Объемные изображения на бумаге
Компьютерные стереограммы и процесс визуализации информации
Стереограммы, или трехмерные спрятанные изображения, рекомендованы людям, которые много работают с документами или за компьютером, всем, чья профессиональная деятельность связана с непрерывным напряжением глаз, в частности офисным работникам. Офисная работа требует постоянной фокусировки на близких объектах, а расслабления глазных мышц путем переключения на более удаленные планы не происходит. Рассматривание стереограмм укрепляет глазные мышцы и помогает сохранить остроту зрения. Отмечающийся в последнее время рост интереса к стереограммам может вызвать возникновение моды на офисные календари с трехмерными картинками. Повесив календарь с такими картинками на стену напротив, можно расслаблять глаза во время обдумывания какой-нибудь задачи. Кроме того, специалисты отмечают, что вследствие рассматривания стереограмм улучшается кровоснабжение участков мозга, отвечающих за согласованную работу полушарий.
История
История трехмерных изображений на плоскости началась в 1833 году, когда сэр Чарльз Уитстон нарисовал два простеньких чертежа, на которых были изображены отличающиеся друг от друга перспективы. Уитстон рассматривал их через приспособление, составленное из зеркал и скользящих плоскостей. Зеркала помогали, зрительно сливая два рисунка, рассматривать их объемно. Дальнейшее развитие идея получила несколько лет спустя после изобретения фотографии. С увеличением скорости фиксации изображения фотоспособом и изобретением фотоаппаратов с двумя объективами начала развиваться стереофотография. В 1850-х годах было изобретено портативное устройство для просмотра стереоскопических фотографий, а в конце столетия стереоскоп стал так популярен, что стал непременным атрибутом модных европейских гостиных.
Увлечение стереофотографией пошло на спад в начале 20-х годов XX века в связи с триумфом кинематографа. Позднее, правда, было несколько всплесков интереса к стереоскопии, связанных со стереофильмами и объемными комиксами 50-х годов на Западе.
Стереограммы, которым посвящена настоящая статья, создал в 1989 году Кристофер Тайлер, который основывал свои поиски на исследованиях известного ученого Белы Юлеша. Толчком к изобретению Тайлера послужило предположение о возможности найти способ избежать необходимости двух изображений, сохранив при этом трехмерность. Соответствующий метод он изобрел в 1988 году, программируя на языке BASIC на компьютере Apple II. С 1990 года стереограммы становятся популярны сначала в США, а затем и по всему миру.
 |
|
Как это работает
Существует несколько способов рассматривания стереограмм, или магических картинок, как их часто называют. Способы эти довольно подробно описаны в альбомах таких изображений и на сайтах по этой тематике. Наиболее простой способ заключается в направлении взгляда сквозь плоскость рисунка. Необходимо смотреть за изображение, стараясь не фокусировать взгляд. То, что вы увидите, может выглядеть примерно так: картинка словно отдаляется от вас, а над ней висит объемный объект с таким же узором как на самой стереограмме. Смотреть следует сквозь стереограмму на воображаемую за ней точку с расстояния 15-20 см (или равного ширине картинки) в течение нескольких минут. Поначалу, возможно, объемное изображение проявится нерезко и будет ускользать от вас, но после нескольких упражнений станет отчетливым.
Второй способ — скрещенный взгляд, когда линии «прицеливания» глаз пересекаются на некотором расстоянии перед изображением, но фокусируются при этом на его поверхности. Фон начинает зрительно выдаваться вперед, а заключенное в картинке трехмерное изображение выглядит как вырезанный в материале слепок с объемной фигуры. Этот способ считается более сложным, поскольку требует большего напряжения мышц глаза, управляющих фокусировкой хрусталика.
