Principios del 3D

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Principios del 3D

• Sony México
• Noel Landa H.

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Objetivo

• Que el participante obtenga los principios
  básicos del desarrollo y aplicación del 3D.

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Temario

• 1.- Introducción
• 2.- Principios
• 3.- Percepción
• 4.- Tomas con sistemas de doble lente
• 5.- Distribucion

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Introducción

• La tecnología 3D se fundamenta en la forma de
  trabajo conjunto que tiene nuestro cerebro y
  ojos. Cada uno de nuestros ojos ve la misma
  escena desde un ángulo ligeramente diferente,
  cada elemento se ve desde una perspectiva
  distinta.

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Introducción

• Esta pequeña diferencia en el ángulo de visión le
  permite al cerebro distinguir la profundidad.
  Cuando el cerebro genera una solo imagen es
  producto de la fusión de dos imágenes para crear
  una perspectiva en 3D.

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Introducción

• La tecnología de video 3D tiene como objetivo
  enviar una imagen distinta a cada ojo, por lo
  tanto es posible percibir y experimentar una
  profundidad de perspectiva, el mimo efecto que
  tenemos al observar las cosas en la vida real.

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Introducción

• Para crear la profundidad necesaria y tener la
  percepción 3D es necesario tener dos imágenes 2D
  en presentación simultánea en el mismo monitor
  (televisión o computador) estos dos planos o dos
  imágenes diferentes alternativamente - una para
  cada ojo - hace que la imagen aparezca borrosa
  cuando no tenemos puestas las gafas 3D. Existen
  diferentes alternativas de gafas 3D, la gafa
  correcta para el ojo y la imagen correcta.

8
Introducción
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Introducción

• La sensación de profundidad en una superficie
  bidimensional puede ser creada proporcionando a
  cada ojo información visual diferente. Las
  técnicas empleadas para producir esta ilusión
  óptica tridimensional suelen implicar que, en el
  proceso de filmación, se empleen dos cámaras
  simultáneamente para obtener imágenes con
  distintos puntos de vista. Así mismo, durante la
  proyección, los espectadores suelen emplear algún
  filtro que separa, de distinto modo según la
  técnica, las imágenes superpuestas para que sean
  recibidas por cada ojo independientemente. La
  corteza visual interpreta estas imágenes
  añadiendo la sensación de profundidad, del mismo
  modo que normalmente recibe imágenes de cada ojo
  con distintos puntos de vista.

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Introducción
El desfase de las imágenes se realiza para
engañar a la corteza cerebral y cree la sensación
de profundidad
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Principios
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Percepcion de la profundidad con la convergencia
Queremos formar a nuestra línea de mira en el
objeto cuando lo miramos.Esto se llama
"convergencia".Nosotros percibimos la distancia
al objeto por el ángulo de convergencia.
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Percepción de la profundidad paralaje (parallax)
Nuestros ojos se colocan por separado, por lo que
hay diferencia entre la imagen del ojo derecho y
la imagen del ojo izquierdo.Esto se denomina
"paralaje", y sólo una fuente de información de
efecto estereoscópico en dos lentes en 3-D
sistema de imágenes.
Left eye
Right eye
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Paralaje binocular
Positive Parallax
Corresponding Point
?
Binocular Disparity
Binocular Parallax (Distance)
a
Binocular Parallax (Angle)
Eye Ball (Left)
Vergence of tree ? Vergence of Screen
a Binocular Parallax a- ?
Interocular Distance (t)
Eye Ball (Right)
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Paralaje Binocular
Negative Parallax
Binocular Disparity
a
Corresponding Point
ß
Binocular Parallax (Distance)
Eye Ball (Left)
Vergence of rose ß Vergence of Screen
a Binocular Parallax a- ß
Binocular Parallax (Angle)
Interocular Distance (t)
Eye Ball (Right)
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Punto de percepcion con acomodamiento

• Cuando enfocamos un objeto que queremos mirar al
  cambiar la curvatura de la lente.Esto se llama
  "acomodación".

Out of focus
In focus
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Percepción de la profundidad con la paralaje de
movimiento

• Es la diferencia a la relación de cambio de la
  distancia cuando el objeto y la posición de
  cambio poción vistaEsto se llama "Movimiento de
  paralaje" y de información sólida para la visión
  estereoscópica disponible incluso con un solo
  ojo.

