Способы рассматривания стереоизображения




Лабораторная работа № 2

Стереоскопическое зрение и стереоскопический эффект. Дешифрирование нелесных и не покрытых лесом земель

 

Задание:

1. Научиться получать стереоскопический эффект, описать способы его получения

2. Описать дешифровочные признаки нелесных и не покрытых лесом земель

 

При рассмотрении объектов двумя глазами (бинокулярное зрение) лучше воспринимается их форма, размеры, взаимное расположение и расстояние до них. При этом объекты воспринимаются неодинаково: правый глаз видит переднюю и правую стороны, левый – заднюю и левую стороны. В головном мозгу эти восприятия сливаются в одно четкое пространственное (объемное) восприятие. Бинокулярное зрение, при котором хорошо воспринимаются форма и размеры объектов, их взаимное расположение называется стереоскопическим.

Стереоскопическое восприятие можно получить, рассматривая не сами объекты, а их фотографии, сделанные с различных точек. Стереофотограмметрические приборы предназначеныдля получения стереоскопического эффекта и измерения стереомодели.

Стереофотография — это получение стереопары изображений фотографическим способом. Стереопара представляет собой сочетание двух изображений одного и того же объекта с различных точек зрения. Одно изображение предназначается для левого, а другое — для правого глаза. При рассматривании стереопары, например, в стереоскоп изображение объекта воспринимается с такой же локальной глубиной, что и сам объект.

Зрительное восприятие двух фотоизображений в виде одного пространственного называется стереоскопическим эффектом. Стереоэффект – это иллюзия объёмности, она достигается за счёт разделения картинок для каждого глаза в отдельности.

Пространственное восприятие местности с помощью стереоскопического эффекта называют стереоскопической моделью, на которой можно проводить измерения высот объектов и изображение рельефа в горизонталях. Перекрывающиеся части смежных снимков в маршрутах являются фотографиями одного участка местности с различных точек, и их используют для получения стереоэффекта.

Различают следующие стереоэффекты:

· прямой – восприятие аналогично местности;

· обратный – вывернута наизнанку;

· нулевой – плоское восприятие местности используется для оценки качества выравнивания аэропленок.

На полученной стереоскопической модели проводится контурное дешифрирование нелесных и лесных категорий земель. Прежде всего на снимках выделяются по определенным признакам нелесные и не покрытые лесом категории земель.

Способы рассматривания стереоизображения

 

Из различных способов рассматривания стереопар и существующих для этого устройств сначала рассмотрим следующие:

1. Компактные просмотровые устройства, действующие по тому же принципу, что и хорошо известный стереоскоп, требуют, чтобы межцентровое расстояние, а следовательно, и максимальная ширина фотоотпечатка составляли 65 мм. Но некоторые устройства и способы позволяют видеть отпечатки больших размеров.

Такие приспособления выпускаются промышленностью, они вполне удовлетворительны и недороги. Ширина отпечатка составляет 65 мм, а его длина может быть любой в пределах разумного.

Для просмотра более крупных фотографий (шириной до 240 мм) используются более сложные просмотровые устройства, предназначенные первоначально для расшифровки аэрофотоснимков.

2. Рассматривание стереопар через трубки. Очевидно, самым простым и самым дешевым устройством для рассматривания стереопар больших или малых размеров (без ограничения по форматам и практически пригодным для просмотра столь малых стереопар, как 35-мм цветные слайды) является пара бумажных или картонных трубок диаметром ~40 мм и длиной ~П5 мм. Для этой цели годятся трубки от рулонов туалетной бумаги.

При таком способе отпечатки располагаются на одной линии с соблюдением параллельности осей и затем рассматриваются через трубки, которые выполняют роль бинокля. Положение трубок следует отрегулировать таким образом, чтобы каждый глаз наблюдал только один соответствующий ему отпечаток стереопары. Это позволяет зрительно совместить два изображения и получить полный стереоэффект глубины изображения.

3. Непосредственное (визуальное) рассматривание стереопар. После некоторой практики большинство людей могут визуально совмещать стереопару без использования каких-либо просмотровых устройств. Естественно, что такой способ не накладывает никаких ограничений на размеры отпечатка.

После того как вы разложили или смонтировали отпечатки с правильным расположением осей, посмотрите “через” них, фокусируя глаза на бесконечность. В таком положении изображения находятся не в фокусе, но оси глаз параллельны, и вы должны увидеть третье несфокусированное изображение, которое появится между двумя изображениями стереопары. Сложность приема заключается в фокусировке глаз наблюдателя на этом центральном изображении, не сводя их в одну точку, как это делается при нормальной фокусировке. В противном случае центральное изображение немедленно исчезнет и окажется, что вы смотрите на один из отпечатков стереопары. При фокусировании на центральное изображение без сходимости наблюдается стереоэффект со всей глубиной рельефа, различимой при любом другом способе рассматривания стереопар.

