lezione 2.ppt [modalità compatibilità] · GIMP) Depth mask è a livelli di grigio, con sfondo...
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18/10/2011
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Lezione 2
Da 2D a 3D
Origini della stereoscopia (3D)La storia, in pillole (1) Prime intuizioni: Euclide, 208 aC
ogni occhio percepisce immagine leggermente diversa da altro la combinazione porta alla tridimensionalità
1584: Leonardo da Vinci studia profondità Giovanni Battista della Porta (1538-1615) produce primo disegno
artificiale tridimensionale Jacopo Chimenti da Empoli (1554-1640) realizza disegni
accostati dimostrando comprensione della visione binoculare
1833 Sir Charles Wheatstone dimostrò che attraverso sistema di specchi e prismi si produce effetto tridimensionale affiancando due disegni leggermente differenti. Nel 1838 presenta lo stereoscopio.
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Origini della stereoscopia (3D)La storia, in pillole (2)
1844 Brewster (caleidoscopio: Kalos + eidos + scopos) migliora lo stereoscopio.
Oliver Wendell Holmes, americano, realizza una versione economica in alluminio, con immagini montate su cartonicino
La View Master è l’azienda più importante per la commercializzazione del prodotto
… ma quali sono le tecniche che permettono la stereoscopia?
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Tecnica 1: anaglifia (1)
Dal greco anàglyphos (sopra + incidere):
immagine ottenuta da sovrapposizione di due fotogrammi colorati con due diversi colori
rosso per immagine destra e verde per sinistra
osservando immagine con lenti di analogo colore ogni occhio vede solo l’immagine ad esso corrispondente
la tecnica permette che le due immagini siano nello stesso fotogramma
è sufficiente un solo canale per le informazioni (es. TV)
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Tecnica 1: anaglifia (2)
Provate diverse coppie di colori (complementari)
Rosso-verde funziona bene con immagini stampate, ma tende a far percepire immagine gialla
Nel cinema primi esperimenti con giallo-blu, ma si aggiungeva l’effetto ghost
Rosso-ciano (sinistro), con ciano = verde + blu combina tutti e tre i colori primari.
Lenti colorate funzionano come filtri e si ha discreta rappresentazione colori e visione neutra immagini BN
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Effetto GHOST
alone attorno alle immagini
una delle immagini, o entrambe, viene percepita dall’altro occhio o da entrambi
può essere causato da
eccessiva sfasatura delle due immagini
mancata capacità del filtro colorato degli occhiali anaglifici (o polarizzati o dello schermo polarizzato) a distinguere le immagini
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Tecnica 2: effetto Pulfrich
Carl Pulfich nel 1922 parla di illusione ottica conseguente a luce che raggiunge un occhio più attenuata rispetto all’altro
Stimolazione della retina origina stimolazione dopo lieve ritardo (latenza) inversamente proporzionale a intensità dello stimolo. Se si interviene su intensità luminosa, variandone
differenza, si ottiene latenza differente
Per esempio ponendo lente scura davanti ad un occhio
Si origina illusione stereoscopica
Più alta è velocità, più un oggetto sembra avvicinarsi o allontanarsi da osservatore (secondo direzione movimento)
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Tecnica 3: luce polarizzata
Due proiettori inviano su schermo due immagini
Ogni proiettore dotato di filtro polarizzante (i due segnali
luminosi sono polarizzati ortogonalmente l’uno all’altro)
Utente dotato di occhiali polarizzanti
uno dei due fasci luminosi viene filtrato
ogni occhio vede solo uno dei segnali
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Tecnica 3: occhiali LCD
Si basa sull’uso di occhiali con filtri a cristalli liquidi
(LCD)
alimentati a pile
lavorano in sincronia con il proiettore
più pesanti
due filtri, uno per occhio, sincronizzati con segnale
infrarosso generato dal sistema di proiezione
alternativamente oscura un LCD che agisce come
otturatore (shutter)
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Il cinema stereoscopico Il cinema ha adottato per primo la stereoscopia
Fratelli Lumiere “L’arrivée du train en gare de La Ciotat”, 1903:
gli spettatori, presi dal panico, pensavano che il treno stesse per investirli.
Rivoluzione: IMAX-3D®
diversi sistemi di proiezione:
anaglifo,
con luce polarizzata,
con occhiali a cristalli liquidi.
IMAX 3D: Il proiettore, a due lenti, manda a turno l’immagine dell’occhio destro e di quello sinistro sullo schermo, con frequenza 96 volte al secondo.