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Resumen de vision estereoscopica
Imagenes binoculares

• Convergencia
• Binocular parallax
• Accommodation
• Movement parallax

Efectiva en el área dentro de unos 20 m del
visor
Alta sensibilidad, ángulo paraláctico es
inferior a aprox. 1 grado es decir 60 minutos
Imagenes monoculares
Efectiva en el área dentro de unos 5 m de
visor
fuente de información fuerte (por el cambio de
imagen)
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Percepción
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Como percibimos la profundidad
Tenemos dos ojos. Vemos las imágenes de paralaje
por los ojos derecho e izquierdo.Por ello usamos
2 cámaras para filmar imágenes en 3D.
IOD (IPD)
Cerca de 63 mm

• Distancia intraocular (IOD)
• La distancia entre ambos ojos.A veces se
  denomina la distancia interpupilar (IPD).En el
  caso de 2 cámaras base de longitud / estéreo de
  base (SB)

Niños
Adultos
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Principio de la imagen de doble sistema de lentes
3D
Imagen de camara L
Imagen de camara R
Screen plane
L
R
L R
L
R
Two factors of stereoscopic effect ?
Convergence angle angle between R and L optical
axis ? Stereo base distance between R
and L optical axis
L Camera
R Camera
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Relación entre R y L de la imagen y la
profundidad
Positivo Parallax El objeto es visible detrás
del plano de la pantalla.
Parallax Negativo El objeto es visible en la
parte delantera del plano de la pantalla.
Parallax
Parallax
L image is L side R image is R side positive
Parallax
L image is R side R image is L side Negative
parallax
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Relación entre la base estéreo (SB) y efecto
estereoscópico
Todos los objetos están situados delante de la
pantallasin ángulo de convergencia. (método
paralelo)La SB más se alarga, más el espacio se
expande.
Escena
Pantalla Plana
Imagen aparentemente 3D
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Relación entre el ángulo de convergencia y el
efecto estereoscópico
Si los ejes ópticos no son paralelos, la
totalidad del espacio se desplaza de modo que el
punto donde se cruzan dos ejes ópticos coincide
con el plano de la pantalla.
Scene
Screen plane
Apparent 3D image
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Límite de paralaje (principio general)
No podemos manipular 2 imágenes cuando la
distancia se sobrepasas.
Estos son valores absolutos en la pantalla
independientemente del tamaño de la pantalla.
Parallax
Parallax
Paralaje negative máximo debe estar dentro de 3
veces de IOD
Paralaje positivo máximo debe estar dentro de
IODLos ejes visuales no deben diferir de forma
parallel
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Conflict between convergence and accommodation
Real object Accommodation (focus) and
convergence is same position
Twin-lens system of 3D shooting Accommodation
(focus) and convergence is different position.
One of eye strain cause
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Relación entre el tamaño de pantalla y la
profundidad de campo
Screen Plane
Desde un punto de vista de la profundidad de
campo de los ojos.Pantalla de la película es
mucho. Por lo tanto, no es necesario enfocarse
agresivamentePantalla de la TV está cerca.
Necesita enfocarse agresivamente.El conflicto
entre el alojamiento y la paralaje puede llegar a
ser grave.
Monitor plane
Convergence (cross-eye)
Convergence (cross-eye)
focus
focus
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Summary of twin-lens 3D system
Desventajas
Necesita de gestion para seguridad y amenidades

• Limite de Paralaje
• Sin movimiento de paralaje

Para ice y para peliculas de medio ambiente
esta bien
Ventajas
Facil acomodamiento e instalacion

• Operable con 2 camaras
• 3D de HD calidad disponible

Varios modelos de camaras a disponer
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Tomas con sistemas de doble lente
SONY PROFESSIONAL
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Consejos importantes para una filmación en 3D
Gestion del paralaje Mantengalo en las
distancias correctas en todo el campo de vision
Gestión de la distorsión Mantenga la
distorsión o la diferencia entre la imagen de la
derecha y la imagen de la izquierda dentro del
rango aceptable en todo el campo visual de cada
escena Evitar las imágenes difíciles de
ver única para el sistema de doble lente. No
coloque ningún objeto dentro del área de la
rivalidad binocular.
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Gestión de paralaje
With consideration for long-hours viewing,
acceptable range of parallax tends to become
narrow. Hollywood 3D movie Negative
parallax is less than distance between both
eyes. (approx.60mm for adults /
approx. less than 50mm for kids) Positive
parallax is less than 2 of screen width
2010 Ministry of Economy in Japan 3D
consortium guideline
Negative parallax is less than 50mm
in consideration of children Positive parallax
is less than 1 degree In a case of HD
standard viewing point and IOD is 65mm, it is
2.9 of screen width. Parallax in these range
gives us less stereoscopic effect. But it permit
us to view in long hours.
Positive parallax
Negative parallax
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La forma de pensar sobre el tamaño de pantalla
La imagen diseñada para la gran pantalla se
desplazará a lado de la seguridadcuando se
proyecta en una pantalla pequeña. El paralaje se
hace más pequeño.
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La forma de pensar sobre el tamaño de pantalla
Es probable que falle cuando la imagen diseñada
para una pequeña pantalla se proyecta en una
pantalla grande.La paralaje se hace más grande y
puede deformarse por la relacion de aspecto.
Television
Cinema
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Ejemplo de distorsión geométrica
Desalineamiento vertical 1 o menos
Imagen ajustada a derecha e izquierda
Diferencia de rotacion 1 o menos
Imagen superpueta
Diferencia de tamaño 1 o menos
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Desalineamiento vertical

• 3D image fails, or may cause eye-strain.