Ощущение напряжения глаз, которое развивается во время непосредственного рассматривания или наблюдения стереоэффекта через трубки, обычно связано с нарушением расположения двух изображений по одной линии или вызвано тем, что голова наблюдателя слегка повернута от осей снимков. Если два незакрепленных изображения не соосны, сфокусируйте глаза на бесконечность, и вы увидите основные массивы светлого и темного этих двух изображений. Когда расположение осей правильно, третье изображение обычно появляется немедленно и наблюдается стереоэффект.

4. Анаглифический метод (спектральное разделение ракурсов). Один из самых некомфортных способов просмотра, получивший свое распространение только из-за своей дешевизны - анаглиф. Метод основан на принципе спектрального разделения и использует свойства светофильтров пропускать лучи только определенных цветов и задерживать лучи других цветов. Для просмотра необходимо использовать специальные (анаглифические) очки, как правило, для левого глаза — красный, для правого — голубой (или бирюзовый). Стереоизображение представляет собой комбинацию изображений стереопары, в которой в красном канале изображена картина для левого глаза (правый её не видит из-за светофильтра), a в синем (или синем и зеленом — для голубого светофильтра) — для правого. То есть каждый глаз воспринимает изображение, окрашенное в цвет, соответствующий цвету светофильтра в очках.

Этот метод обладает очень сильными недостатками - неправильная цветапередача и потеря цвета, а также очень не естественные для глаз светофильтры. После долгого пребывания в анаглифических очках у наблюдателя на некоторое время снижается цветовая чувствительность и возникает ощущение дискомфорта от восприятия обычного (не красно-голубого) мира.

5. Поляризационный метод (поляризационное разделение ракурсов). Прежде чем говорить о разновидностях стереосистем(3d-мониторов и стереопроекторов), основанных на эффекте поляризации, стоит сначала разъяснить что же такое поляризация и поляризованный свет. Для людей далеких от физики постараюсь рассказать простым языком и не нагружать ненужными для нас терминами.

Две совершенно одинаковые пластинки из слегка затемнённого стекла или гибкого пластика, сложенные вместе, практически прозрачны. Но стоит повернуть какую-нибудь одну на 90°, как перед глазом окажется сплошная чернота. Это может показаться чудом: ведь каждая пластинка прозрачна при любом повороте. Это же можно наблюдать, рассматривая экран компьютерного ЖК-монитора через пластинку: при её повороте яркость экрана меняется и при определённых положениях гаснет совсем. «Виновник» всех этих (и многих других) любопытных явлений — поляризованный свет.

Поляризация — это свойство, которым могут обладать электромагнитные волны, в том числе видимый свет. Поляризация света имеет множество интересных применений и заслуживает того, чтобы о ней поговорить подробнее. Электромагнитное излучение, в том числе и свет, может иметь:

· Линейную поляризацию — в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны;

· Круговую поляризацию — правую либо левую, в зависимости от направления вращения вектора индукции;

· Эллиптическую поляризацию — случай, промежуточный между круговой и линейными поляризациями.

В излучении обычного источника света ориентация световой волны непрерывно и беспорядочно меняется. Подобное излучение называется неполяризованным или естественным светом. Как, например, солнечный свет.

Поляризация света позволяет выделить из огромного множества волн, только те волны, которые движутся в заданной плоскости. Каким же образом мы можем выделить нужную нам световую волну? Ответ - при помощи специальных поляризационных фильтров. Очки с такими фильтрами называются поляризационными. Они имеют слегка затемненные стекла(либо пленку) и не затрудняют восприятие цвета.

Для получения стереоскопического эффекта нужно иметь два изображения с противоположными фазами поляризации и соответсвующие очки.

6. Затворный метод (временное разделение ракурсов). Разделение изображения достигается путём маленьких прозрачных ЖК панелей - затворов в очках, которые закрываются (затемняются) попеременно синхронно с чередованием кадров (ракурсов) на мониторе).

Основной недостаток этого способа - мерцание, на каждый глаз 1/2 частоты развертки. В связи с этим устают глаза.

7. Метод просмотра основанный на эффекте Пульфриха. Нельзя назвать это методом просмотра стереоизображения, т.к. эффект Пульфриха всего-навсего оптическая иллюзия. К настоящему стереоизображению этот метод не относится.

Базируется этот эффект на том, что мозг чуть дольше распознаёт тёмные оптические раздражители, чем светлые. Суть при записи с использованием метода Пульфриха состоит в том, что либо снимаемый объект (человек, животное, машина и т.д.), либо видеокамера непрерывно движутся в определённом направлении. Хотя оба глаза видят одну и ту же картинку, "затемнённый" глаз передаёт картинку в мозг чуть позже. Мозг "придумывает" соответствующую информацию о глубине, которой на самом деле нет. Поэтому метод не приемлем для просмотра статичных изображений.

8. Просмотр стереоизображений с помощью линзового растра. Линзовый растр - оптическая система, состоящая из множества параллельных линз. В 1896 году впервые способ сепарации стереоизображений без очков открыл Бертье. При помощи оптической растровой решётки, выполненной на плоско-параллельном стекле, получена возможность рассматривать без очков одну стереопару в одной плоскости под определённым углом.

