Эффект проекции в психологии примеры. Психологические защиты. Феномен проекции в психоанализе
Вы можете приобрести — фильмы-тренинги по избавлению от многих ваших невротических проблем, измените качество жизни к лучшему.
Каждый ролик стоит от 200 р за единицу.
большой фильм тренинг по избавлению от ОКР, ВСД, панических атак
фильм продолжительностью более 12 часов, рассчитан на работу с четыре месяца, стоит всего 2 500 р
приобретайте фильм и избавляйтесь от проблемы обращайтесь
по почте [email protected] Skype: yristreamlet
к психологу Левченко Юрию Николаевичу
В психологии означает, что человек воспринимает собственные психические процессы как свойства внешнего объекта.
Всегда выступает как защита, как приписывание другому человеку своих переживаний.
Но не только человеку, но и обстоятельствам, предметам, даже времени года. Но давайте разберем все подробнее.
Например, если человек отрицает у себя наличие расистских чувств, то предполагает, что представители другой нации его ненавидят.
Примитивно говоря: «На воре и шапка горит!»
Проекция может быть как позитивной, так и негативной.
В первом случае человек приписывает другому человеку положительные качества.
Такое бывает при неразделенной любви, когда человек свято верит, что ему отвечают взаимностью. А на самом деле им пользуются, сколько таких примеров.
Даже вспоминать не хочется.
Негативные примеры придумайте сами. Может это вам свойственно, а может вашим друзьям, возможно, это где-то вы видели.
Конечно, проекция дает определенное удобство человеку, защищает его от неприятных переживаний. Ведь как приятно свалить собственную вину, собственные неудачи на кого-то другого.
Вроде сам не виноват, что так плохо живешь, ведь все кругом виноваты.
Человеку, чтобы избавиться от собственных проблем, необходимо признать собственные ошибки, понять собственное заблуждение.
Притча о голубе поможет вам это понять.
«Один голубь постоянно менял гнезда, поскольку от каждого из них исходил неприятный, острый запах, невыносимый для его тонких чувств.
Как-то раз он с горечью пожаловался на это мудрому старому голубю.
Тот все кивал и наконец, сказал: «Оттого, что ты постоянно меняешь гнезда, ничего не изменится. Запах, который тебе мешает, идет не от гнезд, а от тебя самого».
Вот про этот негативный перенос я и говорил. Вы никого не узнали?
Но бывают и курьезные переносы.
Вот смешная притча.
«Одна пожилая супружеская пара праздновала золотую свадьбу.
За завтраком жена подумала: «Вот уже пятьдесят лет я стараюсь угодить своему мужу.
Я всегда отдавала ему верхнюю половинку хлебца с хрустящей корочкой. Но сегодня я хочу, чтобы деликатес достался мне».
Она намазала себе маслом верхнюю половину хлебца, а другую отдала мужу.
К ее огромному удивлению он очень обрадовался, поцеловал ее руку и сказал:
«Моя дорогая, ты доставила мне сегодня большую радость. Вот уже более пятидесяти лет я не ел эту мягкую часть хлебца.
Ту которую я больше всего люблю. Я всегда думал, что она должна доставаться тебе, потому что ты так ее любишь»
Этими притчами, я хотел показать, что проекция встречается практически у всех людей в той или иной степени.
Чаще возникающие негативные проекции отравляют жизнь человеку. Вы спросите, как формируется проекция?
Человек сталкивается с сильным переживанием в жизни, например болью или удовольствием, наше подсознание и сознание все запечатлевают.
Запоминается все, что сопутствовало этому переживанию: обстоятельства, время, люди, даже погода или время года.
И вот вырабатывается бессознательный навык. Расскажу не притчу, а быль.
Один бывший военный, прошедший горячие точки. Ему приходилось гореть в БТР, прыгать десантом с парашюта. И вот на гражданке, он ехал с женой из гостей на метро.
В гостях солидно выпил, а в метро ему стало плохо, его рвало. Его схватила милиция! На глазах жены унизили его, побили, издевались. Жена его выкупила….
С тех пор, он стал бояться метро и замкнутого пространства. Вот так у него возникла фобия.
Психологическая работа с негативными проекциями успешно проходит по методике гештальт-терапии и поведенческой психологии.
Это позволяет клиенту обрести новое восприятие и приобрести те качества, которые он, не принимая в себе, проецирует на другие объекты: людей неодушевленные предметы, животных, обстоятельства.
Эту психотерапию я использую в авторской методике по избавлению от фобий и панических атак.
