Magister 3D Diseño de cámara estereoscópica real y virtual. Diseño cámara estereoscópica

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Rosario Morales Palma
hace 8 años
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1 Diseño cámara estereoscópica

2 Líneas: Para el diseño de las cámaras hemos tenido en cuantos parámetros presentes en la visión humana y se ha estudiado lasdiferentes partes que la componen. Se ha emulado su funcionamiento para el diseño de la cámaras estereoscópicas Se han parametrizado los datos e implementado el diseño.

3 Se han estudiado a fondo los fundamentos del sistema de visión humano, y cómo el cerebro es capaz de distinguir objetos próximos a él de los que están más lejos. 1. La córnea. (homólogo estéreo): Sistemacaptador. 2. Iris. (homólogo estéreo): Diafragma. 3. Cristalino. (homólogo estéreo): Enfoque 4.Retina. (homólogo estéreo): CCD 5. Músculos oculares. (homólogo estéreo): posicionamiento cámaras.

(homólogo estéreo): Sistemacaptador. 2. Iris. (homólogo estéreo): Diafragma. 3. Cristalino.

4 Fisiología ii de un sistema de visión iió (funcionamiento) 1. En primer lugar, los músculos oculares dirigen el eje óptico hacia el objeto que deseamos enfocar. 2. El cristalino se acomoda para enfocar el objeto correctamente. 3. La luz procedente del objeto pasa a través de la pupila y se proyecta en la retina (FÓVEA). 4. Las células fotosensibles envían la información al cerebro a través del nervio óptico. 5. Al recibir el cerebro las imágenes de ambos ojos, compone una sola dotada de profundidad.

El cristalino se acomoda para enfocar el objeto correctamente. 3.

5 El mecanismo de visión humano y la Estereoscopía Separación inter ocular en un adulto, es de unos 65 mm. La sensación de profundidad depende de la disparidad DIO (Distancia interocular). A mayor DIO mayor disparidad y mejor captación de la profundidad en objetos lejanos. A menor DIO menor disparidad y mejor captación de la profundidad en objetos cercanos El cerebro crea sensación de profundidad (estereopsis) : fusión.

A mayor DIO mayor disparidad y mejor captación de la profundidad en objetos lejanos.

6 El mecanismo de visión humano y la Estereoscopía Convergencia: punto en el cual intersecan los ejes ópticos. En puntos muy alejados los ejes ópticos son casi paralelos La divergencia nunca se debe producir A partir de ciertas distancias no se distingue la profundidad Depende de las personas Entre los 60 y 100m Acomodación: enfoque óptico de un punto Fusión: proceso conjunto de acomodar un punto y hacer converger los ejes ópticos en él.

ciertas distancias no se distingue la profundidad Depende de las personas Entre los 60 y 100m Acomodación:

7 Imagen estéreo Llamaremos imagen estéreo a la fusión de la imagen del ojo derecho con la imagen del ojo izquierdo. Cada una de los dos elementos que componen la imagen estéreo recibe el nombre de campo.

8 Parámetros estéreo Paralelaje (Paralax) = disparidad retinal. Distancia entre las dos proyecciones de un punto en el plano de proyección. Depende de DIO y d (distancia a la pantalla de proyección) A más DIO más paralax

9 Parámetros estéreo Tipos de Paralelaje l (Paralax): Paralelaje horizontal Paralelaje vertical (no debe producirse)

10 Problemas a tener en cuenta

11 Problemas a tener en cuenta Relación acomodación/convergencia Imágenes congruentes Bordes Imágenes cruzadas Paralelaje vertical Distancia del observador

12 Relación Acomodación/Convergencia Punto de enfoque Punto de convergencia Acomodación en la pantalla Puede estar por delante o por detrás No hay problema para puntos con 0 paralax Se utilizan músculos diferentes pero con la experiencia se enlazan los dos movimientos Produce Dificultades en la fusión Incomodidad

problema para puntos con 0 paralax Se utilizan músculos diferentes pero con

13 Imágenes congruentes Las dos imágenes deben db tener Igual brillo Igual intensidad Igual contraste Deben mostrar la misma escena Problemacon los cursores Deberían duplicarse Provoca Dificultades en la fusión

