Visualização 3D
Prof. Dr. Annibal Hetem Jr.
Objetivo
• O objetivo de se
usar “Visão 3D”
em Realidade
Virtual é garantir
(e facilitar)
a imersão.
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.
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.
Dispositivos de Visualização
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Óculos
Head Mounted Display (HMD)
Workstation
Workbench
Projeção frontal em tela plana
Projeção frontal em tela curva
Projeção por trás em tela plana
Cave
Óculos
HEAD MOUNTED DISPLAY
Workstation
• Para uma pessoa
“Workbench”
Para pequenos grupos
de pessoas
Projeção frontal em tela plana
Sala de
visualização da
Engenharia
PUC-Rio
Projeção frontal em tela curva
Para
grandes
grupos
Projeção frontal em tela curva
Edise
Texaco
Projeção por trás em tela plana
(back projection)
CAVE
(projeção por trás em “todas” as paredes)
•
(grupos pequenos)
CAVE
Criação de imagens
estereoscópicas
Um desafio teórico e tecnológico
Sobreposição estereoscópica
Percepção em 3D
• Os olhos humanos
permitem que o
cérebro interprete as
imagens 2D recebidas
de forma a reconstruir
um modelo
tridimensional 3D.
1. Conjunção de duas imagens
• Cada olho
recebe uma
visão obtida
de ângulos
diferentes da
paisagem
observada.
2. Foco
• Os cristalinos adaptam sua forma de maneira a se
ajustar à distância focal dos objetos.
• Sensação de profundidade.
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.
http://www.stanford.edu/group/
brainsinsilicon/paul_bio.html
Imagens 2D interpretadas como
3D
Objetos 3D vistos como imagens
2D
• As “imagens 3D” são na verdade
projeções em 2D de objetos 3D.
Métodos baseados em projeções
• Faz-se uma projeção de todos os vértices do
objeto em um plano (que representa a
retina).
A imagem resultante
•Equivale ao que o olho vê.
•Pontos a distancias diferentes
devem apresentar focos
diferentes.
Formulação do algoritmo
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.
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.
O Método stéreo
• Aplica-se o
algoritmo duas
vezes (uma para
cada olho).
• O resultado são
duas imagens, que
podem ser
combinadas
Dicas
• As linhas que ligam
cada olho ao objeto
definem um plano.
• Este plano é que
determina o sistema
de coordenadas das
projeções.