Как результат этой психологической работы, личность обретает целостность, гармонизирует положительные и отрицательные стороны своей личности.
Получает освобождение от накопленных чувств по отношению к объекту проекции.
Кандидат психологических наук Левченко Юрий Николаевич
Психологическая помощь on-line
кандидат психологических наук
Левченко Юрий Николаевич
МОИ КОНТАКТЫ
Skype: yristreamlet
7 903 7984417
Проективные методы — специальные методы, основанные на использовании малоструктурированных стимульных ситуаций, и актуализирующие у испытуемого стремление передачи тенденций, установок, отношений и других личностных особенностей. Термин «проективные методы» введен Франком в 1939 г. Названы они так, потому
wotsite.ru
Всё об обратной проекции
Оглавление
- Термины и определения
- Обратная проекция
- Достоинства и недостатки обратной проекции
- Способы реализации обратной проекции:
- Самоклеящаяся плёнка для обратной проекции
- Полотно или экран для обратной проекции
- Краска для обратной проекции
- Смарт стекло и смарт плёнка
- Примеры расчета яркости проектора и размера экрана для обратной проекции
Термины и определения
Яркость проецируемого изображения — отношение яркости проектора в люменах к площади проекции в метрах квадратных. Например если наш проектор имеет яркость 5000 Люмен а экран площадью 2 м², то яркость проецируемого изображения равна 5000 : 2 = 2500 Люкс.
Паразитная засветка — Максимальная освещенность поверхности, на которую мы собираемся проецировать изображение. Источниками паразитной засветки обычно является солнце и/или светильники.
Lm (Лм, Люмен) — единица измерения светового потока в Международной системе единиц (СИ)
Lx (Лк, Люкс) — единица измерения освещённости в Международной системе единиц (СИ). Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 Лм, то есть: 1 Lx = 1 Lm / м².
Контрастность проецируемого изображения — отношение яркости самой светлой точки проецируемого изображения к самой темной. Выражается в виде числового отношения, например 400:1 или 15000:1. В технических характеристиках проектора обычно указывается контрастность, измеренная в идеальных лабораторных условиях (в полной темноте с отсутствующей паразитной засветкой) и никак не соотносится с реальной жизнью. Потому что на реальных объектах всегда присутствует паразитная засветка. Поэтому реальная контрастность считается исходя из отношения максимальной яркости проецируемого изображения (Lx) к паразитной засветке (Lx). Рекомендованной расчетной контрастностью при проектировании проекционной системы для коммерческого использования считается отношение 10:1. В случае с обратной проекции паразитную засветку нужно измерять со стороны проектора.
Срок службы источника света — заявленное производителем расчётное время работы источника света, за которое его яркость упадет в два раза. Обычно указывают от 2000 до 5000 часов в стандартном (ярком) режиме для ламповых проекторов и 20000 для лазерных проекторов. Причём яркость лампы падает нелинейно, а логарифмически. Большую часть яркости она теряет в первую половину срока службы. У светодиодных и лазерных источников света падение яркости во время срока службы практически линейное (равномерное).
Инсталляция — пространственная композиция, созданная из различных элементов объединенных в систему и используемых как единое целое. В индустрии профессионального аудио-видео это означает, что все используемое в инсталляции оборудование, идеально подобрано друг к другу и установлено в определенных местах для решения конкретной задачи.
Обратная проекция — это способ получения изображения на проекционном экране, при котором проектор устанавливается за экраном (рис. 1).
 рис. 1 Обратная проекция |  рис. 2 Прямая проекция |
Достоинства:
- Вау-эффект. Смотрится необычно. Есть ощущение легкости, изображение как будто “висит в воздухе”.
- Зритель не загораживает собой луч от проектора.
- Обычно зритель не видит источник проецируемого изображения, проектор спрятан за экраном.
- Лучшая контрастность* по сравнению с прямой проекцией, при грамотной установке.
- Получение бесшовного и достаточно большого изображения по сравнению с дисплеями.
- Много возможностей для дизайна и декорирования интерьера: экраны необычной формы, прозрачные экраны, игра со светом и т.п.
Недостатки:
- Отсутствие типовых решений — каждый объект уникален.
- Нельзя приобрести “в слепую” без предварительного осмотра объекта, замеров и расчетов.
- Требует квалифицированного подхода при проектировании и установке.
- Есть специфические требования к расположению оборудования.