Deben mostrar la misma escena Problemacon los

14 Bordes Las imágenes que no están totalmente contenidas en la pantalla dan problemas Imágenes con paralelaje negativo: El paralelaje indica que el objeto está delante de la pantalla El corte con el borde indica que está detrás Imágenes con paralelaje positivo: Son más tolerantes al recorte vertical que al horizontal

está delante de la pantalla El corte con el borde indica que está detrás

15 Imágenes cruzadas Este efecto se produce cuando un ojo ve una imagen que no le corresponde Se produce el efecto de imagen fantasma o ghosting. Se debe a: Problemas de sincronización con los dispositivos Problemas de latencia de la pantalla o los proyectores

16 Paralelaje vertical Distancia en el eje vertical de las dos proyecciones de un punto en el plano de proyección Nunca debe de producirse Provoca: Dificultades en la fusión Incomodidad (incluso malestar) Obliga al ojo a realizar un movimiento no natural

de producirse Provoca: Dificultades en la fusión Incomodidad

17 El efecto depende de: Depende de la escena que visualicemos Del tamaño de la pantalla (mejor cuanto más grande) De la distancia al plano de proyección (mejor cuanto mayor) Del tipo de paralelaje (mejor el paralelaje positivo). Se intenta que el paralelaje no exceda de los 1 5º; Max. paralax = 2*d*tan (1 5º/2) (d es la distancia a la pantalla de proyección)

tipo de paralelaje (mejor el paralelaje positivo).

18 Configuraciones posibles de las cámaras

19 Configuración de ejes paralelos Se alinean los ejes de las lentes de las cámaras de modo que los ejes ópticos de ambas funcionen de forma paralela. La convergencia de las imágenes se consigue al mover ligeramente las cámaras o con el traslado horizontal de las imágenes y con un recorte de las imágenes tratadas si es necesario.

La convergencia de las imágenes se consigue al mover ligeramente las cámaras o

20 Parámetros de ejes paralelos La disparidad se incrementará con la separación de las cámaras, B, y con la distancia focal (λ ). Para puntos en el infinito respecto al eje Z, la disparidad tiende a cero. Sólo puede usarse con imágenes no superiores a 65 milímetros entre sus centros Disparidad vertical = distorsiones graves.

Para puntos en el infinito respecto al eje Z, la disparidad tiende a cero.

21 Configuración ejes convergentes En la configuración de ejes convergentes o cruzados, las cámaras se encuentran ligeramente rotadas td la una respecto a la otra, de modo que los ejes ópticos de ambas cámaras interseccionan en un punto convergente y así toman importancia la separación de la base de la cámara (B) y El ángulo de convergencia (b) de los planos de cámara:

22 Parámetros ejes convergentes Para la proyección de perspectiva nos da las coordenadas xl e yl para la cámara izquierda: De modo similar, las coordenadas del plano de la cámara para la cámara derecha se encuentran en:

23 Simulación cámara estereoscópica: ejes convergentes A partir de las ecuaciones descritas se ha simulado el diseñado de las cámaras reales y virtuales para generar tanto contenido estereoscópico sintético como real. Utilizando software de modelado 3D se han programado las cámaras con la configuración de ejes convergentes.

24 Simulación cámara estereoscópica: ejes convergentes Diferentes convergencias. Sensación de profundidad o acercamiento.

25 Resultados cámara estereoscópica virtual Ojo izquierdo Ojo Derecho

26 Resultados cámara estereoscópica real Ojo izquierdo Ojo Derecho

27 Desarrollo de plugins (código) Desarrollo de programación de plugins para las cámaras virtuales en software de 3D (Lightwave). Diseño zona de confort estereoscópico. Desarrollo de código para posicionamiento de las cámaras virtuales en software de postproducción p (combustión). Diseño zona de confort estereoscópico.

28 Resultados composición imagen real y sintética Ojo izquierdo Ojo Derecho Se ha conseguido una sincronía en todos los ejes de la imagen real estereoscópica y la estereoscópica sintética. Para visualizar los resultados se requiere de un proyector estereoscópico activo. En los laboratorios audiovisuales disponemos de un sistema activo de visión estereoscópica.

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