ЗА СЧЕТ ЧЕГО МЫ ВИДИМ В 3D?

Человек способен по двухмерной картинке составить весьма полное представление о расстояниях до изображенных объектов, их форме и размерах, и таким образом полностью воспринять трехмерный мир во всей его глубине. Как мы этого добиваемся?
Как известно человек с помощью глаз непосредственно видит именно двухмерную картинку. То, что мы видим можно запечатлеть, например, с помощью фотоаппарата, распечатать на листе бумаги (т.е. в двухмерной плоскости) и повесить на стену, таким образом изображение, поступающее к нам в мозг от глаз двухмерное.
Однако и глядя на реальные объекты, и на фотографии, и при просмотре видео, мы умудряемся вытянуть из данных двухмерных картинок столько информации, что они начинают нам казаться объемными, как-бы трехмерными. Мы очень хорошо воспринимаем относительное расположение объектов в пространстве только лишь за счет зрения. Вид зрения, который позволяет воспринять форму, размеры и расстояние до объектов называется – стереоскопическим зрением. Человек обладает таким зрением и добивается этого за счет следующих эффектов:

1. Бинокулярное зрение. Человек имеет два глаза. На сетчатке каждого из глаз формируется слегка различное двухмерное изображение одной и той же трехмерной сцены. На основе жизненного опыта и огромных вычислительных способностей, мозг сопоставляя эти два слегка различающиеся изображения, формирует представление о трехмерности картинки. Лучше всего этот эффект срабатывает при рассматривании близких объектов, таких расстояние до которых хоть как-то сравнимо с расстоянием между глазами. При рассматривании объектов, удаленных на расстояние более пяти метров, этот эффект уже почти не сказывается. Сразу также оговоримся, что в виду того, что бинокулярное зрение – это не единственный фактор, позволяющий видеть в 3D, и так как сфера его применения ограничена несколькими метрами, то отсутствие двух глаз не стало бы катастрофой для человека. Мы тем не менее смогли бы видеть в 3D, просто нам бы понадобилось больше жизненного опыта и времени, чтобы научиться применять остальные эффекты. Это утверждение подтверждается очень легко. Просто закройте один глаз. Ну что, перестали видеть в 3D? Нет!
2. Смещение объектов при движении наблюдателя. При движении наблюдателя картинка, которую он видит постоянно меняется, при этом близкие объекты меняют свое положение на этой картинке значительно быстрее, чем далекие, которые медленно изменяют свое положение в поле зрения наблюдателя. И опять-таки, большой жизненный опыт и вычислительные способности мозга, позволяют по скорости перемещения объектов в поле зрения хорошо воспринять расстояние до них. Кстати, фактически перемещением одного глаза на расстояние равное расстоянию между глазами, можно заменить бинокулярное зрение, ведь действительно, мозг в итоге сможет сопоставить те же две картинки, что и сразу от двух глаз. Однако этот метод требует больших усилий и постоянного движения, а также картинки ведь будут запечатлены не в один и тот же момент времени, т.е. могут быть уже разными. Поэтому бинокулярное зрение всё же очень полезная опция, которая очень помогает при работе с близкими объектами, чем человек обычно и занимается.
3. Жизненный опыт. Большинство людей хорошо представляют размеры многих привычных объектов, таких как деревья, другие люди, автомобили, окна, двери и так далее. Обладая этими знаниями, можно неплохо оценить расстояние до одного из таких объектов (а значит и до тех объектов, которые расположены рядом), в зависимости от того, какую часть от общего поля зрения они занимают. Например, Вы сразу догадаетесь, что девочка на фото ниже, расположена значительно ближе к наблюдателю чем башня до верхушки которой она якобы дотягивается...
4. Задымленность далеких объектов. Атмосфера всё же имеет определенную степень непрозрачности. Поэтому очень далекие объекты выглядят задымленными. Так по степени задымленности можно определять какой из далеких объектов расположен дальше, а какой ближе к наблюдателю. Это очень полезный эффект, ведь для далеких объектов плохо работают остальные способы построения трехмерного изображения.
5. Перспектива, тени и освещение. По конфигурации теней и степени освещенности той или иной части предмета, на основе большого жизненного опыта мозг хорошо воспринимает форму объектов. Перспектива – эффект в соответствии с которым, например, две параллельные линии в пространстве сходятся в точку на изображении при большом удалении от наблюдателя. Мозг умеет очень хорошо воспринимать информацию, поступающую к нему за счет этого эффекта.
6. Способность глаза сфокусироваться только на одной дальности. Глаз, как и любой оптический прибор не может видеть одинаково хорошо картинку во всей её глубине, он может сфокусироваться только на некоторой конкретной дальности. Таким образом, наиболее четкими нам видятся объекты, на которых мы в данный момент сфокусированы, а более близкие и дальние объекты кажутся слегка размытыми. Мозг владеет информацией о том, на какой дальности в данный момент сфокусированы глаза. Так фокусируя взгляд на разных дальностях мы способны как бы просканировать всё пространство во всей его глубине.
7. Близкие объекты закрывают дальние. Этот очевидный эффект хотя и кажется очень простым, тем не менее вносит большой вклад в построение трехмерной картинки. Ведь нет ничего проще, чем понять, что один объект находится дальше другого, если он им частично закрыт.