- Требуется периодическое обслуживание. При использовании ламповых проекторов срок службы* ламп от 2000 до 5000 часов работы.
- Чувствительность к паразитной засветке.
Существует несколько технологий обратной проекции:
Самоклеящаяся плёнка для обратной проекции.
Полотно или экран для обратной проекции.
Краска для обратной проекции.
Смарт стекло и смарт плёнка.
«Чем лучше мы хотим получить изображение, тем более темным и менее прозрачным должен быть экран»
Есть два вида пленки для обратной проекции:
- Рассеивающая матовая пленка (множество разных производителей)
1. Плёнка с микролинзами (3M Vikuiti) практически нигде не встречается из-за ее высокой стоимости. Легко клеится на стекло после краткого инструктажа. Позволяет добиться высокой контрастности изображения даже в условиях сильной паразитной засветки.
Дело в том, что эта плёнка состоит из нескольких слоёв:
- Слой микролинз
- Абсорбирующий слой
- Рассеивающий слой.
Задача линз отразить паразитную засветку* в абсорбирующий слой и пропустить “полезный” свет от проектора в рассеивающий слой. Таким образом достигается повышение контрастности* проецируемого изображения на фоне паразитной засветки* (рис. 3 ).
рис. 3 Принцип работы плёнки обратной проекции с микролинзами 3M VikuitiДля того, чтобы достичь этого эффекта, проектор, необходимо установить таким образом, чтобы лучи света от него падали на экран под углом максимально близким к 90 градусам. Подразумевается, что паразитная засветка* падает на экран под гораздо более острым углом так как светильники или солнце обычно светят сверху.
Поэтому, наилучшее положение проектора относительно плёнки обратной проекции: по центру экрана и максимально далеко от него, насколько это возможно.
Если пренебречь этими правилами, то появятся негативные эффекты: часть экрана может освещаться очень ярким световым пятном, а вокруг него будет резкое падение яркости.
- Из всех технологий обратной проекции, эта даёт наибольшую яркость и контрастность при использовании одного и того же проектора.
2. Рассеивающая матовая пленка не имеет никаких линз, она одинаково рассеивает как полезный свет, так и паразитную засветку. Поэтому не требует установки проектора под определенным углом. Для нее важно, чтобы за ней, со стороны проектора было как можно темнее. Тогда можно добится качественной проекции. Эта технология гораздо дешевле, чем 3M Vikuiti, но и сравнивать их не совсем правильно. По сравнению с предыдущим вариантом труднее клеится к стеклу, иногда требуется приготовление специального клейкого раствора, поэтому нужны подготовленные специалисты.
- Любая пленка чувствительна к механическому воздействию, поэтому протирать её от пыли следует очень аккуратно, мягкой тканью, чтобы не оставить царапин.
Ещё одна интересная особенность плёнки — это степень ее прозрачности (смотрите на рис. 4 и 5.)
рис. 4 Демонстрация степени прозрачности плёнки обратной проекции
рис. 5 Демонстрация качества изображения в зависимости от прозрачности плёнки
В зависимости от условий освещения и комбинации проектора и плёнки можно добиться абсолютно разных конечных результатов, например:
Используя прозрачную плёнку в условиях слабой паразитной засветки (поздний вечер, ночь, тёмное помещение клуба) мы можем “материализовать из воздуха” необходимые образы. Но как по мере усиления паразитной засветки наше изображение будет тускнеть, пока не пропадёт вовсе. Такой вариант подходит для непостоянного применения в таких заведениях как кафе, салоны красоты, бутики, салоны ювелирных изделий, автосалоны. То есть, те кто днём использует витрину для демонстрации своих товаров и услуг, а ночью тоже хочет привлечь к себе внимание.
Применяя непрозрачную плёнку мы полностью теряем из виду то, что находится за ней, но зато наше проецируемое изображение видно в условиях достаточно сильной паразитной засветки (хорошо освещенное помещение или даже уличная витрина днём). Такой вариант можно использовать круглосуточно.
Примеры использования плёнки с микролинзами 3M Vikuiti:
Проекционная плёнка 3M Vikuiti
Проекционная плёнка 3M VikuitiПримеры использования прозрачной плёнки обратной проекции:
Прозрачная плёнка обратной проекции
Прозрачная плёнка обратной проекцииДостоинства плёнки обратной проекции:
- Приклеивается к стеклу.
- Вся поверхность плёнки плотно прилегает к стеклу, ничего не выступает, нет никаких элементов креплений
- Слабое влияние паразитной засветки при использовании плёнки с микролинзами 3M Vikuiti и правильной инсталляции.
