OKO ROBI NAS W BAMBUKO - TRÓJWYMIAR

Jeden obiekt jest blisko, drugi leży daleko. O ile nie są one razem położone co najmniej kilkaset metrów przed nami, jesteśmy w stanie bezproblemowo określić, do którego przedmiotu nam bliżej. Jak to robimy?  Co decyduje o tym, że widzimy przestrzennie?

Dwa obrazy

Sukces ten zawdzięczamy przede wszystkim ilością naszych oczu (przypominam - każdy posiada dwie gałki oczne). Źrenice ustawione są od siebie w odległości 8 cm,  dzięki czemu lewe i prawe oko odbiera inny obraz. Im bliżej obiekt ustawiony jest naszej twarzy, tym bardziej obraz różni się dla każdego oka. Patrząc z bliska na kant kartki papieru nasze oczy zarejestrują dwie różne strony kartki.
Te różnice dają wrażenie widzenia przestrzennego (stereoskopowego). Trzeci wymiar staje się jednak mniej widoczny na dłuższych odległościach. Budynki ustawione na horyzoncie równie dobrze mogłyby być kartonową scenografią.

Twórcy filmów i reklam oraz producenci najnowszych technologii w sprytny sposób oszukują nasze oczy dostarczając coraz więcej technik i wynalazków odzwierciedlających trójwymiarowe obrazy. Zadanie jest z pozoru proste - dostarczyć inny obraz do każdego oka. W tym celu tworzy się ekrany autostereoskopowe, telewizory z okularami migawkowymi lub polaryzacyjnymi, anaglify, narzędzia typu Oculus Rift.

Telewizory autostereoskopowe za pomocą miniaturowych soczewek kierują odpowiedni obraz do odpowiedniego oka. W odbiornikach z okularami migawkowymi zasłaniane jest jedno oko w momencie, kiedy na ekranie pojawia się obraz dedykowany dla drugiego. Dzieje się to tak szybko, że nie jesteśmy w stanie dostrzec, że w żadnej chwili nie widzimy obrazu obojgiem oczu jednocześnie. Z kolei polaryzacja polega na "wpuszczeniu" przez konkretne szkło odpowiedniej treści.
Anaglify znany wszystkim sposób odzwierciedlania trójwymiaru wymagający cyjanowo-czerwonych okularów. Przez cyjanowe szkło są widoczne kształty wykonane jedynie czerwonym kolorem. Czerwone szkło dostarcza od naszego oka jedynie cyjanowe linie.
Najprościej wytłumaczyć jak działa efekt 3D w Oculus Rift - każdy z dwóch obrazów wyświetlany jest bezpośrednio przed oczami odbiorcy. Lewy ekran nie jest widoczny dla prawego oka, prawy nie jest widoczny dla lewego.

Nasze oko jest brutalnie oszukiwane przy użyciu wyżej wymienionych technologii. Nikt mimo wszystko nie ma pretensji, każdy cieszy się efekciarskimi filmami. Czemu nie.

Zapytacie pewnie "Adam, a co jeśli mam tylko jedno oko, nie będę mógł dostrzec przestrzeni?". Odpowiem "Spokojna głowa, z jednym okiem dasz radę. Zapomnij tylko o kinie 3D, nie będziesz się dobrze bawił".

Okazało się, że pewna czytelniczka mojego bloga (pozdrowienia dla Rachel!) ma sprawne tylko jedno oko (lub jak sama o sobie mówi - jest cyklopem), dzięki czemu kwalifikuje się do grona osób niezdolnych do oglądania filmów 3D. Rachel odpowiedziała na kilka moich pytań, dzięki czemu mogłem lepiej zrozumieć jej sposób postrzegania świata.
Funkcjonowanie osoby z jednym sprawnym okiem nie różni się praktycznie niczym od ludzi dwuocznych. Owszem, nie można pozwolić sobie na zapoznanie się z technologią stereoskopową, ale, jak sama Rachel mówi, brak oka wyostrza inne zmysły, takie jak powonienie czy słuch. Ocena odległości w pewnej mierze polega na intuicji i wyobraźni, ale wierzę, że takie osoby dzięki temu mogą sprawniej konstruować trójwymiarowy obraz w głowie. Jedyne trudności jakie spotykają cyklopa Rachel polegają czasami na mylnym zinterpretowaniu wklęsłości/wypukłości i delikatnie mniejszy kąt widzenia.

Ruch

Podczas podróży pociągiem możemy obserwować oddalone o kilkaset metrów drzewo, ale słup przy torach, który mijamy, będzie widziany tylko przez ułamek sekundy. Dzięki temu możemy z całą pewnością stwierdzić, że drzewo stoi dużo dalej niż słup, nawet posiadając jedno sprawne oko.
Efekt ten nazywamy paralaksą. Ma ona tylko jedno wymaganie - ruch. Jeśli ani obserwator, ani obserwowany obiekt nie jest w ruchu nie możemy w tej chwili mówić o paralaksie.

Głębia ostrości

Zapytacie pewnie "Adam, a co jeśli mam tylko jedno oko, a do tego jestem unieruchomiony, a otoczenie, w którym przebywam także się nie porusza?". Odpowiem "Spokojna głowa, ciągle możesz się cieszyć trójwymiarem dzięki soczewce w Twoim oku".
Spoglądanie na przedmioty z bliska wymaga innego przystosowania oka, co oglądanie daleko położonych obiektów. Kształt soczewki w oku zmienia się, co powoduję załamanie światła przez dostosowywanie ogniskowej do odległości obserwowanego punktu. Niemożliwe jest, aby rzecz ustawiona zaraz przed naszą twarzą była tak ostra jak tło. Dostosowywanie ostrości podkreśla odległość między przedmiotami, ale, podobnie jak obserwacja stereoskopowa, zanika przy spoglądaniu w dal.

Perspektywa

Zapytacie pewnie "Adam, a co jeśli mam tylko jedno oko, a do tego jestem unieruchomiony, a moja soczewka w oku nie zmienia kształtu". Odpowiem "Spokojna głowa, musiałbyś oślepnąć żeby nie dojrzeć perspektywy".
Perspektywa pozwala dostrzec trójwymiar na zdjęciach, obrazach i rysunkach. Jest ostatnią deską ratunku, kiedy nie korzystamy z paralaksy, stereoskopii lub głębi ostrości. Perspektywa pozwala nam odczytać kształt i położenie obiektów nawet na płaskich zdjęciach.
Wiąże się ona jednak z pewną wiedzą, którą zdobywamy w pierwszych latach życia. Nie od zawsze wiemy, że zaobserwowanie mniejszego przedmiotu świadczy zwykle o jego dalszej odległości, a linie wyznaczone przez krawędzie i kąty ścian, biegnące w jednym kierunku i stykające się w pozornym punkcie mówią o kącie, nachyleniu i ogólnym kształcie budowli. To wiedza nabyta, z której stale podświadomie korzystamy, ale nie do końca potrafimy ją zrozumieć i wytłumaczyć.
Perspektywą nazwałbym też grę cieni i świateł, które także w znaczący sposób opisują otaczającą nas przestrzeń.

Zapytacie pewnie "Adam, a co jeśli mam tylko jedno oko, a do tego jestem unieruchomiony, moja soczewka w oku nie zmienia kształtu, a do tego nie potrafię odczytywać perspektywy". Odpowiem "Spokojna głowa, mam jeszcze cztery inne zmysły!"

I na koniec - nie dajcie się nabrać na tego typu reklamy. Żadna rozdzielczość nie zastąpi realistycznego, trójwymiarowego obrazu.