stereoscopic comppputer graphics
TRANSCRIPT
StereoscopicStereoscopic Computer Graphicsp p
470420-1F ll 2013Fall 2013
12/02/2013Kyoung Shin ParkKyoung Shin Park
Multimedia EngineeringDankook Universityy
OverviewOverview
3D Depth Cues (3์ฐจ์ ๊น์ด ์ธ์ ๋จ์๋ค) 3D Stereographics Terminology (3์ฐจ์ ์ ์ฒด์์ ์ฉ์ด
์ ๋ฆฌ) 3D Display (3์ฐจ์ ์ ์ฒด์์ ๋์คํ๋ ์ด)
2
3D Depth Cues3D Depth Cues
3
Visual Depth Cues - Perceiving โdepthโ with one eye closedPerceiving depth with one eye closed
๋์์ค์ฌ๋จ์๋ค (Object-centered cues) or ํํ์ ๋จ์(Pictorial cues): Linear perspective (์ง์ ์กฐ๋ง)
ํํ์ ์ด ํ ์์ค์ ์ผ๋ก ์๋ ด ํํ์ ์ด ํ ์์ค์ ์ผ๋ก ์๋ ด
Size of known objects (์๋ ค์ง ๋ฌผ์ฒด๋ค์ ์๋์ ํฌ๊ธฐ) ๊ฐ๊น์ด ์๋ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ํฌ๊ฒ ๋ณด์๊ฐ๊น์ด ์๋ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ๊ฒ ์
Detail (texture gradient) (ํ ์ค์ณ ๋ณํ) ๊ฐ๊น์ด ์๋ ๋ฌผ์ฒด์ ํ ์ค์ณ๊ฐ ๋ ์ ๋ช ํ๊ฒ ๋ณด์
O l i (hidd f ) (๋ค๋ฅธ ๋ฌผ์ฒด์ ์ํ ์ค์ฒฉ) Occlusion (hidden surfaces) (๋ค๋ฅธ ๋ฌผ์ฒด์ ์ํ ์ค์ฒฉ) Lighting and Shadows (๋น์ ์ํ ๋ฐ์ฌ, ๊ทธ๋ฆผ์์ ์ํ ํจ๊ณผ)
๊ฐ๊น์ด ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ๋ฐ๊ณ , ๋จผ ๋ฌผ์ฒด๋ ํฌ๋ฏธํ๊ฒ ๋ณด์ ๊ฐ๊น์ด ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ๋ฐ๊ณ , ๋จผ ๋ฌผ์ฒด๋ ํฌ๋ฏธํ๊ฒ ๋ณด์ ๊ทธ๋ฆผ์๋ ์ผ์ข ์ occlusion์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ํํ
Relative motion (motion parallax due to head motion) (์ด๋์์ฐจ)
4
๋ฉ๋ฆฌ์๋ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๊ฐ๊น์ด ์๋ ๊ฒ๋ณด๋ค ๋ ์ฒ์ฒํ ์์ง์
PerspectivePerspective
๋๋ก, ์ฒ ๋ก์ ๊ฐ์ ํํ์ ์ด ๋ฉ์ด์ง ์๋ก ํ๋์ ์์ค์ (Si l i hi i ) ์๋ ด(Single vanishing point)์ผ๋ก ์๋ ด
ํํํ ์ ์์ ๋์ฌ์๋ ๋ฌผ์ฒด (์: ๋น๋ฉ, ๊ฐ๋ก์)์ ๊ฒฝ์ฐ์๋์ด (H i ht)๊ฐ ์์์ง ์๋ก ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์๋์ด (Height)๊ฐ ์์์ง ์๋ก ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์
5
SizeSize
์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์ ์๊ณ ์๋ ๋ฌผ์ฒด๋ค์ ํฌ๊ธฐ (Size)๋ฅผ ๋น๊ตํด์, ์ด๋๊ฒ์ด ๋ ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ์ง๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์์ E ์ฝ๋ผ๋ฆฌ์ ์์๊ฒ์ด ๋ ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ์ง๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์์ โ E.g. ์ฝ๋ผ๋ฆฌ์ ์์๊ณต์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ๋น์ทํ๊ฒ ๋ณด์ธ๋ค๋ฉด ์ฝ๋ผ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๊ฒ์
๊ฐ์ ๋ฌผ์ฒด๋ค๋ผ๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋น๊ตํด์ ๋ฌผ์ฒด๋ค ๊ฐ์ ์๋์ ์ธ ๊ฐ์ ๋ฌผ์ฒด๋ค๋ผ๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋น๊ตํด์ ๋ฌผ์ฒด๋ค ๊ฐ์ ์๋์ ์ธ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์์