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Causas de desalineamiento vertical

• Ángulo de inclinación de las cámaras no están
  bien calibrado Alineación de la altura de los
  ejes ópticos no es suficiente Ajuste de la
  inclinación de la mitad de Miller no es
  suficienteAlgunas de las distorsiones
  que surgen debido a otros factores son

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• Diferencia en el zoom
• Se necesitan mecanismos de zoom de alta precision

Diferencia de foco Se necesitan mecanismos de
foco de alta precision
Diferencia en Ajustes Matiz, color, etc
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Area where you can place objects
Area with visual rivalry but no unpleasant
sensation
Strong unpleasant sensation due to visual
rivalry Cannot place any objects
Left eye
Area where you can place objects (limited by
parallax)
Right eye
Screen Plane
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Ejemplos de imagenes dificilies de apreciar en 3D
Patrón horizontal repetitivo patrón de panal,
etc
Nieve, lluvia de flores, etc
Imagen sin textura que se acreción azul sin
nubes de pared astuto, blanco, etc
Rayos de sol de streaming a través de las hojas,
halos, destellos debido a la lente.
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Distribucion
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Trabajando con 2 proyectores
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Distribución de doble imagen en la pantalla para
el ojo derecho y ojo izquierdo
Separación de imagen de la derecha y la imagen de
la izquierda aprovechando la polarización
Filtro polarizador se coloca delante de la lente
del proyector.Direcciones de polarización de
derecha e izquierda están en ángulos rectos entre
sí.
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Tipos de polarisacion

• La polarización lineal Eje de polarización es
  constante Bajo costo Imagen de la derecha y
  la imagen de la izquierda se mezclan debido a la
  falta de alineación del eje de la lente del
  proyector con anteojos o lentes de la cabeza se
  inclinó La polarización circular Eje de
  polarización gira a medida que viaja la luz (a la
  izquierda o hacia la derecha) Caro
  Recientemente barato Imagen de la derecha y la
  imagen de la izquierda no se mezclan, incluso si
  las gafas o la cabeza se inclinó

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In order to operate with only one display
Sistema de polarizacion
RealD masterImage Digital Cinema
Tiempo compartido
X-pol system monitor large-sized LCD
Home 3D TV set
Longitud de onda
X-PAND Digital Cinema
Dolby3D Digital Cinema
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Sistema de cine en 3D con SXRD
Equivalente al sistema con dos unidades de
proyectores, la más alta calidad de imagen
VTR for left-eye image
Circular polarizing filter (equivalent to Real)
4K SxRD Projector
Double image on screen
VTR for right-eye image
Right image and left image are projected
separately with two lenses
L
R
Separating 4K panel to top and bottom
LKRL-A002/3
SRX-T420/R220
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Linea por linea
La asignación de líneas de exploración de la
pantalla a la imagen de la derecha y la imagen de
la izquierda alternativa pegarse filtros cuya
dirección de polarización es perpendicular a la
otra en líneas de exploración de visualización
Visualización de las gafas pasivas en los que se
pegadas filtro de polarización X-Pol sistema
de Filtros montados en la pantalla es caro La
resolución vertical reduce a la mitad No se
aplica al proyector
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Anaglyph system
Right image and left image are colored with
complementary colors Viewing with glasses on
which filters of the same colors are stuck No
color reproducibility impossible for prolonged
view Low price and easy Operational with 2D
system Printable ?There are some derivative
products, Color code system, etc.
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Resumen

• Las gafas 3D pasivas polarizadas utilizan otro
  sistema para crear la sensación 3D. Estas gafas
  emplean una lente polarizada verticalmente y otra
  horizontalmente. Así, cada lente solo permite
  pasar la luz que es polarizada de una forma
  compatible, es decir, cada ojo sólo verá una
  composición de imágenes en la pantalla de las dos
  existentes, consiguiendo la visión estereoscópica
  polarizada.
• La visualización estéreo pasiva es también
  conocida como proyección 3D polarizada