Более совершенная оптическая система линзовый растр, прототип оптического растра нашёл широкое применение в растровой стереофотографии. Создатель линзового растра — профессор Парижского университета Габриель Ионас Липпман (1845-1921).

Линзовый растр даёт возможность создавать и рассматривать стерефотоизображения, стереофотографии. Стереофотографии из разных материалов (стекло, пластмаса, металл на поверхности которого нанесен фотоэмульсирнный слой или флюорэсцентое покрытие оптических стекол мониторов телевидения) рассматриваются без очков под разными углами и несколькими наблюдателями одновременно.

К сожалению, этот метод не лишен недостатков - подобные изображения имеют невысокое разрешение.

 

Ход выполнения работы:

Для получения стереоскопического аффекта используется зеркально-линзовый стереоскоп.

Аэроснимки под стереоскопом располагаются так, чтобы их начальные направления совпадали с линией, параллельной базису стереоскопа, а расстояние между главными точками равнялось базису стереоскопа (около 300 мм).

Устанавливаются стереоскопы, раскладываются в определенной последовательности снимки. С помощью стереоскопов получают стереоэффект, одну объемную картинку на основании двух аэрофотоснимков стереопары.

При недостаточно четком восприятии стереоскопической модели один из снимков передвигают вдоль базиса или поворачивают вокруг главной точки до тех пор, пока без напряжения будет восприниматься четкая стереоскопическая модель местности. Наилучший стереоэффект получается при попадании на аэрофотоснимки солнечных лучей.

На основании визуальных наблюдений (различия в цветовой гамме, положения на местности, видимых объектов и микроструктуры рельефа) определяются категории нелесных и не покрытых лесом земель.

Работа проводится по черно-белым и спектрозональным аэрофотоснимкам под стереоскопом. Прежде всего, выделяются и контурно дешифрируются нелесные земли, затем определяются границы не покрытых лесом земель.

 

Вывод: В результате выполнения лабораторной работы были получены основные дешифровочные признаки нелесных и не покрытых лесом земель. Основные признаки нелесных земель:

· Асфальтированные дороги − четкие, прямолинейные; имеют вид прямых ярко-белых полосок с отдельными резкими поворотами, крутыми подъемами и спусками; располагаются вдоль населенный пунктов, дачных участков, пашен, полей

· Грунтовые дороги − четкие, извилистые; светло-белые, песчаные; проходят по лесным массивам, населенным пунктам

· Железные дороги − четкие, извилистые; темно-серые; имеют вид светлых прямых полосок с большими радиусами закруглений на поворотах

· Поля, пашни − четкие прямые; параллельные линии, полосчатая сетчатая структура изображения;тт светло-зеленого до темно-зеленого, от оранжевого до темно-коричневого

· Населенные пункты − Площадной, правильно формы (прямоугольник); оранжево-красный (дома), зеленый (насаждения); пестрый неповторимый рисунок, т.к. населенный пункт имеет сложную структуру, которую составляю здания, дороги

· Дачные участки − Неповторимый рисунок, т.к. дачный участок имеет сложное строение и состоит из домов, которые имеют вид правильных прямоугольников, так же к ним прилегают хозучастки; расположены рядами вдоль улиц, иногда с прилегание лесного массива

· Карьеры − Неповторимый рисунок, на которых находятся зеленовато-коричневый, коричневые пятна, встречаются единичные деревья; около дорог

· Водоемы, пруды, реки, озера − Озера имеют внутренние острова, которые хорошо выделяются. Реки и водоемы выделяются резко очерченными границами и темным тоном; текут вдоль полей, городов

· Сенокосы, выгоны, пастбище − Площадной, правильно формы; полосчатая структура изображения

· Канавы, мелиоративные каналы − Мелиоративные каналы имеют вид прямых параллельных линий, связанных в единую систему, направление которой определяется рельефом местности; каналы связанные в единую сеть, располагаются в лесных массивах или на открытой местности

· Заболоченные участки, болота − Неповторимый рисунок с изменяющимся тоном, т.к. зависит от наличия растительности и степени увлажнения; располагаются в лесных массивах, а также на открытой местности

· Пустыри − Неповторимый и разнообразный рисунок, т.к. пустыри могут образовываться по-разному: невозобновившиеся гари, вырубки; низкобалльные сельскохоз. земли

· Сады − Прямоугольник с прямыми повторяющимися линиями, на которых просматриваются плодовые деревья с определенным и строгим размещением посадочных мест

· Линии электропередач − ЛЭП представляют собой линии определенной ширины; расположены вдоль дорог;

 

Основные признаки не покрытых лесом земель:

· Прогалины − Светло-желтые; зеленоватые; располагаются среди лесных массивов; прогалины выделяются однообразным светлым тоном

· Вырубки − Прямоугольник с четкими границами, на котором встречаются отдельно стоящие деревья; светло-зеленые с коричневыми пятнами; располагаются среди лесного массива

· Гари − Располагаются в лесных массивах, или примыкают к ним; имеют неправильную вытянутую форму, резко изорванные языковидные границы и наиболее светлый тон изображения



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: