Сейчас много разговоров о распознавании образов, машинном зрении, и всего с этим связанного не говоря уже о банальной трёхмерной графике. Однако далеко не все знают, и даже задумываются над тем, как же и что же мы видим на самом деле.
Хочу сделать небольшой обзор на эту тему. Думаю что будет познавательно и интересно.
Давайте начнем с вопроса: «Почему всё вокруг нас объемное ?». То есть почему на плоской проекции нашего трёхмерного мира, которая попадает в наш мозг и имеет только координаты X и Y, мы безошибочно можем определить у предметов третью координату Z.
Вы скажете что два глаза получают немного различное изображение… очки в кинотеатре и очки виртуальной реальности… А теперь давайте закроем один глаз, убедимся что ничего не изменилось и попробуем разобраться.
Глаз уже можно открывать.
Наличие бинокулярного зрения действительно помогает в восприятии изображения на относительно близких расстояниях. В частности в кинотеатрах объем достигается эффектом присутствия объекта между экраном и вами. На больших расстояниях разница между изображениями теряется, но эффект объемности остаётся.
На самом деле, как не удивительно, но всё дело в тенях. Вот два круга, но второй уже как-то больше похож на шар. Хотя разница между ними только в наличии на втором градиентного светлого пятна.
Поиграв немного с этим пятном мы получим уже информацию о свойствах поверхности объекта. в частности о его гладкости. Чем меньше светлое пятно, тем более гладкий объект. А чем больше блик, тем более зеркальными свойствами обладает поверхность.
Всю информацию о форме поверхности объекта мы получаем на основании этих градиентных переходов. Помимо бликов, света и тени бывает ещё рефлекс — высветленный участок тени образуемой за счет отбрасывания на объект света от окружающих объектов.
Давайте разместим их на какой нибудь поверхности
О, отлично! Теперь мы можем поговорить о взаимном положении этих объектов. Они одного размера и лежат на одной линии. Но что-то тут не так.
Ничего не меняя на исходной картинке мы просто добавили тень и теперь уже один шарик стал ближе и взлетел, а второй визуально немного увеличился в размерах по сравнению с первым. Не говоря уже о том, что тень добавляет существенного реализма изображению.
Вот такая она великая и загадочная эта Тень, и просто может творить чудеса с нашим восприятием.
Но для компьютеров она просто кошмарна как в части построения её в трёхмерных сценах, так и в обработке её в алгоритмах компьютерного зрения.