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Resumen

• Las gafas 3D activas necesitan que las imágenes
  alternativas en la pantalla estén sincronizadas
  con la polarización de la pantalla LCD, es decir,
  las gafas tienen que estar conectadas con la
  pantalla a través de un conector de señal
  sincronizado estereoscópico
• Los sistemas de visualización estéreo activa
  presentan las imágenes del ojo izquierdo y
  derecho alternándolas tan rápido, que el
  espectador casi no lo nota

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• Solucion Sony para alineamiento de tomas 3D

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MPES-3D01 3D Alignment Software
3D BOX
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3D BOX System Architecture
Left In
Left Out
ColourCorrection
Alignment Correction
Mon. Out
Stereo Monitor
WFM Out
Waveform Monitor
Right In
Right Out
ColourCorrection
Alignment Correction
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Camera Alignment
Optical Axis Alignment

• Compensate for L/R Picture center shift while
  zooming
• Correct broken 3D images by electronically
  matching the optical axis

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Camera Alignment
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Camera Alignment

• Keystone Alignment

Excessive convergence causes keystone errors
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Camera Alignment
Mirror Rig Image Flip

• Horizontal
• Vertical

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Color Correction

• Difficult to interpret a 3D image with incorrect
  colour matching

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Convergence Alignment
3D Image Appearance

• Convergence point (Screen plane) can be adjusted
  
• Zoom Scale Adjustment
• Emergency Vertical Adjustment

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3D Box - 3D Image Analysis
Stereo Monitor Output

• Anaglyph
• 50 Mix
• Difference
• Side-by-Side
• Above Below
• R-only L-only

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• Solucion de Real 3D para la proyección de tomas

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(No Transcript)
62
Glossary part 1
Anaglyph Wavelength selection using complementary color images and color filters to filter or pass the appropriate perspective views to the appropriate eyes. Popular selection is Red for left and Blue Green (Cyan) for right.
Beam splitter Technically this is a couple of prisms cemented together with a semi-silvered layer to split a light beam into two halves. For the rig used for stereo-cinematography, a thin, semi-silvered sheet of glass is used in the optical path, and such a device is more properly called a pellicule (or pellicle).
Binocular Two eyes. The term binocular stereopsis (two-eyed solid seeing) is used in some psychology books for the depth sense more simply described as stereopsis.
Circular Polarization A form of polarized light in which the tip of the electric vector of the light ray moves through a corkscrew in space.
Convergence The inward rotation of the eyes, in the horizontal direction, producing fusion. The more general term is vergence which includes inward and outward rotation. The term has also been used, confusingly, to describe the movement of left and right image fields or the rotation (toe-in) of camera heads.
Corresponding (conjugate) Points. The image points of the left and right fields referring to the same point on the object. The distance between the corresponding points on the projection screen is defined as parallax. Also known as conjugate or homologous points.
Depth Range A term that applies to stereoscopic images created with cameras. The limits are defined as the range of distances in camera space from the background point producing maximum acceptable positive parallax to the foreground point producing maximum acceptable negative parallax.
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Glossary part 2
Disparity The distance between conjugate points on overlaid retinae, sometimes called retinal disparity. The corresponding term for the display screen is parallax.
Floating Windows This is the use of printed vertical bands to create a surround to supplant the physical screen surround. The result is a so-called virtual window that is floating in space to eliminate the screen edge cue conflicts and to extend the parallax budget of the projected image.
Fusion The combination, by the mind, of the left and right images -- seen by the left and right eyes -- into a single image.
Horizontal Shift Horizontal Image Translation, HIT The horizontal shifting of the two image fields to change the value of the parallax of corresponding points. The term convergence has been confusingly used to denote this concept.
Interocular (Interaxial) Distance t t is used to denote the distance between the eyes, called the interpupillary or interocular distance. If this is used to denote the distance between stereoscopic camera heads' lens axes, it is called the interaxial.
Linear Polarization A form of polarized light in which the tip of the electric vector of the light ray remains confined to a plane.
Parallax The distance between conjugate points. It may be measured with a ruler or, given the distance of an observer from the screen, in terms of angular measure. In the latter case the parallax angle directly provides information.
Rig Dual camera heads in a properly engineered mounting used to shoot stereo movies.
Screen Space The region appearing to be within a screen or behind the surface of the screen. Images with positive parallax will appear to be in screen space.
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Glossary part 3
Stereopsis The binocular depth sense, literally "solid seeing."
Stereoscope A device for viewing plano-stereoscopic images. It is usually an optical device with twin viewing systems.
Toe-In The inward rotation of camera heads in the horizontal direction producing fusion.
Zero parallax setting, ZPS The means used to control screen parallax to place an object in the plane of the screen. ZPS may be controlled by HIT, or toe-in.
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Gracias