- Позволяет достичь более высокой контрастности, чем у других технологий обратной проекции.
- Можно достичь различных декоративных эффектов благодаря разной степени прозрачности используемой плёнки. От непрозрачной и высококонтрастной до практически полностью прозрачной, за которой хорошо видно все что происходит.
Недостатки плёнки обратной проекции:
- Нет права на ошибку при наклеивании.
- При попытке отклеить/переклеить плёнку она может деформироваться.
- Требуются специалисты с “набитой рукой” для наклеивания плёнки.
- При использовании плёнки с микролинзами жёсткие требования к расположению проектора.
- Идеальное положение проектора: по центру экрана и как можно дальше от него.
- При неправильной установке проектора становятся ярко выраженным негативные эффекты: световое пятно в центре экрана, сильное затемнение изображения по периметру.
- Чем прозрачнее плёнка, тем больше виден луч света от проектора.
- Бликует по сравнению с полотном и краской.
Полотно обратной проекции — это матовая эластичная ПВХ-плёнка с некоторой степенью светопропускания, задача которой равномерно рассеять свет от проектора.
Экран обратной проекции — это полотно обратной проекции, натянутое на раму различного вида.
Экран обратной проекции конструктивно может быть выполнен:
- На люверсах или металлических стержнях по периметру. И с помощью натяжителей натягивается между какой-нибудь конструкцией.
- На специальной стационарной раме, которая выглядит как рамка вокруг телевизора и имеет ширину около 8 см.
- На моторизованном экране который сворачивает полотно в рулон и может устанавливаться либо на потолок, либо встраиваться в него. При необходимости экран разворачивается,а когда он не нужен, сворачивается и никому не мешает. Экран это самостоятельная и независимая конструкция, которую можно установить и переносить туда где она нужна.
Моторизованный настенно-потолочный экран обратной проекции
Мобильный экран обратной проекции на стойках
Встраиваемый в потолок моторизованный экран
Экран обратной проекции на раме
Экран на металических стержнях
Экран на люверсах
Также можно использовать полотно обратной проекции самостоятельно без экрана, для этого его нужно приклеить к стеклу, используя специальный двусторонний скотч по периметру. Желательно привлечь специалистов, потому что полотно эластичное и тянется — его очень трудно натянуть равномерно с первого раза, нужны тренировки. Но благодаря этой эластичности, полотно можно переклеить несколько раз, и даже, при необходимости, снять и перенести на новое место.
В отличии от пленки и краски обратной проекции, полотно непрозрачное. Оно, конечно, имеет оттенки от белого до темно-серого, но даже за белым полотном ничего не видно, только тень.
В общем случае, полотно лучше рассеивает свет по сравнению с плёнкой обратной проекции и не бликует, кроме случаев приклеивания к стеклу (но это блики от стекла).
Существует специальное двустороннее полотно, оно отличается от остальных тем, что ему не важно с какой стороны на него светит проектор, изображение с двух сторон получается одинаково качественное. Ни у какой другой технологии приведенной в настоящей статье нет такого свойства. У них со стороны проектора изображение всегда будет хуже.
Достоинства полотна и экранов обратной проекции:
- Множество вариантов инсталляций.
- Более равномерная яркость изображения по площади экрана по сравнению с пленкой и краской.
- Используя полотно обратной проекции, возможно создание проекционной поверхности с необычной геометрией.
- Можно перенести экран и переклеить полотно в новом месте.
- Для установки экрана не требуется какой-то особой квалификации.
- Экран устанавливается быстро.
- Полотно не боится протирания пыли как плёнка.
Недостатки полотна и экранов обратной проекции:
- Чувствительность к паразитной засветке.
- Громоздкость конструкции экранов.
- Трудно наклеить полотно ровно с первого раза, желательно привлечь специалистов.
- Сквозь полотно виден двусторонний скотч (полоска шириной 1 см), во время проецирования он практически незаметен.
Полотно обратной проекции приклеенное на оргстекло в действии
Полотно обратной проекции приклеенное на оргстекло с выключенным проектором
Специальная акриловая краска на водной основе, которая наносится на поверхность распылителем или валиком. Обладает рядом преимуществ перед другими технологиями. Которые делают это решение уникальным. Самое главное то, что вы можете получить проекционную поверхность любого размера, геометрии и формы, вы не ограничены только плоскостью.
Нанося краску слой за слоем, вы можете добиться нужной степени прозрачности для решения вашей задачи как в случае с использованием плёнки только с большим числом градаций. А еще краска не бликует, в этом она больше похожа на полотно.
В случае повреждения окрашенной поверхности, вам достаточно подкрасить поврежденный участок и он будет как новый — вам не придется менять весь экран как с другими технологиями.
Подготовка поверхности и технология нанесения проекционной краски не отличается от технологии использования обычной акриловой краски на водной основе.
Пример использования краски обратной проекции на сфереДостоинства краски обратной проекции:
- Огромная художественная свобода. Возможно создание проекционной поверхности любого размера и формы.
- Простая технология нанесения краски.
- Поврежденные места можно подкрасить при необходимости.
Недостатки краски обратной проекции:
- Чувствительность к паразитной засветке.
- Длительный процесс подготовки поверхности под покраску, нанесения краски и ее высыхания.
Смарт стекло — композит из слоев стекла и различных химических материалов, используемый в архитектуре и производстве для изготовления светопрозрачных конструкций (окон, перегородок, дверей и т. п.), изменяющий свои оптические свойства, коэффициент светопропускания, при подаче на него электрического напряжения.
Смарт пленка — то же что и стекло, только пленка, которую можно приклеить на уже существующее стекло. В отличие от стекла, подвержено царапинам при протирании.
Такие решения в основном используют в умных домах и офисах для визуального разделения внутреннего пространства или управления естественным освещением. Умное стекло имеет два положения включено/выключено — прозрачное/матовое. При использовании умного стекла для обратной проекции оно уступает по качеству изображения всем остальным проекционным технологиям, так как это не его прямое назначение.
Пример использования умного стекла в офисе
Пример обратной проекции на умное стекло в офисе
Смарт стекло выключено, проекция выключена
Смарт стекло включено, проекция выключена
Смарт стекло непрозрачно, проекция включенаДостоинства умного стекла и плёнки для обратной проекции:
- Сильный Вау-эффект.
- Универсальность: в дневное время -витрина, вечером — экран.
- Быстрое переключение между режимами.
- Умную пленку можно приклеить на существующее стекло.
- Интересный материал для интерьера и организации пространства.
Недостатки умного стекла и плёнки для обратной проекции:
- Высокая стоимость.
- Установку умного стекла желательно предусмотреть еще на стадии строительства.
- Проецируемое изображение уступает по качеству другим технологиям обратной проекции, описанным в данной статье.
- Сложность установки стекла, и приклеивания пленки, необходимо предусмотреть подвод электрического питания и систему управления включением и выключением.
- Пленка царапается.
- Изображение бликует.
- Чувствительность к паразитной засветке.
Паразитная засветка в магазине на экране составляет 500 Люкс при включенных светильниках рядом с экраном.
У нас есть проектор с яркостью 5000 Люмен.
Рекомендованная минимальная контрастность для проекции составляет 10:1, где 10 — яркость проецируемого изображения, а 1 — паразитная засветка.
То есть, нам нужно умножить яркость паразитной засветки на 10, чтобы получить необходимую яркость проецируемого изображения:
500 х 10 = 5000 Люкс. Это означает, что нашим проектором рекомендуется проецировать изображение не более 1-го квадратного метра (5000 : 5000 = 1), что приблизительно соответствует экрану с размерами 1300х732 мм в формате 16:9 (диагональ 59 дюймов).
В нашем магазине мы решили выключить ряд светильников установленных рядом с экраном и теперь паразитная засветка из 500 Люкс превратилась 200 Люкс.
Значит рекомендованная яркость проектора 200х10=2000 Люкс. И наш проектор с яркостью 5000 Люмен теперь может работать с экраном 5000:2000=2,5 м². Что соответствует экрану в формате 16:9 с размером 2100х1182 мм (диагональ 95 дюймов). Если нам не требуется экран такого большого размера, то у нас появляется несколько вариантов:
Использовать наш проектор и получить более контрастное изображение.
Переключить наш проектор в экономный режим с меньшей яркостью, и тем самым существенно продлить срок службы лампы.
Сэкономить и купить другой проектор с меньшей яркостью.
Выводы
Получение изображения с помощью обратной проекции — это очень интересная и красивая технология, у которой есть много достоинств для использования в дизайнерских или коммерческих целях. Но как и у любой другой технологии у нее есть еще и недостатки. К сожаления не существует одного универсального решения для всех задач. Каждая инсталляция — это самостоятельный живой организм со своими особенностями. Поэтому, прежде чем приступить к реализации идеи, нужно четко понять задачи, которые должна решить инсталляция, а после этого серьезно подойти к проектированию. Иначе чудо не произойдет.