6
DetailDetail
์ธ๊ฐ์ ๋์ ๊ฐ๊น์ด ์๋ ๊ฒ๊ณผ ๋น๊ตํด์ ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๋ฌผ์ฒด์ํ ์ณ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ ์์ธํจ (D il i di )์ํ ์ค์ณ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ ์์ธํจ (Details in texture gradient)์์๋ณํ์ง ๋ชปํจ
๋๋ก์ ๋ณด๋ ๋ธ๋ญ๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ท์น์ ์ด๊ณ ๋์ผํ ํฌ๊ธฐ์ ์์๊ฐ ๋๋ก์ ๋ณด๋ ๋ธ๋ญ๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ท์น์ ์ด๊ณ ๋์ผํ ํฌ๊ธฐ์ ์์๊ฐ์ผ์ ํ๊ฒ ๋ฐฐ์ด๋ ํ ์ค์ณ๊ฐ ์ด์ดํ๊ฒ ๋ณด์ผ ์๋ก ๋ฉ๋ฆฌ ์๋๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์
์์ง๋์ด ๋๋ ์๊ฐ์ ๊ฐ์ ๊ณต๊ธฐ ์ค์ ๋น์ ์ฐ๋ ๋๋ฌธ์ ์ฆ, ๊ณต์ค ์๊ทผ (Atmospheric perspective)์ ์ํด์, ๋ฉ๋ฆฌ ์๋๊ณต์ค ์๊ทผ ( p p p )์ ์ํด์, ๋ฉ๋ฆฌ ์๋๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ํฌ๋ฏธํ๊ฒ ๋ณด์
7
OcclusionOcclusion
๊ฐ๋ ค์ง ๋์์ ๊ฐ๋ฆฐ ๋์๋ณด๋ค ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์๊ฐ๋ ค ๋์ ๊ฐ ๋์ ๋ค ๋ฉ๋ฆฌ ์ ๊ฒ ๊ฐ์ฅ ๊ฐ๋ ฅํ 3์ฐจ์ ๊น์ด ์ธ์ ๋จ์์
8
Lighting and ShadowLighting and Shadow
๋ฐ์ (Brighter) ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ ๊ฐ๊น์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์g ํ๋์ ๋น์ด ์์ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ชจ๋ ๊ทธ๋ฆผ์๋ ํ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์๊น ๋น์ด ์์์ ๋น์ถ๋ค๊ณ ๊ฐ์ ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ฌผ์ฒด์ ์๋ ๋ถ๋ถ์๋น์ด ์์์ ๋น ๋ค ๊ฐ์ ํ๊ธฐ ๋ ์ ๋ฌผ์ฒด์ ์๋ ๋ถ๋ถ์
๊ทธ๋ฆผ์๊ฐ ์์ผ๋ฉด ํ์ด๋์จ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ ๋น๊ณผ ๊ทธ๋ฆผ์์ ์ํ์ฌ ๋ ๋ฌผ์ฒด ๊ฐ์ ์๋์ ์ธ ์์น๋ฅผ ๊ฐ์งํจ
9
Motion ParallaxMotion Parallax
๊ด์ฐฐ์๊ฐ ๋์์ ๋ณด๋ฉด์ ์์ง์ด๋ฉด ๊ฐ๊น์ด ๊ด์ฐฐ์๊ฐ ๋์์ ๋ณด๋ฉด์ ์์ง์ด๋ฉด ๊ฐ๊น์ด๋์์ ๋จผ ๋์๋ณด๋ค ๋ ๋ง์ด ๋์ ๋ง๋ง ์์์ ์ฎ๊ฒจ์ง๋๋ฐ์ด๋ฅผ ์ด๋ ์์ฐจ (Motion Parallax)๋ผ ํจ์ด๋ฅผ ์ด๋ ์์ฐจ ( )๋ผ ํจ
๊ธฐ์ฐจ๋ฅผ ํ๊ณ ๊ฐ๋ค ๋ณด๋ฉด ๋จผ ์ฐ์ ์๊ธฐ๋ฅผ ๋ฐ๋ผ์ค๊ณ ๊ฐ๊น์ด๋๋ฌด๋ ๋น ๋ฅด๊ฒ ๋ค๋ก ๊ฐ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก, ๊ด์ฐฐ์์์์น์ ๋์ ๊ฐ์ ์๋์ ์ธ ์์น์ ๋ณํ์ ์ํด ์๊ธฐ๋ํ์
๊ฐ์ํ์ค์ ์ํด์ ์์์์ฐจ (Stereoscopy)๋ณด๋ค ๋ ์ค์ํจ ์๋ก ๊ฒน์ณ์ ธ ๋ณด์ด๋ ๋ ๋์์ ๋ณด๋ฉด์ ์์ง์ผ ๋๋ ๋ฐฉํฅ์
๋ฐ๋ผ ๋ค์ชฝ ๋์์ ํ๋ฉด์์ ์ญ์ ์ ์ฆ์ (D l ti &๋ฐ๋ผ ๋ค์ชฝ ๋์์ ํ๋ฉด์์ ์ญ์ ์ ์ฆ์ (Deletion & Accretion)์ด ์ผ์ด๋จ
์ด ๋จ์๋ ์ค์ฒฉ๊ณผ ์ด๋์์ฐจ๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋ ๊ฒ์ผ๋ก์10
์ด ๋จ์๋ ์ค์ฒฉ๊ณผ ์ด๋์์ฐจ๊ฐ ๊ฒฐํฉ๋ ๊ฒ์ผ๋ก์๋ชจ์๋ฆฌ์์์ ์๋์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ฅผ ์ ํํ ํ๋จํ๋๋ฐ ์ ์ฉํจ
Visual Depth Cues- Using both eyesUsing both eyes
์์ ๋จ์ (Binocular cues): Binocular disparity (Stereopsis)
