То немногое, что нужно знать про 3D...

Описание: Обсуждаем любые темы
Правила раздела: http://pc-forums.ru/topic4074.html
Модератор: Junior

#1 pandor » 06.12.2012, 01:09

Здоровье и стерео 3D. Часть первая, физиологическая


Популярная тема стерео 3D, как и многие новые технологии, сразу же обросла слухами, предположениями и даже утверждениями о возможном вреде для здоровья. Попробуем разобраться во всём этом, досконально и беспристрастно.
Прогресс и совершенствование технологий так или иначе связан с опасениями по поводу потенциальных проблем для здоровья. Иногда эти опасения совершенно обоснованны: множество ничего не подозревающего народу успевает погибнуть, прежде чем выяснится, что радиация может быть смертельна. Иногда эти опасения в большей части надуманны: сегодня мало кто помнит о страстях, кипевших во времена появления цветных телевизоров, но дело доходило до смешных по нынешним меркам рекомендаций - не сидеть перед экраном более получаса.
Но чаще всего опасения по поводу потенциального вреда той или иной новой технологии для здоровья так и повисают в неопределённости, разделяя даже учёных на два почти равных лагеря скептиков и оптимистов. До сих пор никто не может поставить точку в затянувшемся споре о потенциальном вреде мобильных телефонов, хотя обе стороны успели тысячекратно опровергнуть аргументы друг друга. А споры о влиянии на здоровье генетически модифицированных продуктов!
Впрочем, вряд ли жителям больших городов, ежедневно и уже не в первом поколении вдыхающим адскую смесь вместо воздуха, может быть непонятна природа возникновения многочисленных аллергий. И если через пару поколений у всех разом вырастут хвосты, какая разница, произойдёт ли это из-за частого прикладывания мобильника к мозгу или от регулярного поедания искусственно модифицированной овсянки?
Стереоскопическое 3D-видение, вошедшее в моду на волне последних достижений электроники, также не обошлось без обвинений. Чаще говорят о потенциальной возможности повлиять на самочувствие зрителя, но есть и прямые обвинения в возможности нанесения вреда для зрения и здоровья в целом. Как и в любой другой, до конца не изученной отрасли, на волне повышенного интереса регулярно появляется множество научных, полунаучных и даже шарлатанских (или проплаченных, но от этого не менее шарлатанских) заявлений о вредном влиянии стереоскопии. Или, наоборот, о пользе.
Эта статья не призвана ни отстаивать, ни опровергать чьи-то выкладки или умозаключения по теме стерео 3D. Сегодня мы попробуем «препарировать» этот вопрос, разложить общую проблему на слагающие её компоненты. И только после этого, проанализировав детали, попробуем сделать осторожные выводы – чего именно действительно стоит побаиваться, а где нас просто стараются запутать и запугать псевдонаучной белибердой.
Если вы действительно хотите разобраться в природе формирования стереоскопической картинки, чтобы не уподобляться пишущим в комментах "3Дэ отстой!" неудачникам, нам придётся углубиться в некоторые подробности человеческой физиологии, несколько выходящие за рамки школьного учебника анатомии. Поверьте, автору совсем не хочется нагружать читателя ненужными или прописными истинами, но кое-что всё же напомнить придётся, иначе предметный разговор у нас не получится.

Физиология зрения: стереоскопия и цвет


Итак, стереоскопическое (бинокулярное) зрение – это величайший дар, имеющийся в распоряжении человека. Глаза в стереоскопической зрительной системе фигурируют в качестве двух источников визуальной информации, зрачки которых разнесены в пространстве примерно на 65 мм. Не стоит забывать, что объёмная картинка – это всё же в первую очередь результат работы нашего мозга, строящего объёмный образ в результате синхронной обработки двух потоков информации.
Благодаря восприятию окружающей действительности каждым глазом под некоторым углом относительно другого глаза, зрительный отдел нашего мозга имеет возможность не только восстанавливать объём, но также с большей или меньшей степенью достоверности оценивать размеры различных объектов и расстояние до них. Именно на этом основаны самые простые способы "обмана" зрения в кино, когда на экране мы видим лилипутов или гулливеров, в зависимости от задумки режиссёра и мастерства оператора. В то же время, дополнительную информацию о размерах видимых объектов и о расстоянии до них можно получить даже одним глазом, но в движении, и этот приём также отлично используется в кинематографе и играх даже без всякого 3D.
Следующий важный момент – внутреннее строение глаза. В рамках сегодняшней статьи нас интересуют такие специфические характеристики, как «автофокус», диафрагма и угол зрения.
01.jpg

Глазной хрусталик – своеобразный «объектив» зрительной системы — обладает чудесным свойством автоматически перефокусировать на сетчатку поступающую информацию (опять же слово «автоматически» употреблено здесь для упрощения сложных процессов обратной связи между глазными мышцами, глазными нервами и зрительным отделом мозга). Происходит это благодаря изменению формы самого хрусталика под воздействием определённых глазных мышц (по одной версии это кольцевая цилиарная мышца, по другой — это косые и продольные мышцы, но нам для установления истины о 3D эти тонкости совершенно не нужны).
02.jpg

Роль переменной диафрагмы, ограничивающей попадание излишнего света на сетчатку, выполняет отверстие в радужке, известное под названием «зрачок». Эта система также действует практически мгновенно, примерно в пределах от 2 мм (f/8,3) при значительной яркости до 8 мм (f/2,1) в темноте (в обычном состоянии диаметр зрачка примерно 4 мм), а при существенном превышении светового потока в действие также вступают дополнительные механизмы – ресницы, когда мы прищуриваемся, или даже веки, когда яркость совсем невтерпёж. Такие факты, как восприятие сетчаткой контрастности на уровне примерно 1:100 и возможность различать даже 1:1 000 000 после очень длительной адаптации в темноте, а также «колбочки» и «палочки» для восприятия цветовой и монохромной информации мы в рамках этой статьи рассматривать не будем. Они, безусловно, важны при формировании стереоскопической картинки, но роль при этом их второстепенна.
03.jpg

Последний важный для нас момент – это угол зрения. В среднем поле зрения каждого глаза включает обзор 95° внешнего поля по горизонтали, 60° внутреннего поля по горизонтали, 60° вверх и 75° вниз (на самом деле круговая диаграмма обзора для разных глаз имеет весьма специфичную форму и индивидуальна для каждого). Не отвлекаясь на особенности работы глазного нерва (вроде «слепого пятна»), которые для нас сегодня второстепенны, сфокусируем внимание на том, что зона высокой оптической резкости, в которой наш глаз видит максимально чёткое изображение, составляет… всего 2 градуса.
Да, именно так. Вам может казаться, что вы видите единовременно с большой резкостью в гораздо большем угле обзора, но это не так, для восприятия картинки высокой чёткости на большой площади сигнальной системе из сетчатки, глазного нерва и мозга просто необходимо постоянное движение глаз.
Вот теперь – внимание! Очень важный момент для понимания дальнейшего: движение каждого из глаз обеспечивают шесть мышц: латеральная прямая, медиальная прямая, нижняя прямая, верхняя прямая, нижняя косая и верхняя косая мышцы глазного яблока.
04.jpg

Но и это ещё не всё! Представьте себе, что контроль за мышцами, определяющими смещение глазных яблок, ведут в разных случаях разные области мозга! Например, если говорить о вестибулоокулярном рефлексе – когда, например, вы отслеживаете глазами движущийся объект и при этом сами поворачиваете голову, в этом случае движением глазных мышц управляют лобные доли мозга.
Теперь представьте себе, насколько это сложная задача – управлять движением каждого глаза, и уж тем более сразу двумя глазами синхронно.
Но для финальной точки в определениях сегодняшней статьи необходимо описание ещё одной функции глазных мышц – так называемой «сходимости оптических осей глаз», или конвергенции. Суть этой функции очень проста: если рассматриваемый объект находится достаточно далеко от зрителя, то условные оптические оси «хрусталик – сетчатка» двух глаз можно представить практически параллельными линиями. Но чем ближе располагается рассматриваемый объект, тем больше угол схождения этих оптических конвергентных осей. Вплоть до рассматривания кончика собственного носа, когда глаза уже неимоверно косят, а оптические оси перекрещиваются здесь же, на носу.
Разумеется, чем ближе расположен рассматриваемый объект, тем более подробную, если хотите, «разностороннюю» информацию об объёме этого объекта получает мозг, и наоборот, чем дальше, тем получаемая двумя глазами «картинка» будет более похожей и тем меньшая информация об объёме будет получена мозгом.
Однако у этой медали есть и обратная сторона: даже на кончике носа одновременно оба глаза толком сфокусироваться уже не могут. Если же попытаться с помощью технических средств передать мозгу через глаза информацию с «запредельной» конвергенцией, можете себе представить, как в такой ситуации будут «закипать» ваши мозги.

Промежуточные итоги: удивительное рядом, но оно запрещено?

Хотелось бы поздравить тех, кто честно дочитал до этого момента и проникся подробностями о принципе работы нашего зрения. Теперь вам будет гораздо проще разобраться с причинами равнодушия к стерео 3D или неприятия его вами или вашими знакомыми, а также с причинами возникновения при просмотре стереоскопического контента тех или иных неприятных симптомов.
Вот теперь мы с вами достаточно подготовлены к тому, чтобы рассмотреть под увеличительным стеклом каждую популярную на сегодняшний день технологию формирования стереоскопической картинки – анаглифическую, пассивно-поляризационную, активно-затворную, автостереоскопию, а также вполне аргументированно определить изъяны каждой из них с точки зрения комфортного (или, наоборот, некомфортного) восприятия объёмного изображения.
Кроме того, теперь мы полностью готовы к тому, чтобы предметно обсудить все "косяки" разработчиков игр и голливудских ухарей, приводящие в результате к появлению "отстойных" образцов стерео 3D-культуры.
Таким образом, мы пришли к следующей классификации типов проблем восприятия стерео 3D:
1. Проблемы физиологические – отклонения и нарушения здоровья, в том числе проблемы со зрением, исключающие или ограничивающие возможность человека воспринимать окружающую действительность в объёме.
2. Проблемы технологические – несовершенство технических средств воспроизведения стереоскопического контента, ведущее к некачественному и/или недостаточно комфортному восприятию виртуальной 3D-картинки.
3. Проблемы "человеческого фактора" – стереоскопический 3D-контент, неудачный с технической и художественной точки зрения, выполненный неопытными, недостаточно подготовленными и/или бездарными специалистами.
Сегодня, дотошно разобравшись в строении человеческого глаза, его взаимодействии с мозгом плюс вооружившись некоторой статистикой, мы сделаем несколько выводов относительно проблем восприятия стерео 3D физиологического плана. Остальные аспекты мы рассмотрим во второй части.
Вывод первый: даже если взять идеально снятый 3D-фильм или идеально сделанную стерео 3D-игру, даже если собрать отличную установку для просмотра стерео 3D, стереоскопический контент изначально доступен, увы, далеко не каждому. Согласно статистике, около 8% зрителей совсем не способны воспринимать стерео 3D ни в каком виде. Причины при этом разные, но результат, увы, один. Автор этих строк, дважды терявший хрусталик левого глаза и дважды его восстанавливавший, искренне сочувствует тем, кто вовсе не может видеть объём двумя глазами.
На самом деле, отсутствие объёмного зрения — участь не только тех, кто смотрит на мир одним глазом. Дело в том, что, по данным многочисленных научных исследований, объёмное восприятие окружающей действительности формируется в мозгу человека лишь в первые годы его жизни. При этом процесс формирования фактически заканчивается в дошкольном возрасте, примерно в 5-6 лет. У всех он происходит по-разному, и глубина стереоскопического восприятия достигает сугубо индивидуального уровня: у одних больше, у других меньше, а у кого-то и вовсе остаётся почти без развития.
Так что два зрячих глаза ещё не являются гарантией нормального восприятия стереоскопического 3D-контента.
Кроме того, существует множество дополнительных факторов физиологического характера, ограничивающих восприятие объёмной картинки и даже объёма, как такового, в динамике. Весь спектр офтальмологических проблем – от слабого развития одного (или обоих) глазных нервов до отслоения сетчатки, от различных диоптрий для каждого глаза до неравномерного развития мышц каждого глаза и так далее, так далее.
В конце концов, и особенности развития вестибулярного аппарата могут затруднить просмотр стереофильмов и привести к головокружению или даже тошноте. Чего там далеко ходить: при всём своём фанатизме в отношении стерео 3D и большой любви к объёмному кино, автор этих строк на себе испытал достаточно пакостные ощущения при просмотре первых минут фильма «Смурфики 3D». Несмотря на толково подобранный фон и отличную передачу перспективы, «падающий» ракурс крутящейся штопором камеры при всём моём уважении назвать удачным язык не поворачивается. Если не сказать ещё грубее (а хотелось бы). И это притом, что далее, на протяжении всего фильма (и в других 3D-лентах), такого гадкого чувства испытать не пришлось ни разу.
Вывод второй: представьте себе весь диапазон возможного состояния зрения и вестибулярного аппарата человека — от полностью здорового до полной слепоты. Даже близко не подойдя в сегодняшней публикации к проблемам техники, креатива в создании фильмов и игр, мы уже можем констатировать факт: из среднестатистических 15% зрителей, выходящих из 3D-кинотеатров с опытом неприятных ощущений, далеко не всем следует пенять на плохие 3D-технологии или неудачный 3D-контент, проблемы, скорее всего, кроются в состоянии их здоровья.
..............................................
Источник - 3DNews.
Это первая часть - физиологическая. Если статья увидит свет, то добавлю вторую часть - технологическую. В ней уже можно будет сделать солянку сборную - с "добавлением" и редактированием, ну и, надеюсь, с дальнейшим продолжением.
P.S.
Перенести статейку могу сам, если потребуется...
Последний раз редактировалось pandor 06.12.2012, 09:54, всего редактировалось 1 раз.
pandor
Автор темы, Опытный экспериментатор
Опытный экспериментатор
Аватара
Откуда: Россия, Питер
Репутация: 196
Лояльность: 44 (+44/−0)
Сообщения: 1675
Темы: 24
Зарегистрирован: 10.09.2011
С нами: 5 лет 2 месяца

