatwo dokonać wprowadzając do równania (9) współczynnik korygujący domyślną wartość 0,07:

. (11)

W efekcie jedyny parametr stereoskopowy który dobiera użytkownik końcowy reprezentuje rozstaw oczu.

Zagadnienie doboru parametru ZeroX wystąpi wtedy gdy obraz pokazuje wiele obiektów oddalonych od siebie, przy czym każdy z nich może okazać się istotny dla widza w którymś momencie pracy z programem. Najlepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie sprzężenia zwrotnego. Jeżeli wiadomym jest, że widz zmienił obiekt zainteresowania, oprogramowanie może automatycznie zaktualizować wartość ZeroX jako odległość od kamery do środka tego obiektu. Gdy nie jest możliwe zaprogramowanie sprzężenia zwrotnego, najprostszym i najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest przyjęcie na zasadzie kompromisu stałej wartości ZeroX dla całej sceny 3D.


  1. Podsumowanie

Mnożenie parametrów w celu otrzymania możliwie najdoskonalszego obrazu przestrzennego nie jest pożądane jeżeli ma je dobierać użytkownik końcowy dla którego jedynym intuicyjnie zrozumiałym parametrem jest z reguły rozstaw oczu. Z poczynionych obserwacji wynika, że widz podejmuje się skorygowania oglądanego obrazu tylko w tych przypadkach gdy odbiór przestrzenny mocno odbiega od rzeczywistości. Odbiorca oczekuje głównie wrażenia głębi i jeżeli je uzyska czuje się usatysfakcjonowany nawet wtedy gdy jest ono silniejsze niż w rzeczywistości. Stad próby korekty wykonywane są głównie przy zbyt spłaszczonym obrazie. Nakłada to na twórców oprogramowania odpowiedzialność za dobór domyślnych wartości parametrów i takie zaprojektowanie programu aby dokonywał on automatycznie zmian w obrazie.

Jednym z założeń naszych badań jest dążenie do opracowania metod które mogłyby być wykorzystywane dla możliwie dużej gamy zastosowań. Wydaje się, że tylko takie podejście może przyczynić się do rozpoznania tematu i doprowadzić w przyszłości do pełnej automatyzacji tworzenia obrazu przestrzennego.





  1. Acknowledgement

The research was performed within Project No 8 T11C01619 supported by KBN – the State Committee for Scientific Research in the years 2000-2002.


Literatura


  1. KISMET: http://iregt1.iai.fzk.de/KISMET/kismet.html

  2. Virtual reality model trains eye surgeons without risk to patients: http://www.nas.nasa.gov/

  3. L. Miśkiewicz, M. Pietruszka, Presentations of time-spatial works-of-art in virtual reality, The IASTED International Conference on Visualization and Image Processing (VIIP 2002), pp. 767-772, Malaga (Spain) 2002.

  4. J. Zabrodzki (praca zbiorowa), Grafika Komputerowa, PWN Warszawa, 1995.

  5. B. Akka, Writing Stereoscopic Software for StereoGraphics Systems using Microsoft Windows OpenGL, Documentation of StereoGraphics Corporation, 1998.

  6. L. F. Hodges, Tutorial: time multiplexed stereoscopic computer graphics, IEEE CG&A, Vol. 12, No 2, pp. 20-30, 1992.

  7. World Tool Kit, Documentation of Sense8

  8. Królewiak, E. Napieralska-Juszczak, M. Pietruszka, T. Niewierowicz: The interactive and stereo visualisation of electromagnetic field in transformers, Proc. of 14-th Conf. „Power and industrial applications”, pp. 178-182, Acapulco (Mexico) 20001.

  9. J. Modkowski, Wizualna aktywność człowieka, PWN Warszawa 1998.





Pobieranie 0.71 Mb.

Share with your friends:
1   2   3   4   5   6   7




©operacji.org 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna