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Visualização 3D
Prof. Dr. Annibal Hetem Jr.
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Objetivo
• O objetivo de se usar “Visão 3D” em Realidade Virtual é garantir (e facilitar) a imersão.
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VISÃO ESTÉREO
A Visão Estéreo é uma das principais informações de profundidade na visão do ser humano.
A Visão Estéreo tem este nome por precisar do uso de ambos os olhos. Assim como a audição estéreo requer ambos os ouvidos.
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Visão Estéreo x Visão 3D
• Popularmente a visão estéreo é chamada de visão 3D.
• No entanto, existem visões 3D que não são estéreo (próximo slide), portanto a nomenclatura correta é Estéreo.
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Dispositivos de Visualização
• Óculos• Head Mounted Display (HMD)• Workstation• Workbench• Projeção frontal em tela plana• Projeção frontal em tela curva • Projeção por trás em tela plana• Cave
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Óculos
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HEAD MOUNTED DISPLAY
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Workstation
• Para uma pessoa
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“Workbench”
Para pequenos grupos de pessoas
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Projeção frontal em tela plana
Sala de visualização da
Engenharia
PUC-Rio
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Projeção frontal em tela curva
Para grandes grupos
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Projeção frontal em tela curva
Edise
Texaco
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Projeção por trás em tela plana (back projection)
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CAVE(projeção por trás em “todas” as paredes)
•
(grupos pequenos)
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CAVE
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Criação de imagens estereoscópicas
Um desafio teórico e tecnológico
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Sobreposição estereoscópica
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Percepção em 3D
• Os olhos humanos permitem que o cérebro interprete as imagens 2D recebidas de forma a reconstruir um modelo tridimensional 3D.
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1. Conjunção de duas imagens
• Cada olho recebe uma visão obtida de ângulos diferentes da paisagem observada.
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2. Foco
• Os cristalinos adaptam sua forma de maneira a se ajustar à distância focal dos objetos.
• Sensação de profundidade.
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3. Centro visual
• A região do cérebro destinada à visão gera uma interpretação (na qual são consideradas também as posições relativas de partes do corpo) do ambiente 3D observado.
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http://www.stanford.edu/group/brainsinsilicon/
paul_bio.html
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Imagens 2D interpretadas como 3D
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Objetos 3D vistos como imagens 2D
• As “imagens 3D” são na verdade projeções em 2D de objetos 3D.
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Métodos baseados em projeções
• Faz-se uma projeção de todos os vértices do objeto em um plano (que representa a retina).
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•Equivale ao que o olho vê.
•Pontos a distancias diferentes devem apresentar focos diferentes.
A imagem resultante
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Formulação do algoritmo
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Duas rotações:
•A primeira operação é calcular o sistema de coordenadas relativas associado com a projeção•Pode haver vários "i“, mas apenas um "n“.•A rotação é determinada pelo plano que contém "n" e "i". •"j" faz parte da base ortonormal, mas não faz parte dos objetos.
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A' representa o ponto A rotacionado
Com A', e o sistema de coordenadas associado ao plano, calcula-se a posição do novo ponto no plano de projeção.
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O Método stéreo
• Aplica-se o algoritmo duas vezes (uma para cada olho).
• O resultado são duas imagens, que podem ser combinadas
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Dicas
• As linhas que ligam cada olho ao objeto definem um plano.
• Este plano é que determina o sistema de coordenadas das projeções.
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