Проекторы и комплектующие в каталоге МедиаСтройИмидж
За консультацией по вопросу обратной проекции обращайтесь:
Телефоны:
+375 (29) 303-30-65
+375 (17) 236-13-43
Email:
[email protected]
msipro.by
Эффект проекции Панини как средство уменьшения перспективных искажений Текст научной статьи по специальности «Автоматика. Вычислительная техника»
УДК 004.5; УДК 004.92; УДК 623.438
П. А. КАЧАНОВ, А. А. ЗУЕВ, К. Н. ЯЦЕНКО
ЭФФЕКТ ПРОЕКЦИИ ПАНИНИ КАК СРЕДСТВО УМЕНЬШЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИСКАЖЕНИЙ
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт»
В статье описан метод на основе проекции Панини для уменьшения перспективных искажений изображений с большим углом обзора. Проведен анализ особенностей построения проекции Панини. Предложена реализация эффекта на графических ускорителях как результата постобработки. Показано, что перспективное проецирование трехмерной сцены на поверхность параболического цилиндра уменьшает искажения.
Введение
Имитационно-тренажерные комплексы военной техники представляют собой системы реального времени, алгоритмы и методы которых оптимизированы на потребление малых вычислительных ресурсов при удовлетворении своих функциональных параметров. Система визуализации таких комплексов, которая направленна на создание реалистичных изображений внекабинной обстановки, является главным потребителем ресурсов предоставляемых центральным процессором и графическим ускорителем вычислительной системы. В свою очередь, создание визуальных эффектов для таких систем так же требует учета затрачиваемых ресурсов на выполнение алгоритмов.
Создание различных визуальных эффектов направлено в первую очередь на улучшение взаимодействия между оператором (экипажем боевой машины) и тем окружением, которое воспроизводит система визуализации тренажерного комплекса. Для визуализации трехмерной сцены на плоском экране необходимо ее преобразование в двумерное изображение. Классическая перспективная проекция, применяемая в компьютерной графике, при угле обзора больше 60 градусов создает периферические искажения и сверхудаляет предметы сцены расположенные вдали. Как показано в работе [1], проекция Панини позволяет значительно повысить информативность синтези-
руемого изображения благодаря изменению пространственных искажений, заложенных в ее модели, с углом обзора 75-120 градусов. Такой угол обзора позволяет оператору более эффективно взаимодействовать с системой, в результате получения изображения близкого к воспринимаемому в физическом пространстве и зрительному восприятию человека.
Цель работы заключается в практическом подтверждении уменьшения перспективных искажений используя эффект проекции Пан-нини. Для этого поставлены следующие задачи:
— Сделать анализ особенностей построения проекции Панини.
— Реализовать эффект проекции Панини для систем реального времени, на графических ускорителях, как результат постобработки.
— Сделать анализ полученных результатов на основе обработанных изображений.
1. Методы преобразования информационного содержания изображений трехмерного пространства
Для изменения информационной составляющей двумерной проекции трехмерной виртуальной сцены возможны несколько подходов. Реализация метода основанного на изменении непосредственно самой трехмерной сцены или метода проецирования описано в работах [2, 3].
Для некоторых приложений, модифицирование камеры трансформации и проекции предпочтительнее для изменения трехмерной фор-
мы отрисованного объекта. Баярди предложил метод не планарной перспективной проекции базирующийся на вычислении новых абсолютных координат для преобразования через проекционную матрицу [2].
Барр использовал метод нелинейной трассировки лучей для рендеринга деформированных объектов [3]. Однако приведенные методы требуют больших вычислительных затрат и являются неподходящими для систем реального времени с большими и сложными виртуальными сценами. Кроме этого, изменение геометрии сцены влечет за собой и необходимость преобразований всей физической модели системы.
Другими подходом является изменение непосредственно самого изображения. Карпен-дейл представила исследование посвященное использованию нелинейного искажения для визуализации информации [6]. В работе показано, что различные деформации и растяжения двумерного изображения отображают определенные изменения структуры трехмерной модели, если бы они были проделаны с ней непосредственно в трёхмерном пространстве.
В работах Боурка [4] и Янга [5] описываются модели для создания эффекта сферической и нелинейной проекции соответственно. Данный подход успешно может быть реализован на графических ускорителях как эффект постобработки, поскольку при простоте проекционной модели не потребуется больших вычислительных ресурсов.
Искажения, которые вносит перспективная проекция (особенно заметны с увеличением угла обзора), создает неправильное представление у наблюдателя о структуре трехмерной сцены. Поскольку избежать искажений возникающих при проецировании трехмерного изображения на плоскость невозможно [7], в работе [1] выдвигается концепция, согласно которой, необходимо ввести предопределенные искажения картинной плоскости, известные наблюдателю, которые были бы полностью наблюдаемы, т. е. представляли собой деформированную картинную плоскость.
Базируясь на предположении в работе [7], а также исходя из исследований Карпендейл [6] в данной работе рассматривается реализация эффекта проекции Панини, как метода для уменьшения перспективных искажений, на гра-
фических процессорах, с использованием моделей предложенных в работах [4, 5].
2. Особенности построения проекции Панини. Эффект проекции Панини как результат постобработки
Проекция Панини детально описана в работах [1, 8] и представляет собой гномониче-скую проекцию трехмерного цилиндрического изображения, которое является линейной проекцией изображения сферы на касательный цилиндр. В классической реализации проекции исходным является изображение, полученное с помощью сверхширокоугольного объектива, которое затем проецируется на цилиндрическую поверхность, с центром проекции на расстоянии й (центр гномической проекции) от оси цилиндра в направлении оси наблюдения (совпадает с осью 7), а с нее — на картинную плоскость (ортогональным проецированием), используя гномонический проекционный масштабный коэффициент для точки:
5 = —
й +1
й + cos(ф)
(1)
где й + 1 — расстояние от центра проекции до картинной плоскости, а й + со8(ф) — расстояние от центра проекции до параллельной плоскости содержащей точку цилиндра, угол ф -долгота в полярных координатах.
Из формулы (1) видно, что масштабный коэффициент 5 является параболой. Благодаря этому, в частности, создаются два боковых центра проекции.
В предлагаемой реализации, исходным выступает изображение, полученное с помощью классической для компьютерной графики линейной перспективы.
Двумерная проекция сцены трехмерных объектов, которые находятся в пределах объема ограниченного передней и задней плоскостями отсечения, отображается на плоскости проекции (проекции вида) [9]. Синтез растрового изображения происходит на этапе растеризации графического конвейера. Используемая на этом этапе матрица проецирования включает масштабирующие коэффициенты по вертикали w и горизонтали h, которые зависят от поля зрения камеры ^ОУ):
w =-1-, (2)
tan(FOWw /2)
а б
Рис. 1. Тестовая трехмерная сцена: а — общий вид; б — вид из камеры с углом обзора 45°
ta ¿a^i^lt Lr
а
в
Рис. 2. Результаты работы для FOV(слева — исходное изображение): а — 90°; б — 120°; в — 150°
— Переместить начало координат в центр экрана:
float2P.xy = q * (2.0 * TexCoord.xy-1.0) * tan (radians(FOV / 2)). Переменная q является дополнительным параметром линейного масштабирования изображения. В переменной P хранятся координаты каждого пиксела изображения.
— Вычислить для каждой точки масштабирующий коэффициент:
h =-1-. (3)
tan(FOWh /2)
В работе предлагается для реализации эффекта проекции Панини спроецировать полученное перспективное изображение на параболический цилиндр у = d — х2. Реализация пиксельного шейдера состоит из следующих этапов:
float m = (d — (P.x * P.x) / a). Переменная a служит параметром для задания необходимого вида параболы.
— Получить новые координаты uv для каждой точки:
uv.x = P.x /z + 0.5; uv.y = P.y /z + 0.5.
3. Результаты обработки перспективных изображений эффектом проекции Панини
Эксперименты проводились в программе RenderMonkey 1.82, с использованием шейдер-ной модели 3.0. Использовалась тестовая трехмерная сцена (рис. 1).
Изменяя угол обзора FOV камеры, а также параметры a и q, были получены следующие результаты, представленные на рис. 2.
Для сравнения показаны исходные перспективные изображения.
4. Эффект проекции Панини как средство уменьшения перспективных искажений
Из полученных результатов видно, что перспективные искажения, которые увеличиваются с ростом угла обзора FOV, значительно уменьшены. Вся сцена немного приближенна, а пространство сцены вблизи вогнуто к наблюдателю — результат создания двух боковых точек проекции — не влияет на общую интерпозицию объектов сцены. Этот эффект уменьшается по мере удаления объектов.