Для достижения нужного эффекта обычно требуется некоторая тренировка, но впоследствии для того, чтобы увидеть трехмерную картинку, бывает достаточно секунд. Рассматривание стереограмм не зря называют спортом для глаз. Во время первых занятий со стереограммами ваши глаза могут устать, что служит доказательством эффективности упражнений, поскольку после спортивной тренировки у нетренированного человека также болят мышцы.
|
|
Как это делается
Для создания стереограмм существует ряд довольно простых программ-генераторов, основанных на похожих принципах действия. Прежде чем приступать к созданию изображения, необходимо подготовить две картинки: одну — фоновую, а вторую — которая будет проявляться в качестве трехмерного изображения. Первая картинка должна быть фактурной и однородной, вторая — контрастной. Начать самостоятельную работу можно с пакета Easy Stereo (http://stereo.victorovich.com/), позволяющего создавать стереограммы от 3D-объектов и подготовленных или экспортированных масок глубин, а также анимированные стереограммы. Поддерживаются форматы 3D Studio .3DS, .ASC; Quake .MDL, .MD2; .BMP, .PNG, .JPEG; .AVI.
Немецкая программа Surface_3D от Traxxdale Software (http://www.traxxdale.de/) и программа 3DMiracle (http://www.ixtlan.ru/), автором которой является Юрий Крашников, в качестве исходных данных требуют карту глубин и образец текстуры. В поставку 3DMiracle входят ряд необходимых исходных файлов, которые можно найти в папках Masks и Textures. Для создания карт глубин на основе реальных 3D-объектов понадобится дополнительная утилита 3Dmonster, находящаяся на том же сайте. В пакете Surface_3D имеется простейший 3D-редактор. При наличии объемного мышления можно обойтись и без 3D-редактора при создании карты глубин стереограммы, просто нарисовав объекты в Photoshop. Вместо текстуры можно использовать сгенерированную мелкозернистую псевдослучайную заливку цветным шумом. После чего необходимо лишь задать размер и разрешение изображения для печати, а также дистанцию, с которой необходимо будет рассматривать рисунок и настроить параметры эффекта объемности.
Понятно, что без экспериментов невозможно определить, насколько удачно сделана та или иная стереограмма. В частности, среди рекомендаций, которые приводятся в иллюстрированном руководстве к пакетам производства Traxxdale_Software, встречается совет задавать шаг стереоэффекта (Repetition Period) сопоставимым с горизонтальным размером текстурной ячейки.
В заключение предлагаем вам несколько ссылок по теме. Посмотрите спрятанные картинки и используйте ноу-хау в рекламных целях:
- история стереографии: http://www2.iicm.edu/0x811bc833_0x000dac04;
- примеры стереограмм: http://www.eyetricks.com/3dstereo.htm, http://www.ixtlan.ru/images.php?page=0, http://www.magiceye.com/3dfun/stwkdisp.shtml, http://www.ludoteca.if.usp.br/pub/programas/fisica/optica/poppro.zip, http://stereomagic.narod.ru/page2.htm, http://www.magiceye.com/;
- создание нетрадиционных стереограмм с помощью программы Poser (уроки, исходники): http://softventures.kgbinternet.com/poserstereo/
Литература по теме:
- «Stereogram»(c) 1994, Cadence Books, P.O. Box 77010, San Francisco, CA 94107, USA.
- «Principles of Cyclopean Perception»(c) 1972 by Bela Julesz, MIT press.
- «Magic Eye: A New Way of Looking at the World»(c) 1993 by N.E. Thing Enterprises.Andrews and McMeel, A Universal Press Syndicate Company, Kansas City, USA.
- «Stereo Computer Graphics and Other True 3D Technologies»(c) 1993, David F. McAllister, Ed. Princeton University Press.
- «Human Stereopsis. A psychological Analysis»(c) 1976, W.L. Gulick and R.B. Lawson, Oxford University Press.
- В.Гужов. «Магические» 3D-изображения. http://www.necromancers.com/magical/magic3d.shtml.
- 1962 Julesz, B. and Miller, J. E. (1962) Automatic stereoscopic presentation of functions of two variables. Bell System Technical Journal. 41:663-676; March.