 
 
How do we perceive in 3D?
Humans are capable of forming a comprehensive understanding of distances to depicted objects, their shapes, and sizes based on a two-dimensional image, thus fully perceiving the three-dimensional world in all its depth. How do we achieve this?As is well known, humans directly see a two-dimensional image through their eyes. What we see can be captured, for example, with a camera, printed on a sheet of paper (i.e., in a two-dimensional plane), and hung on a wall, so the image reaching our brain from the eyes is two-dimensional.However, whether looking at real objects, photographs, or watching videos, we manage to extract so much information from these two-dimensional images that they begin to appear voluminous to us, as if they were three-dimensional. We perceive the relative positions of objects in space very well solely through vision. This type of vision, which allows us to perceive the shape, sizes, and distance to objects, is called stereoscopic vision. Humans possess such vision and achieve this through the following effects:Binocular vision. Humans have two eyes. Slightly different two-dimensional images of the same three-dimensional scene are formed on the retina of each eye. Based on life experience and immense computational abilities, the brain compares these two slightly different images to form a representation of the three-dimensionality of the scene. This effect works best when observing close objects, the distance to which is somewhat comparable to the distance between the eyes. When observing objects more than five meters away, this effect is almost negligible. It's worth noting that since binocular vision is not the only factor enabling 3D vision, and since its application is limited to a few meters, the absence of two eyes would not be catastrophic for humans. Nevertheless, we would still be able to see in 3D; it would just require more life experience and time to learn how to apply the other effects. This statement is easily confirmed. Just close one eye. Did you stop seeing in 3D? No!Shifting of objects as the observer moves. When the observer moves, the image they see constantly changes, with nearby objects changing their position on this image much faster than distant ones, which change their position in the observer's field of view slowly. Again, through significant life experience and the computational capabilities of the brain, the speed of object movement in the field of view allows a good perception of distance to them. By the way, by moving one eye a distance equal to the distance between the eyes, binocular vision can be replaced since, in the end, the brain will be able to compare the same two images as it does immediately from two eyes. However, this method requires significant effort and constant movement, and the images will not be captured at the same moment, i.e., they may already be different. Therefore, binocular vision is still a very useful option, especially when working with close objects, which is what humans usually do.Life experience. Most people have a good understanding of the sizes of many familiar objects, such as trees, other people, cars, windows, doors, and so on. With this knowledge, one can estimate the distance to one of these objects (and thus to adjacent objects) fairly well, depending on how much of the overall field of view they occupy. For example, you can immediately guess that the girl in the photo below is much closer to the observer than the tower whose top she supposedly reaches...Haze of distant objects. The atmosphere still has a certain degree of opacity. Therefore, very distant objects appear hazy. By the degree of haze, one can determine which of the distant objects is farther away and which is closer to the observer. This is a very useful effect since other methods of creating a three-dimensional image do not work well for distant objects.Perspective, shadows, and lighting. Based on the configuration of shadows and the degree of illumination of one part or another of an object, the brain, with its significant life experience, perceives the shape of objects very well. Perspective is an effect whereby, for example, two parallel lines in space converge at a point in the image when viewed from a great distance by the observer. The brain is very good at perceiving information based on this effect.The eye's ability to focus only at one distance. Like any optical device, the eye cannot see the entire image equally well; it can focus only at a certain distance. Thus, objects we are currently focusing on appear the clearest to us, while closer and farther objects appear slightly blurred. The brain possesses information about the distance at which the eyes are currently focused. By focusing on different distances, we are able to "scan" the entire space in all its depth.Close objects occlude distant ones. This obvious effect, although seemingly simple, makes a significant contribution to creating a three-dimensional image. There is nothing easier than to understand that one object is farther away than another if it is partially obscured by it. 

incatalog.kz
invastu.kz