์ธ๊ฐ์ ๋ ๋ ์ฌ์ด ๊ฑฐ๋ฆฌ (Interocular distance)๊ฐ ์ฝ 6cm ๋จ์ด์ ธ ์์ด์์์ชฝ ๋์ ๋งบํ ๋ง๋ง์์ ์ฝ๊ฐ ๋ค๋ฅด๋ค, ์ด๋ฅผ ์์์์ฐจ (Binocular ์์ชฝ ๋์ ๋งบํ ๋ง๋ง์์ ์ฝ๊ฐ ๋ค ๋ค, ์ด๋ฅผ ์์์์ฐจ (disparity) ๋๋ ์ ์ฒด์๊ฐ (Stereopsis)๋ผ๊ณ ํ๋ฉฐ, ์ด ๋๋ฌธ์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ํ๋จ๊ณผ ์ ์ฒด๊ฐ์ ๊ฒฝํํจ
์๊ตฌ์ด๋์ ๋จ์ (Oculomotor cues): ์๊ตฌ์ด๋์ ๋จ์ (Oculomotor cues): Accommodation (Focus) (์กฐ์ /์ด์ )
ํน์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์๋ ๋์์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ๊ธฐ ์ํ์ฌ (์ฆ, ๋ฌผ์ฒด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋ฐ๋ผ์กฐ์ ์ ํตํด ์ ํํ ์์ ๋งบ๊ฒ ํ๊ธฐ ์ํด) ๋์ ๊ทผ์ก์ ๊ธด์ฅ์ ์ค
Convergence (์๋ ด) ๋์์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ ๋์ด ๋์์ ํฅํด์ ์๋ ดํ๊ฒ ๋์ด ๋์์ ์ด์ ์ ๋ง์ถ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ ๋์ด ๋์์ ํฅํด์ ์๋ ดํ๊ฒ ๋์ด
๋์ ๊ทผ์ก์ ๊ธด์ฅ์ ์ค Accommodation๊ณผ Convergence๋ ํน์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์๋ ๋์์
์ด์ ์ ๋ง์ถ๊ธฐ ์ํด ๋์์ ์์ฉํจ
11
์ด์ ์ ๋ง์ถ๊ธฐ ์ํด ๋์์ ์์ฉํจ
StereoscopyStereoscopy
์์์์ฐจ ์๊ฐ (Binocular vision)์ ๋๋์ด ์ฝ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉํฅ์์ ๋์์๋์ด ์ฝ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๋ฐฉํฅ์์ ๋์์์ธ์งํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ ๋์ ์ฝ๊ฐ ๋ค๋ฅธ์์์ ๋งบํ์์์ ๋งบํ
์ธ๊ฐ์ ๋์์ ๋ ๋์ ๋งบํ ์์์ํฉ์ฑํจ
๋ ๋ ์ฌ์ด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ํ์ฌ ์์ชฝ ๋์์ฝ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์์์ด ๋งบํ๊ฒ ๋๋ ํ์์์์ ์์ฐจ (Binocular disparity)๋ผ ๋ถ๋ฆ์์ ์์ฐจ (Binocular disparity)๋ผ ๋ถ๋ฆ
์ ์ฒด์๊ฐ (Stereopsis)๋ ์์์์ฐจ์์ํ์ฌ ์๊ธด ๊น์ด ์ง๊ฐ์์ํ์ฌ ์ด ์ง๊ฐ
๊ด์ฐฐ์๋ก๋ถํฐ ๋ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ์๋ก ๋ค๋ฅธ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์์ผ๋ฉด ๊ทธ ๋ค๋ฅธ ์ ๋์ ๋ฐ๋ผ ๋๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ง๋ง์ ๋งบํ๋ ์๋์ ์ธ
12
๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋ง๋ง์ ๋งบํ๋ ์๋์ ์ธ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฌ๋ผ์ง๊ฑฐ๋ ์์น๊ฐ ์ญ์ ๋จ
Accommodation (focus)Accommodation (focus)
13
ConvergenceConvergence
14
Some TerminologySome Terminology
Horizontal Parallax / Binocular disparity (์ํ์์ฐจ) ๋์คํ๋ ์ด ์คํฌ๋ฆฐ ์์ ๋์ผ์ (์ฆ, ๋ ๊ฐ์ ์ผ์นํ๋ ์ง์ ) ์ฌ์ด์
์ํ๊ฑฐ๋ฆฌ
Stereo Window/Plane (์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด) Stereo Window/Plane (์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด) ๋ ๋์ผ๋ก ๋ณด๋ ๊ฒ ๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ ์ง์ ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ๋์ผ์ ์ด ๋ชจ๋ํฐ/ํ๋ก์ ์ ์คํฌ๋ฆฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๊น์ด์ ์์์ผ๋ฐ์ ๋์ผ์ ์ด ๋ํฐ/ ์ ์ ๋ฆฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๊น์ด์ ์์
Homologous Points (๋์ผ์ ) ์ธ๊ฐ์ ์๊ฐ ์์คํ ์ข, ์ฐ ๋์์ ๋์ค๋ ๊ด์ ์ด ์คํฌ๋ฆฐ ์์์
๊ต์ฐจํ๋ ์
Vertical Displacement (์์ง ์์ฐจ)๋ ํ๋ ์ด ๋ฆฐ์์ ๋์ผ์ ์ฆ ๋ ๊ฐ์ ์ผ์นํ๋ ์ง์ ์ฌ์ด์ ๋์คํ๋ ์ด ์คํฌ๋ฆฐ์์ ๋์ผ์ (์ฆ, ๋ ๊ฐ์ ์ผ์นํ๋ ์ง์ ) ์ฌ์ด์์์ง๊ฑฐ๋ฆฌ
15
Homologous PointsHomologous Points
Scan line
Stereo Plane
16
Some TerminologySome Terminology
Interocular Distance (์์๊ฐ ๊ฑฐ๋ฆฌ) ์ธ๊ฐ์ ์ข, ์ฐ ๋ ์ฌ์ด์ ๊ฑฐ๋ฆฌ (์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก 2.5in, 6.5cm)
Hypostereo/Giantism (์ค์ ์ฒด)์์๊ฐ์ด 6 5 ์ ์ค์น ๋ฏธ๋ง์ธ 3์ฐจ์ ์ ์ฒด ์์๊ฐ์ด 6.5 cm์ ํ์ค์น ๋ฏธ๋ง์ธ macro 3์ฐจ์ ์ ์ฒด์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋งํ๋ฉฐ ์ ์ฌ๋ก ์ดฌ์๋ ์ ์ฒด ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋งํจ
Hyperstereo/Lilliputism (์ด์ ์ฒด) Hyperstereo/Lilliputism (์ด์ ์ฒด) ์์๊ฐ์ด 6.5 cm ํ์ค์น๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ์๊ฒฝ 3์ฐจ์ ์ ์ฒด
์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋งํ๋ฉฐ 3์ฐจ์ ์ ์ฒด๋ก ์ดฌ์ํ ํ๊ฒฝ ์ด๋ฏธ์ง๊ฐ ์ข์์์์์
Interocular Crosstalk (Ghosting) ํผ์ ๊ทผ์ ํ ์ด๋ค ํ์ ์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ค๋ฅธ ํ์ ์ผ๋ก ์ ํธ๊ฐ ํ๋ฌ ๊ทผ์ ํ ์ด๋ค ํ์ ์ผ๋ก๋ถํฐ ๋ค๋ฅธ ํ์ ์ผ๋ก ์ ํธ๊ฐ ํ๋ฌ๋ค์ด๊ฐ๋ ํ์์ผ๋ก, ์ ์ฒด์์์์๋ ์ํ์ง ์๋ ์ข, ์ฐ์์์ด ๋ค๋ฅธ ์ชฝ ๋์ ๋ณด์ฌ์ง๋ ๊ฒ์ ๋งํ๋ ๊ฒ โ ๋์ํผ ๊ฐ์ ์ผ ํด
17
ํผ๋ก๊ฐ์ ์ผ์ผํด
Some TerminologySome Terminology
Positive Parallax (ํฌ์งํฐ๋ธ ์ ์ฒด์์ฐจ) ์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด์ ๋งบํ ๋ ์ ์ด ๊ฐ๊ฐ ์ข, ์ฐ ๋์ผ๋ก ๋ค์ด์ค๊ณ , ๋์์
ํ๋๋ก ํฉ์ณ์ ธ์ ์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด๋ณด๋ค ๋ค์ด๊ฐ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ
Negative Parallax (๋ค๊ฑฐํฐ๋ธ ์ ์ฒด์์ฐจ) Negative Parallax (๋ค๊ฑฐํฐ๋ธ ์ ์ฒด์์ฐจ) ์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด์ ๋งบํ ๋ ์ ์ด ๊ฐ๊ฐ ๋ฐ๋์ชฝ ์ข, ์ฐ ๋์ผ๋ก ๋ค์ด์ค๊ณ ,
๋์์ ํ๋๋ก ํฉ์ณ์ ธ์ ์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด๋ณด๋ค ์์ผ๋ก ํ์ด๋์๋ณด์ด๋ ๊ฒ
Zero Parallax (์ ๋ก ์ ์ฒด์์ฐจ)ํ ๋ ์ค ํ๋ฉด ( i d )์ ์ ํํ ์ด์ ์ ๋งบ ๋ฉฐ ์์ ์คํ ๋ ์ค ํ๋ฉด (stereo window)์ ์ ํํ ์ด์ ์ ๋งบ์ผ๋ฉฐ ์์
์์ฐจ๊ฐ ์๋ ๊ฒ
18
Positive ParallaxAccommodation-convergence mismatchAccommodation-convergence mismatch
LL
RR
The left and right eye images projected on the screen
19
g y g p j
Negative ParallaxAccommodation-convergence mismatchAccommodation-convergence mismatch
RR
LL
If Objects are too close in front of the projection plane, negative parallax will increase.