IMAX Solido: usa sistema stereoscopico a singolo proiettore da 48 fotogrammi al secondo (24 per ogni occhio)
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La televisione stereoscopica (1) Anni ’20, Baird: esperimenti con disco di
Nipkow
Segnali due canali stereoscopici tramessi alternatamente nel tempo (grazie diposizione fori disco di Nipkow)
Disco di Nipkow: analizzatore metallico con fori disposti a spirale in posizioni man mano più esterne. Le immagini sono analizzate riga dopo riga (scansione di righe). Dispositivo elettrico dall’altra parte trasforma variazioni di luminosità dei fori in impulsi elettrici.
Trasmissioni stereoscopiche nel ’53 in BN e successivamente nel 1981 a colori
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La televisione stereoscopica (2)Problemi: Non tutta la gamma dei colori è riproducibile (per filtraggio necessario per
separare componenti rosso-ciano) L’immagine trasmessa è la somma delle due immagini e poi ri-separata dagli
occhiali. Possibile effetto ghost Problemi legati al sistema di diffusione:
NTSC (composito) in USA o Giappone PAL (in Europa). Entrambi i sistemi ricavano da informazioni di colore RGB un segnale di
luminanza (che permette compatibilità con televisori BN) e due segnali differenza di colore componenti fortemente limitati in banda prima di venir multiplati con la
luminanza. Minor fedeltà di riproduzione del colore rispetto alla luminanza è accettabile per sistema psicovisivo umano, sensibile soprattutto a informazione di luminanza (recettori retinici separati: bastoncelli e coni).
In anaglifi a, invece, segnali di crominanza hanno ruolo importante: non solo per l’informazione di colore, ma per la differenza (anche in luminanza) fra le due immagini, diretta ai due occhi.
Dunque un segnale composito (NTSC o PAL), che degrada le componenti di crominanza, è poco adatto a contenere immagini anaglife.
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La televisione stereoscopica (3) Per distribuzione digitale: sistemi basati su codifica
MPEG-2. DVB, Digital Video Broadcasting, standard alla base
della tv digitale satellite e terrestre, e DVD, Digital Versatile Disc, prevedono informazioni di crominanza filtrate e compresse di più rispetto a quelle di luminanza
Opportune scelte di parametri di codifica e uso di fattori di compressione non troppo elevati permettono di limitare la perdità di qualità del segnale anaglifo dovuta alla codifica
Effetto Pulfrich applicato per la produzione di programmi televisivi: Rai: serie di cartoni animati giapponesi, 1978
(Dolce Remì)
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La televisione stereoscopica (4)
Uso di questa tecnica limitato dal fatto che il soggetto o la telecamera, o entrambi, devono muoversi
Vantaggi della tecnica: possibilità di essere distribuibile con i canali televisivi convenzionali, visualizzabile su tutti i tipi di schermo e compoatibile con utenti non interessati alla stereovisione o privi di occhiali
L'anaglifia consente effetto tridimensionale anche nel caso di scene prive di movimento, ma impone di indossare gli occhiali
I risultati migliori si ottengono utilizzando sistemi di riproduzione polarizzatori, shutter o schermi autostereoscopici.
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Gallerie di immagini e filmati stereoscopici
http://www.3d-movie-gallery.com/
http://www.3d-mania.de/
tanti altri…
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Vari tipi di immagini stereoscopiche
Anaglifi e Filtri Polarizzanti
quelli che abbiamo già visto
Autostereogrammi, o SIS (Single Image Stereogram): un'unica
immagine che svela, al di sotto di un pattern, un’immagine
sottostante. Si dividono in:
SIRDS (Single Image Random Dot Stereogram), con
pattern puntiforme
SIRTS (Single Image Random Text Stereogram), con
pattern composto da testo ASCII
SITS (Single Image Texture Stereogram), con texture
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Vedere un autostereogramma
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SIRDS (Single Image Random Dot Stereogram)
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SIRTS (Single Image Random Text Stereogram)
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SITS (Single Image Texture Stereogram)
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Cosa c’è dietro un’autostereogramma?
Non ci addentreremo in trattati teorici. Una spiegazione semplice, da cui trarremo spunto, è qui:
http://pmassio.altervista.org/stereoinfo.htm
L’esperimento proposto nella pagina segnalata è lo stesso che potete fare con la penna posta davanti ai vostri occhi.
Spiega il perché riusciamo a vedere gli autostereogrammmi
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Autostereogramma animato
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Autostereogramma animato: come fare?
Creare una depth mask animata
Con vari sw (es. GIMP)
Depth mask è a livelli di grigio, con sfondo nero e
lo/gli oggetti che vanno dal bianco (parte più vicina)
al grigio scuro (parte più lontana)
Si possono usare anche sw di rendering
Solitamente è richiesto un file AVI
Sovrapporre la texture desiderata
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Autostereogramma a mano: si può?
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Una curiosità
Da 2D a 3D:
http://www.youtube.com/watch?v=VuoljANz4EA&feature=player_embedded