То немногое, что нужно знать про 3D...

 

#2 Stranger » 06.12.2012, 06:44

Хотелось бы напомнить, что еще во времена СССР, в 70-х годах прошлого века (а может быть и раньше, просто более ранний период я не помню), во многих городах были кинотеатры со стереофильмами. Причем, по собственному опыту могу сказать, не пользовавшиеся особой популярностью. Так что возрождение технологии недавно отметившей свой столетний юбилей, вряд ли можно объяснить "последними достижениями электроники".
Stranger
Житель форума
Житель форума
Возраст: 50
Откуда: Москва
Репутация: 103
Лояльность: 34 (+34/−0)
Сообщения: 550
Темы: 5
Зарегистрирован: 21.09.2012
С нами: 4 года 2 месяца

 

#3 pandor » 06.12.2012, 09:17

Stranger писал(а):Хотелось бы напомнить, что еще во времена СССР, в 70-х годах прошлого века
Могу добавить. Еще в 40-х годах товарищи немцы снимали военные действия на 3D камеры. На популярных трекерах есть док. фильм про это, так и называется - "Война в 3D".
pandor
Автор темы, Опытный экспериментатор
Опытный экспериментатор
Аватара
Откуда: Россия, Питер
Репутация: 196
Лояльность: 44 (+44/−0)
Сообщения: 1675
Темы: 24
Зарегистрирован: 10.09.2011
С нами: 5 лет 2 месяца

#4 vasilich » 06.12.2012, 22:40

продолжение было бы интересным очень!
Gigabyte GA-Z170-D3H / Intel Core i7 6700К / 16Gb DDR4 / GTX1070 Gigabyte G1 / 128Gb SSD+2Tb HDD / Aerocool 750W / Windows 10
vasilich
Старший Советник
Старший Советник
Аватара
Возраст: 42
Откуда: г.Рязань
Репутация: 613
Лояльность: 229 (+235/−6)
Сообщения: 4749
Темы: 32
Зарегистрирован: 03.05.2012
С нами: 4 года 7 месяцев

То немногое, что нужно знать про 3D...

 

#5 vasilich » 09.12.2012, 23:14

а что тему-то не прикрепили в соответствующий раздел? и было бы отличное продолжение с примерами по выбору ...... (только вот куда её лепить-то, на данном форуме, сам не пойму!)
Gigabyte GA-Z170-D3H / Intel Core i7 6700К / 16Gb DDR4 / GTX1070 Gigabyte G1 / 128Gb SSD+2Tb HDD / Aerocool 750W / Windows 10
vasilich
Старший Советник
Старший Советник
Аватара
Возраст: 42
Откуда: г.Рязань
Репутация: 613
Лояльность: 229 (+235/−6)
Сообщения: 4749
Темы: 32
Зарегистрирован: 03.05.2012
С нами: 4 года 7 месяцев

#6 zix » 09.12.2012, 23:25

pandor, а чего статью забабахал в курилке? Надо б было в факе...Может передвинуть?