При перемещении камеры вида следует подчеркнуть гладкость создаваемого динамического изображения, отсутствие каких-либо резких переходов. Таким образом, поверхность параболического цилиндра, ввиду его оптических свойств, можно использовать для проецирования изображений проектора, что так же позволит уменьшить искажения при больших углах обзора.
Чем дальше от центра в картинной плоскости (вверх или вниз) расположены объекты,
тем сильнее проявляются искажения. Однако, в свою очередь, эти искажения показывают наблюдателю (оператору) на какую поверхность проецируется сцена, поскольку новые искажения отображены в плоскости полностью доступной для наблюдения. При необходимости (особенно вблизи), на основе этого, оператор имеет возможность, исходя из знания характера искажений, оценить исходную форму объектов.
Заключение
В данной работе представлена практическая реализация эффекта проекции Панини, как метод уменьшения перспективных искажений. Эффект был реализован в виде микропрограммы для графических ускорителей и, ввиду малых вычислений, может использоваться в системах визуализации реального времени без существенных вычислительных затрат. Большинство существующих систем визуализации имитационно-тренажерных комплексов военной техники ограничивают угол обзора оператора в пределах 60 градусов, а предложенный метод позволяет расширить его до 120 градусов с приемлемым качеством изображения. Модель также хорошо работает и с большими углами, однако, ввиду выбранного метода реализации, увеличивается зернистость изображения и ухудшается его качество.
Используя поверхность параболического цилиндра в качестве проекционной, для проекторов, также можно уменьшить перспективные искажения изображений с большим углом обзора.
Для повышения качества результирующего изображения дальнейшие исследования планируется проводить в плане улучшения метода реализации — получения и преобразования исходного изображения.
Литература
1. Качанов, П. А. Анализ восприятия пространства в проекции Панини и ее применение в компьютерной графике / П. А. Качанов, А. А. Зуев, К. Н. Яценко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2015. — Т. 4, № 2(76). — С. 36-43.
2. Bayarri, S. Computing Non-Planar Perspectives in Real Time / S. Bayarri // Computers & Graphics. — 1995. — Vol. 19, № 3. — P. 431-440.
3. Barr, A. H. Ray Tracing Deformed Surfaces / A. Barr // ACM SIGGRAPH Computer Graphics. — 1986. Vol. 20, № 4. -P. 287-296.
4. Bourke, P. Computer Generated Angular Fisheye Projections / P. Bourke // Home page [Electronic resource]. — 2011. -Mode of access: http://paulbourke.net/dome/fisheye/. — Date of access: 01.08.2015.
5. Yang, Y. Nonlinear Projection: Using Deformations in 3D Viewing / Y. Yang, J. Chen // IEEE Computing in Science and Engineering. — 2003. — Vol. 5, № 2. — P. 54-59.
6. Carpendale, M. S. T. Extending Distortion Viewing from 2D to 3D / M. S. T. Carpendale, D. J. Cowperthwaite, F. D. Fracchia // IEEE Computer Graphics & Applications. — 1997. — Vol. 17, № 4. — P. 42-51.
7. Раушенбах, Б. В. Пространственные построения в живописи. Очерк основных методов. Приложения 1-9 / Б. В. Раушенбах. — М.: Наука, 1980. — 289 с.
8. Sharpless, T. K. Pannini: a new projection for rendering wide angle perspective images / T. K. Sharpless, B. Postle, D. M. German // In Proceedings of the Sixth international conference on Computational Aesthetics in Graphics, Visualization and Imaging. — 2010. — P. 9-16.
9. Projection Transform (Direct3D 9) // Programming Guide for Direct3D 9 [Electronic resource]. — 2010. — Mode of access: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/bb147302(v=vs.85).aspx. — Date of access: 01.08.2015.
Поступила 25.08.15 После доработки 22.09.15
P. A. KACHANOV, A. A. ZUEV, K. N. YATSENKO
PANINI PROJECTION EFFECT AS MEANS OF REDUCING PERSPECTIVE DISTORTIONS
The method based on Panini projection to reduce perspective distortions of images with wide viewing angle is considered. The analysis of the features of construction of Panini projection is provided. A realization of the effect on the graphic accelerators as a result of post-processing is proposed. The results of using the described effect in computer graphics were obtained. A comparison of images in the perspective projection and Panini projection was carried out. It is shown that perspective projection of a three-dimensional scene onto the surface of a parabolic cylinder reduces distortions.
cyberleninka.ru