If negative parallax is wider than eye separation, then result is pain.
20
g p y p p
Zero ParallaxWhen the object is actually on the screenWhen the object is actually on the screen
21
Stereo ApproximationStereo Approximation
LeftEye Viewing a point in
f ta scene from two difference camera positions produces
Right
differing view planes
RightEye
22
Stereo ApproximationStereo Approximation
LeftUsing parallel viewsEye Using parallel views (i.e. symmetric view frustums)produces a singleproduces a single view plane, but images must be t i d t f
RightEye
trimmed to area of overlap - Projection Planes are not the same
๊ทธ๋ฌ๋, ๋ฌผ์ฒด๊ฐ ๋๋ฌด ๊ฐ๊น์ด ์์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฒฝ๊ณ๋ฉด์์ ๋ฌผ์ฒด๊ฐ์๋ ค ์ฌ์ ๋์ ํผ ๋ฅผ ์ผ ํฌ ์ ์์์๋ ค ๋ณด์ฌ์ ๋์ ํผ๋ก๋ฅผ ์ผ์ผํฌ ์ ์์
๋ฏธ๊ฐ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ฉด ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋์ฑ ์ฌ๊ฐํด์ง
23
Correct Stereo Computer GraphicsCorrect Stereo Computer Graphics
The correctThe correct approach using parallel views and asymmetricand asymmetricview frustrumproduces a i l i lsingle viewplane
and overlapped image
24
Stereo Images on the GeoWallStereo Images on the GeoWall
1๊ฐ์ 2048x768 ํ๋ฉด์ ์ข, ์ฐ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ 2๊ฐ์๋ทฐํฌํธ ( i t )๋ฅผ ์์ฑํจ๋ทฐํฌํธ (viewports)๋ฅผ ์์ฑํจ
๊ฐ ๋ทฐํฌํธ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ 2๊ฐ์ ํ๋ก์ ํฐ๋ก ๋ด๋ณด๋
25
Off-axis Perspective Projection in a CAVEOff axis Perspective Projection in a CAVE
CAVE ์์คํ ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๊ฐ์๋ถํผ (view frustum)๊ฐ off-axis j ti ์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํจ
front wall view
projection์ ๊ณ ๋ คํด์ผ ํจ
o t a e
right wall viewleft wall view
eyeright wall view
26
Making the virtual world look true to sizesize
LeftEye
dh
f
RightEye
Set camera properties to be the same as real world properties:
S โ di (i f l l h d) Set userโs distance to screen (i.e. focal length d) Measure the screenโs height (h) Compute the field of view (f = 2*atan(h/2d))
27 Use real world eye separation distance (2.5 inches)
How to Generate Stereo ImagesHow to Generate Stereo Images
Present a distinct image to each eye: Free-viewing Optics (lenses) Chromadepth Pulfrich Effect Anaglyph (color) Polarization Active Shuttering Autostereo
28
Free-viewingFree viewing
Free-viewing (์ก์ ๊ฐ์) ์๊ฒฝ์ด๋ ๋ ์ฆ๋ฅผ ์ ํ ์ฌ์ฉํ์ง ์๊ณ ํ ์์ 3์ฐจ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๊ฐ์ํ๋
๋ฐฉ๋ฒ์ ๋งํ๋ฉฐ, ๋ณ๋ ฌ์ (parallel) ์ก์ ๊ฐ์๊ณผ ๊ต์ฐจ์ (cross-eyed) ์ก์๊ฐ์์ด ์์์ก์๊ฐ์์ด ์์
29
OpticsOptics