Добавлено спустя 6 минут 16 секунд:
pandor писал(а): Еще в 40-х годах товарищи немцы снимали военные действия на 3D камеры.
Не знаю, 3d это или как, но стереофильмы снимали еще до войны в СССР. На пальцах сложно объяснять, там использовалась система тонких проволок, образующих дефракционную решетку. Минусом было то, что голову надо было держать строго в определенном месте, иначе стереоэффект исчезал. И никаких очков не применялось.
Дорогу осилит идущий

Изображение
zix M
Поддержка
Поддержка
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Калужская обл
Репутация: 1066
Лояльность: 445 (+446/−1)
Сообщения: 15721
Темы: 146
Зарегистрирован: 17.12.2011
С нами: 4 года 11 месяцев

 

#7 vottak08 » 09.12.2012, 23:54

zix писал(а):.Может передвинуть?

:good3:
Asus P8H67 / Intel Core i5-3470 / Asus GTX 970 STRIX / 8Gb DDR3 Kingston@1333 / Chieftec APS-550S / Hitachi (320гб, SATA-II) / Titan Dragonfly4 / Zalman Z9 U3 / Windows 7 x64
vottak08
Старший Советник
Старший Советник
Аватара
Репутация: 389
Лояльность: 429 (+429/−0)
Сообщения: 4273
Темы: 36
Зарегистрирован: 03.11.2011
С нами: 5 лет 1 месяц

#8 pandor » 10.12.2012, 00:18

zix писал(а):pandor, а чего статью забабахал в курилке? Надо б было в факе...
Выставил на суд модераторам, ибо предупредил: Статья - чистый копипаст.
pandor
Послушайте, сейчас везде копипаст
А статья бы такая не помешала бы. Ну скопипастить, немнго изменить "от автора" и выложить. Такая статья очень нужна, сейчас 3 Дэ все актуальней и актуальней становится. Потому рассчитываем на вас.
Добавлено: Декабрь 5th, 2012, 11:22 am
pandor писал(а):Вечером выложу в курилку, дам ссыль на первоисточник, а там уж сами решайте
pandor писал(а):Это первая часть - физиологическая. Если статья увидит свет, то добавлю вторую часть - технологическую. В ней уже можно будет сделать солянку сборную - с "добавлением", редактированием, ну и, надеюсь, с дальнейшим продолжением.
Ждемс...
pandor
Автор темы, Опытный экспериментатор
Опытный экспериментатор
Аватара
Откуда: Россия, Питер
Репутация: 196
Лояльность: 44 (+44/−0)
Сообщения: 1675
Темы: 24
Зарегистрирован: 10.09.2011
С нами: 5 лет 2 месяца

То немногое, что нужно знать про 3D...

 

#9 zix » 10.12.2012, 00:27

Ну что ж, пусть тогда модераторы решат судьбу. А статья полезная. И, между прочим, цитирование у нас не возбраняется (в отличие от некоторых знаменитых сайтов, на которых за это можно схлопотать бан). Так что раз я "поддержка", то я вас поддерживаю :good3:
Дорогу осилит идущий

Изображение
zix M
Поддержка
Поддержка
Аватара
Возраст: 47
Откуда: Калужская обл
Репутация: 1066
Лояльность: 445 (+446/−1)
Сообщения: 15721
Темы: 146
Зарегистрирован: 17.12.2011
С нами: 4 года 11 месяцев

#10 pandor » 10.12.2012, 00:38

zix писал(а):я вас поддерживаю :good3:
Thanks!
pandor
Автор темы, Опытный экспериментатор
Опытный экспериментатор
Аватара
Откуда: Россия, Питер
Репутация: 196
Лояльность: 44 (+44/−0)
Сообщения: 1675
Темы: 24
Зарегистрирован: 10.09.2011
С нами: 5 лет 2 месяца


  • Понравилась тема? Поделись с друзьями!

Вернуться в Курилка