Ugrás a tartalomhoz

3D megjelenítési technikák

Dr. Fekete Róbert Tamás, Dr. Tamás Péter, Dr. Antal Ákos, Décsei-Paróczi Annamária (2014)

BME-MOGI

7. fejezet - Illúzión alapuló technikák, autosztereogramok

7. fejezet - Illúzión alapuló technikák, autosztereogramok

A térbeli megjelenítést biztosító technológiák számtalan csoportosítása ismert, ezek közül az egyik legismertebb az alábbi:

  • volumetrikus megjelenítők,

  • autosztereó megjelenítők,

  • holografikus megjelenítők.

A másik fontos csoportosítás alapja az, hogy a térbeli hatás elérése során valóságos hullámfrontot hozunk létre, vagy csak ernyőn megjelenő képeket juttatunk az agyba. Már a tizenkilencedik század közepén ismertek voltak olyan sztereo megjelenítő berendezések, amelyekhez az ábrázolandó objektumról rajzot, vagy esetleg fényképet készítettek úgy, hogy azok a tárgyat két különböző pozícióban ábrázolták. Egy optikai berendezéssel ezeket a képeket külön-külön, azaz szétválasztva juttatták be a szembe, így az agy tulajdonképpen a tárgyat két szemmel látta, létrehozva így a térbeliség érzését. A megjelenítendő tárgyról általában az emberi szem bázistávolságára lévő pozícióból készítették a képeket. Az ilyen berendezések azonban korlátozott látómezejűek és színterűek voltak. A kép nélküli térbeli megjelenítés az újabb idők terméke. Itt általában hullámfront-rekonstrukciót valósítunk meg. Ennek tipikus példája a hologram, mely készítése során olyan eszközt hozunk létre, mely visszaállítja az ábrázolandó, valóságos tárgy felületéről visszaverődő hullámfrontot. A tárgy egyszerű szemlélése esetén, annak felületéről – a tulajdonságait hordozó –, reflektálódó hullámfrontot engedjük a szemeinkbe, ezáltal az agy képes a térbeliség érzésének létrehozására. Ha a tárgyról érkező hullámfrontot egy referenciahullámmal hozzuk kapcsolatba, akkor azok hatnak egymásra, és interferencia jelenséget hoznak létre. Ha ezt az interferencia jelenséget rögzítjük, majd ezt a referenciahullámmal hozzuk kapcsolatba, akkor gyakorlatilag az eredeti hullámfrontot kapjuk vissza. Tehát a hologram rekonstrukciója során a tárgyról érkező hullámfront helyett, annak egy mesterségesen előállított változatát bocsátjuk a megfigyelő szemébe, így biztosítva a térbeliség hatásának létrejöttét. A holografikus megjelenítők ezt a hatás érzését hivatottak létrehozni. Eszközigényük viszonylag költséges, ez széleskörű elterjedésük korlátja.

A korszerű sztereo-szétválasztásos módszerek

Az alapgondolat itt is változatlan; az agyi szinten létrejövő térbeliség érzetéhez a megfigyelést végző személy jobb, illetve bal szemébe egyazon tárgyról, tárgyrészről, vagy térrészről különböző perspektívából készült felvételeket juttatjuk. Ezáltal biztosítjuk, hogy agyi szinten létrejöjjön a térbeliség virtuális hatása. Ezekkel a módszerekkel - a legtöbb esetben - ugyanolyan fényviszonyokkal rendelkező térrészben végezzük a sztereoszkopikus látványt eredményező képi információk kódolását és dekódolását. A szakirodalom megkülönböztet szín-, polarizációs, idő- és térbeli szétválasztáson alapuló módszereket.

A passzív eljárások lényege, hogy nincs szükség a térbeliség érzésének létrehozásához aktív eszközre. E módszerek között a legrégibben alkalmazott a polarizációs elven működő háromdimenziós megjelenítő, melynek legfontosabb elemei a lineáris polarizációs szűrők. A módszer nagy előnye, hogy színhelyes látványt ad, annak ellenére, hogy a vetítéskor és a szemléléskor is szükséges polarizációs szűrők jelentős denzitása (tömöttsége) a látványt erősen fényszegénnyé teszi. Az eszköz két vetítőt tartalmaz, melyek egymásra merőleges polarizációs síkú szűrőkön keresztül vetítik ki a két különböző pozícióból készített képet. A vetítéshez egy speciális felületi kiképzésű ernyőt alkalmaznak, amely nem befolyásolja a ráeső fény polarizációs állapotát, ez ugyanis a hatás szempontjából káros lenne. A megfigyelő szintén olyan szemüvegpáron keresztül szemléli az ernyőt, amely két – egymásra szintén merőleges polarizációs síkú – szűrőt tartalmaz.  A térbeliség érzésének eléréséhez az egyik szemébe csak az egyik, míg a másik szemébe csak a másik vetítőből származó kép jut. Az alkalmasan megválasztott irányú, lineárisan polarizált fényt, a rá merőleges polarizációs síkú szűrő nem engedi át, míg a vele azonos polarizáltságú átengedi. A módszer hátránya – a fényszegénységen túl –, hogy a két optikai út nem tökéletesen választható szét, így közöttük úgynevezett áthallás jön létre. Érzékeny a módszer továbbá a megfigyelő fejének szögére is, ez még tovább fokozza az áthallás illúzióromboló hatását. Technikai nehézség ugyan, de gondosan ügyelni kell arra, hogy a vetített képek pozíció és nagyítás szempontjából illeszkedjenek, ugyanis ennek hiányában a látvány nem térbeli hatású, sőt egyenesen zavaró. Előny viszont, hogy a szem bázistávolságához képest nagyobb távolság választása a felvételek készítése során, fokozottan hat a térbeliség látványára. A távolságot minden határon túl növelve, már szinte hihetetlen térbeliségű képek állíthatók elő.

Összefoglalva tehát megállapítható, hogy a polarizáció elvére építve előállítható a térbeliség érzése. Ehhez egy polarizációs szűrőkkel ellátott szemüvegre, és szintén polarizációs szűrőkkel kiegészített optikai rendszerekkel rendelkező vetítő, vagy polarizációs megjelenítő egységekre van szükség. A szemüvegekben lévő, eltérő polarizációs síkú szűrők biztosítják az ernyőről érkező, szintén egymásra merőleges polarizáltságú képek szétválasztását. Sajnos a lineáris polarizációjú szűrők alkalmazása a térbeli megjelenítést a fej pozíciójának szempontjából rendkívül érzékennyé teszi. Jelenleg ez a módszer tekinthető a legolcsóbb, otthoni körülmények között is alkalmazható, háromdimenziós megjelenítés eszközének.

A fejezet további részeiben szó lesz a Wiggle-sztereogramról, az autosztereogramokról és a véletlen-pont sztereogramról.