Optics (์ ์ฒด ๊ดํ๊ธฐ) ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์ข, ์ฐ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๋ ์ฆ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๊ฐ๊ฐ์ ๋์ ์ข, ์ฐ
์์์ ๋ณด์ฌ์ค
Stereoscope, invented by Charles Wheatstone in early 1800s
30
OpticsOptics
Viewmaster SlidemasterViewmaster Slidemaster
31
OpticsOptics
HMD BOOM32
HMD BOOM
ChromadepthChromadepth
Chromadepth ์ ์ฒด์๊ฒฝ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ 2์ฐจ์ ์ด๋ฏธ์ง์์๋์ ์ฒด ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณผ ์ ์ ๋ก ์๋ ํน์ ์๊ฒฝ ์ด ์๊ฒฝ์์ ์ฒด ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ณผ ์ ์๋๋ก ๊ณ ์๋ ํน์ ์๊ฒฝ์ผ๋ก, ์ด ์๊ฒฝ์ํน์ํ ํํฐ๊ฐ ์๊น ๋ณ๋ก ๊น์ด๊ฐ์ ๋๋ผ๊ฒ๋ ๋ง๋ค์ด ์ค
๋นจ๊ฐ์์ด ๊ฐ์ฅ ์์ผ๋ก ํ์ด๋์ค๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ฃผ๋ฉฐ ํ๋์์ด ๋นจ๊ฐ์์ด ๊ฐ์ฅ ์์ผ๋ก ํ์ด๋์ค๋ ํจ๊ณผ๋ฅผ ์ฃผ๋ฉฐ, ํ๋์์ด๊ฐ์ฅ ๋ฉ๋ฆฌ ์๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋๋ผ๊ฒ ๋จ
33
Pulfrich EffectPulfrich Effect
Pulfrich Effect (ํํ๋ฆฌํ ํจ๊ณผ)๋ ์ฒ๋ฌธํ์ Carl Pulfrich์์ํด ๋ฐ๊ฒฌ๋ ์๋ฆฌํ์์ํด ๋ฐ๊ฒฌ๋ ์๋ฆฌํ์
๋๋์ฐจ ํจ๊ณผ๋ผ๊ณ ๋ ํ๋ฉฐ ์๊ฒฝ ์ข์ฐ์ ํฌ๊ณผ์จ์ด ๋ค๋ฅธ ํํฐ๋ฅผ์ฅ์ฐฉํ์ฌ ์์ง์์ด ์๋ ํ๋ฉด ํ์์ ๊ด์ฐฐํ๋ฉด ํฌ๊ณผ์จ์์ฅ์ฐฉํ์ฌ ์์ง์์ด ์๋ ํ๋ฉด ํ์์ ๊ด์ฐฐํ๋ฉด, ํฌ๊ณผ์จ์์ฐจ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ง๊ฐ ์๊ฐ์ ์ฐจ์ด๋ก ์ธํด ์ ์ฒด๊ฐ์ด ๋๋ผ๊ฒ ๋จ ๋นจ๊ฐ๊ณต๊ณผ ํ์๊ณต์ด ์๋ค ๋นจ๊ฐ๊ณต์ ๊ทธ๋ฅ ์๊ณ ํ์๊ณต์ ์ข์ฐ๋ก ๋นจ๊ฐ๊ณต๊ณผ ํ์๊ณต์ด ์๋ค. ๋นจ๊ฐ๊ณต์ ๊ทธ๋ฅ ์๊ณ ํ์๊ณต์ ์ข์ฐ๋ก
์์ง์ด๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฐ๋ฐ ํฌ์์ฅ์น๋ฅผ ํตํด ๋นจ๊ฐ๊ณต์ ๋ณด๋ ํ์๊ณต์ด ์์๊ทธ๋ฆฌ๋ฉฐ ๋๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๋? ํฌ์์ฅ์น๋ ์์ง์ด๋ ๊ณต์ ์กฐ๊ธ ๋ฆ๊ฒ ๋ณด๊ฒ๋ง๋ ๋ค ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ณต์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์์ ๋ณด๊ฒ ๋๋ค ์ด ์ ๋ณด๋ฅผ๋ง๋ ๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ์ฐ๋ฆฌ๋ ๊ณต์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์์ ๋ณด๊ฒ ๋๋ค. ์ด ์ ๋ณด๋ฅผ๋๋ ๊ณต์ด ์์ ๊ทธ๋ฆฌ๋ฉฐ ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํด์ํ๋ค.
Pulfrich Glass (ํํ๋ฆฌํ ์๊ฒฝ)์ ํ ๋ ์ฆ๋ ํฌ๋ช ํ๊ณ ๋ค๋ฅธ(ํ ๋ฆฌํ ์๊ฒฝ)์ ํ ๋ ๋ ํฌ๋ช ํ ๋ค๋ฅธ์ชฝ์ ์ด๋์ด ํํฐ๋ก ๋์ด ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํํ๋ฆฌํ ํจ๊ณผ๋ฅผ์์ฉํด ์ดฌ์ํ ์์์ ๊ฐ์ํ๋๋ฐ ์ฌ์ฉ
34 ์ด๋์ด ๋ ์ฆ๋ก ๋ณธ ์ด๋ฏธ์ง๊ฐ ํฌ๋ช ํ ๋ ์ฆ๋ฅผ ํตํด ๋ณธ
์ด๋ฏธ์ง๋ณด๋ค ๋์ ๋ฆ๊ฒ ๋๋ฌํจ
AnaglyphAnaglyph
์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ผ์ชฝ ๋์ ๋นจ๊ฐ์๊ณผ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋์ ํ๋์ (๋๋์ด๋ก์ ๋ ์ฒญ๋ก์ ) ํํฐ๊ฐ ๋ถ์ฐฉ๋ ์ ๋๊ธ๋ฆฌ์ด๋ก์ ๋๋ ์ฒญ๋ก์ cyan) ํํฐ๊ฐ ๋ถ์ฐฉ๋ ์ ๋๊ธ๋ฆฌํ์๊ฒฝ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ฐ์ํจ
