Человек способен сформировать очень полную картину расстояний до изображаемых предметов, их формы и размеров из двухмерного изображения и тем самым полноценно воспринимать трехмерный мир во всей его глубине. Как мы делаем это?
Как известно, человек видит двухмерную картинку непосредственно глазами. То, что мы видим, можно запечатлеть, например, с помощью камеры, напечатать на листе бумаги (то
Человек способен сформировать очень полную картину расстояний до изображаемых предметов, их формы и размеров из двухмерного изображения и тем самым полноценно воспринимать трехмерный мир во всей его глубине. Как мы делаем это?
Как известно, человек видит двухмерную картинку непосредственно глазами. То, что мы видим, можно запечатлеть, например, с помощью камеры, напечатать на листе бумаги (то есть в двухмерной плоскости) и повесить на стену, таким образом, изображение, которое приходит в наш мозг от глаз, является двухмерным.
Однако когда мы смотрим на реальные объекты, как на фотографиях, так и во время просмотра видео, нам удается извлечь из этих двухмерных изображений столько информации, что они кажутся нам, так сказать, трехмерными. Мы очень хорошо воспринимаем относительное положение объектов в пространстве только через зрение. Тип зрения, который позволяет вам воспринимать форму, размер и расстояние от объектов, называется стереоскопическим зрением. Человек имеет такое видение и достигает его за счет следующих эффектов:
- Бинокулярное зрение. У человека два глаза. На сетчатке каждого глаза формируется немного другое 2D-изображение одной и той же 3D-сцены. Основываясь на жизненном опыте и невероятных вычислительных способностях, мозг сравнивает эти два немного разных изображения, чтобы сформировать представление о трехмерности изображения. Этот эффект лучше всего работает при наблюдении за близлежащими объектами, расстояние до которых в какой-то мере сопоставимо с расстоянием между глазами. При просмотре объектов на расстоянии более пяти метров этот эффект практически не меняется. Также сразу оговоримся, что с учетом того, что бинокулярное зрение - не единственный фактор, позволяющий видеть в 3D, и поскольку его дальность ограничена несколькими метрами, отсутствие двух глаз не было бы катастрофой для один человек. Мы все еще могли видеть в 3D, просто потребовалось больше жизненного опыта и времени, чтобы научиться применять остальные эффекты. Это утверждение очень легко подтвердить. Закройте один глаз. Ну что, перестали видеть в 3D? Нет!
- Смещение объектов при движении наблюдателя. При движении наблюдателя изображение, которое он видит, постоянно меняется, при этом близкие объекты меняют свое положение на этом изображении намного быстрее, чем далекие, которые медленно меняют свое положение в поле зрения наблюдателя. И снова большой жизненный опыт и вычислительные возможности мозга позволяют хорошо воспринимать расстояние до них с точки зрения скорости движения объектов в поле зрения. Кстати, фактически перемещая один глаз на расстояние, равное расстоянию между глазами, вы можете заменить бинокулярное зрение, потому что действительно, мозг в конечном итоге сможет сравнивать те же две картинки, что и два глаза, одновременно. Однако этот способ требует больших усилий и постоянного движения, а снимки ведь не будут сниматься одновременно, т.е. могут быть уже разными. Поэтому бинокулярное зрение по-прежнему остается очень полезной опцией, которая очень помогает при работе с близкими объектами, что обычно и делает человек.
- Жизненный опыт. Большинство людей хорошо разбираются в размерах многих знакомых объектов, таких как деревья, другие люди, автомобили, окна, двери и т. Д. Обладая этими знаниями, вы можете хорошо оценить расстояние до одного из этих объектов (и, следовательно, до те объекты, которые находятся близко), в зависимости от того, какую часть общего поля зрения они занимают. Например, вы сразу догадаетесь, что девушка на фото ниже гораздо ближе к наблюдателю, чем башня, к которой она, как говорят, добралась ...
- Дым в удаленных объектах. Атмосфера все еще имеет определенную непрозрачность. Поэтому очень далекие объекты кажутся дымными. Итак, по степени задымленности можно определить, какой из далеких объектов находится дальше, а какой ближе к наблюдателю. Это очень полезный эффект, потому что другие методы построения трехмерного изображения не работают для удаленных объектов.
- Перспектива, тени и освещение. По конфигурации теней и степени освещенности той или иной части предмета, на основании большого жизненного опыта мозг хорошо воспринимает форму предметов. Перспектива - это эффект, согласно которому, например, две параллельные линии в пространстве сходятся в точке на изображении на большом расстоянии от наблюдателя. Благодаря этому эффекту мозг способен очень хорошо воспринимать поступающую к нему информацию.
- Способность глаза фокусироваться только на одной области. Как и любое оптическое устройство, глаз не может одинаково хорошо видеть изображение на всей его глубине, а может сфокусироваться только на определенном расстоянии. Чем четче мы видим объекты, на которых концентрируемся, тем ближе и дальше объекты кажутся слегка размытыми. Мозг имеет информацию о расстоянии, на котором в данный момент сфокусированы глаза. Направляя взгляд на разное расстояние, мы можем, так сказать, сканировать всю комнату во всей ее глубине.
- Ближайшие объекты заслоняют далекие. Этот очевидный эффект, хотя и кажется очень простым, тем не менее вносит решающий вклад в построение трехмерного изображения. Ведь нет ничего проще, чем понять, что один объект находится дальше другого, если он частично им закрыт.