Особенности восприятия человеком объемных изображений

Значительное влияние на естественность восприятия видеоинформации оказывает способность человека оценивать объемность (глубину) изображения. Наряду с высоким разрешением и большим количеством оттенков цветов, объемный характер изображения имеет важнейшее значение для создания у пользователя подсознательного ощущения реальности наблюдаемой сцены.

Способность человека к зрительному объемному восприятию объектов определяют две группы факторов, приведенных ниже.

n Первичные (врожденные) факторы, основанные на использовании бинокулярного зрения.

n Вторичные (эмпирические) факторы, позволяющие оценить глубину наблюдаемого объекта по косвенным признакам, доступным при монокулярном зрении (при этом, как правило, подсознательно используется накопленный человеком опыт ориентации в пространстве).

Важнейшими, безусловно, являются вторичные факторы. Рассмотрим устройства отображения, основанные именно на этом свойстве, т. е. использующие бинокулярное зрение человека (стереозрение).

Вторичные факторы объемного восприятия основаны на подсознательной фиксации человеческим мозгом тех особенностей изображения, которые обусловлены пространственным положением наблюдаемых объектов и их частей:

n Оценка расстояния до предмета на основе информации о его размерах
(чем меньше объект — тем он дальше).

n Оценка порядка наложения предметов друг на друга (кто выше — тот ближе).

n Определение глубины пространства за счет использования эффекта перспективы — визуального сближения параллельных линий, уходящих вдаль.

n Анализ световых эффектов на предмете (теней, бликов и т. п.).

Объемное восприятие объектов возможно как при бинокулярном, так и при монокулярном зрении, поэтому иллюзию трехмерности изображения можно создать при помощи традиционных, двумерных устройств отображения (телевизора, монитора). В качестве примера можно привести фотоснимок: сам по себе он является двумерным, плоским изображением, однако при его про смотре человек подсознательно оценивает его особенности, благодаря чему у него создается хоть и не полное, но достаточно четкое представление о форме и пространственном положении изображенных на фотографии объектов.

До недавнего времени абсолютное большинство создаваемых компьютером визуальных объектов (например шрифты, диаграммы, окна диалога) выглядели совершенно плоскими. Оно и понятно — все эти объекты изначально программируются и обрабатываются как двумерные. Однако сегодня бурно развивается новая технологии, которую принято называть трехмерной графикой, или 3D. В основе этой технологии лежит другой подход: все объекты компьютерного мира описываются в трехмерной системе координат. Имея математическое описание трехмерного объекта, можно корректно рассчитать его двумерную проекцию на плоскость экрана, которая будет обладать всеми перечисленными выше характеристиками. Поскольку объем вычислений, необходимый для расчета трехмерной сцены, исключительно велик, эту работу возлагают на специализированные графические процессоры, называемые ускорителями трехмерной графики, или ЗD-акселераторами. Наиболее яркий пример 3D — многочисленные трехмерные компьютерные игры.