์ ๋๊ธ๋ฆฌํ ์ ๋ ์ฆ๊ฐ ๊ฐ ๋์ ๋ค์ด๊ฐ๋ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋ค๋ฅธ ์ ๋๊ธ๋ฆฌํ ์ ๋ ์ฆ๊ฐ ๊ฐ ๋์ ๋ค์ด๊ฐ๋ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๋ค๋ฅธ์ชฝ์ ๋นํด ๋์ฑ ๋๋๋ฌ์ง๊ฒ ๋ํ๋ด์ด ์ ์ฒด๊ฐ์ ๋๋ผ๊ฒ ํจ
35 36
Passive PolarizationPassive Polarization
GeoWall
37
Passive PolarizationPassive Polarization
IDesk4 โ Circular Polarization
38IDesk4 โ Linear Polarization
Linear PolarizationLinear Polarization
์์ฌ๊ธฐ ์ ๊ตฌ์์ ๋์ค๋ ๋น์ ๊ธฐ๋ณธ์ ์ผ๋ก ์ฐ๋๊ด์ (์ฆ, ๋ ๋ฐฉํฅ ์ง๋ํ๋ ๋น๋ค์ด ์์ฌ์์)๋ชจ๋ ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ง๋ํ๋ ๋น๋ค์ด ์์ฌ์์)
๋ ์ฆ ์์ ๋ถ์ฐฉ๋ ํธ๊ด ํํฐ (polarization filter)๋ ํ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ง๋ํ๋ ๋น๋ง์ ํต๊ณผ์ํด๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ง๋ํ๋ ๋น๋ง์ ํต๊ณผ์ํด
๋ ๊ฐ์ ํธ๊ด ํํฐ๊ฐ ๊ฐ๊ธฐ ํต๊ณผ์ํค๋ ๋น์ ์ง๋ ๋ฐฉํฅ์ด์๋ก ์ง๊ฐ์ (์ฆ, ์ผ์ชฝ ๋ ์ด๋ฏธ์ง๋ ์์ง, ์ค๋ฅธ ์ชฝ ๋์ ์ง๊ฐ์ (์ฆ, ์ผ์ชฝ ๋ ์ด๋ฏธ์ง๋ ์์ง, ๋ฅธ ์ชฝ ๋์ด๋ฏธ์ง๋ ์ํ์ผ๋ก ์๋ก ์ง๊ฐ์ด ๋๊ฒ ๊ตฌ์ฑํจ)
ํธ๊ด ์๊ฒฝ์๋ ๊ฐ์ ํธ๊ด ํํฐ๋ฅผ ๋ถ์ฐฉํ์ฌ ์ ์ฒด๋ฅผ ๋๋ผ๊ฒํจํจ
๋ฌธ์ : head-tilting problem
39
Circular PolarizationCircular Polarization
์ ํ ํธ๊ด (Linear polarization)์ 1/4 ํ์ฅ ์์์ฐจํ( d )๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ํ ํธ๊ด (Ci l(quarter-wave retarder)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ฉด ์ํ ํธ๊ด (Circular polarization)์ ๋ง๋ค ์ ์์
์ํ ํธ๊ด์ head-tilt problem๊ฐ ์์ ์ํ ํธ๊ด์ head-tilt problem๊ฐ ์์ ๋ฌธ์ : ๋ง์ ํ๋ก์ ์ ์คํฌ๋ฆฐ์ด ํธ๊ด์ ์๋ฉธ์ํค๋ ์ฌ์ง์;
๋ฐ์ฌ๊ฐ ํด ๋ ๊ฑฐ์ธ๋ ์ญ์ ํธ๊ด์ ์๋ฉธ์ํด; LCD๋๋ฐ์ฌ๊ฐ ํด ๋ ๊ฑฐ์ธ ์ญ์ ํธ๊ด์ ๋ฉธ์ํด; ๋๋ด๋ถ์ ์ผ๋ก ํธ๊ด์ ํฌ์ฌํจ
40
Active Shutter GlassesActive Shutter Glasses โActive stereoโ Liquid crystal lenses ์๊ฒฝ์ด ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ข,์ฐ ๋์ ๋ฐ๊ณ
์ด๋ก๊ฒ ํด์ ์ ์ฒด๊ฐ์ ๋๋ผ๊ฒ ํจ ์ด ์๊ฒฝ์ ๋น๋์ค ๋์คํ๋ ์ด์ ๋๊ธฐํ ์ด ์๊ฒฝ์ ๋น๋์ค ๋์คํ๋ ์ด์ ๋๊ธฐํ
(synchronized)๋์ด์ผ ํจ โ ์ผ์ชฝ ๋์ ํ์ ํ๋ ์์ ๋ณด๊ณ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋์ ์ง์ ํ๋ ์์ ๋ณด๊ฒ ํจ
๋๋ฌธ์ flickering์ ๋ง๊ธฐ ์ํด 90Hz ์ด์์ ๋งค์ฐ ๋น ๋ฅธ๋น๋์ค ํ๋ฉด ๊ฐฑ์ ๋ฅ (refresh rate)LCD ์ ํฐ๋ ๋น ๋ฅธ f ์ ์ ํฉํ์ง ๋ชปํ ์ผ LCD ํ๋ก์ ํฐ๋ ๋น ๋ฅธ frequency์ ์ ํฉํ์ง ๋ชปํ๊ณ , ์ผDLP ํ๋ก์ ํฐ๋ ๋น ๋ฅธ frequency๋ฅผ ์ง์ํ๋๋ก ํ๋ก๊ทธ๋จ๋์ง ์์๋์ง ์์
41
Auto-stereoscopicAuto stereoscopic
Auto-stereoscopic์ ๋ฌด์๊ฒฝ์ ์ ์ฒด์์ (Glass-free stereo)์ผ๋ก ์ฌ๋ฌ ์์ ์์ ๋ณธ ์ด๋ฏธ์ง๊ฐ ์์ง ์คํธ๋ฆฝ๋ค๋ก๋๋ ์ ธ์ ์ ๊ณต๋จA i Auto-stereoscopic Parallax barrier (์์ฐจ ๋ฐฐ๋ฆฌ์ด): Barrier strip (PHSCologram,
Synthagram etc) separate layer with strips that block all butSynthagram, etc) separate layer with strips that block all but one image from any viewpoint
Lenticular (๋ ํฐํ๋ฌ): lens like stripes Lenslet (๋ ์ฆ๋ ): Integral photograph or integram
3D displays (3์ฐจ์ ๋์คํ๋ ์ด)H l h (ํ๋ก๊ทธ๋ํฝ) Holography (ํ๋ก๊ทธ๋ํฝ)
Volumetric (๋ถํผ๋ฐฉ์) Stereoscopic: Active stereo (์กํฐ๋ธ ์ ํฐ ๋ฐฉ์) Passive stereo
42
Stereoscopic: Active stereo (์กํฐ๋ธ ์ ํฐ ๋ฐฉ์), Passive stereo (ํธ๊ด๋ฐฉ์), Autostereoscopic (๋ฌด์๊ฒฝ์)
HologramHologram
MARK-II @ MIT Media Lab
Volumetric DisplayVolumetric Display
Spinning Screen Display Slice-Stacking Display
Actuality Systems LightSpace Tech
Autostereo 3D DisplayAutostereo 3D Display
Philips, 42โ WOWvx 42-3D6C01-Lenticular, support for multiusers
Pavonine 17โโ/19โโ DimenPavonine, 17 /19 Dimen-Backlight switchable barrier
Sharp, Actius RD3D Notebook-Backlight switchable barrier
Autostereo 3D DisplayAutostereo 3D Display
Integral-Imaging System
Pickup Display
Pick up device
Lens array
Object
Lens array
Integrated imageDisplay panel
Parallax BarrierParallax Barrier
์ผ์ชฝ ์ด๋ฏธ์ง ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ด์ ์ค๊ณผ ์ค๋ฅธ์ชฝ ์ด๋ฏธ์ง ์ ๋ณด๋ฅผ ๋ด์์ค์ด ๊ต๋๋ก ๋ํ๋๋ฉด์ ํ๋์ 3์ฐจ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ๊ตฌ์ฑํจ
์์ง ์ฌ๋ฆฟ (Vertial slit)์ด ์๋ (๋ถํฌ๋ช ํ ์์ฌ์) ๋ฐฐ๋ฆฌ์ด์ค ๋ฆฝ (B i S i )์ ํต๊ณผํ๋ ๋น์ ์ผ์ชฝ ๋์ผ์คํธ๋ฆฝ (Barrier Strips)์ ํต๊ณผํ๋ ๋น์ ์ผ์ชฝ ๋์ผ๋ก๊ฐ๋ ์ด๋ฏธ์ง์ ์ค๋ฅธ์ชฝ ๋์ผ๋ก ๊ฐ๋ ์ด๋ฏธ์ง๋ก ๋ถํ ๋์ด์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์์์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์์
47
LenticularLenticular
๋ช ๊ฐ์ ์ด๋ฏธ์ง๋ฅผ ์์ง์ผ๋ก ์์ฃผ ์๊ฒ ๋ถํ ํ๊ณ ๋ถํ ๋์กฐ๊ฐ์ ํ๋์ฉ ๋์๊ฐ๋ฉด์ ๋ฐฐ์นํ ๋ค ๋ฐ ์ํตํ ๋ ์ฆ์์ง์ (Cylindrical lenses strips)๋ฅผ ํตํด์ 3์ฐจ์์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์์์ ์ฒด์ ์ผ๋ก ๋ณผ ์ ์์
48
LensletLenslet
๋ฐ ๊ตฌํ ๋ ์ฆ (Spherical lenses)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์์ง๊ณผ ์ํ์์ฐจ ์ด๋ฏธ์ง (Full parallax image)๋ฅผ ๋ง๋ค์ด์ค
49
ReferenceReference http://www.mlab.uiah.fi/nmc/stereo/masters/eng/vocabulary.html http://www 3dnshop com/dic/list php http://www.3dnshop.com/dic/list.php http://local.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/projection/caev/ http://web.cs.wpi.edu/~matt/courses/cs563/talks/stereohtml/stere
o htmlo.html James Helman SIGGRAPHโ93 Applied VR course notes Dennis Proffitts SIGGRAPHโ94 Developing Advanced VR
Applications course notesApplications course notes Lou Harrison SIGGRAPHโ97 Stereo Computer Graphics for Virtual
Reality notes http://www siggraph org/education/materials/HyperVis/virtual env/ http://www.siggraph.org/education/materials/HyperVis/virtual.env/
percept.iss/percept.htm http://www.wmin.ac.uk/ITRG/IS/DPI/HIW/Human%20Visual%20Syst
em.pdfem.pdf http://web.media.mit.edu/~halazar/autostereo/autostereo.html
50