立体视觉的秘密 | 创客达芬奇
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大家都去过电影院看过3D电影吗?在看3D电影的时候你需要领取一副3D眼镜,你就可以发现电影里的画面如同真实般的浮现在你的眼前。

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但你知道3D眼镜为什么能够达到这种效果呢?对了,是因为我们营造了立体视觉,3D眼镜欺骗了我们的大脑,把屏幕上的东西认为是立体的。


什么是立体视觉呢?简单来说,立体视觉是指通过双眼视觉获得可见对象的深度和距离的过程。

我们有两个眼睛,眼睛从不同的位置接收物体产生的光线,就形成了视差。双眼视觉形成的视差可以辅助产生精细的深度知觉,进而产生立体视觉。

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我们可以用一个非常简单的实验来验证这种现象。首先,盯着你附近的一个物体,然后用手遮掉一只眼睛,交替遮掉另一只眼睛,你看到的物体的角度是一样吗?

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这样你就可以感受到视差的存在了。


除了3D眼镜,我们还可以用什么方式营造立体视觉呢?接下来,创客达芬奇用三个方法和若干例子,带你看看营造立体视觉的各种方式。


方法一:视觉陷阱

制造视觉陷阱的方法有很多,比如下面这个“跟着你动的眼睛”的制作,就是这么一个案例。

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这是科技学堂网站的课程《小实验大科学:未成年人科普50例》的案例。首先我们要准备一个面具,在面具后方一定的距离准备一张纸条,在纸条上画上两个眼睛,你就可以做一个跟随你的眼睛了。

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另一个制造视觉陷阱的就是浮动方块了。它利用半个立方体欺骗你的大脑,让你误以为是一个浮动的立方体。

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与之相似的还有盯着你看的小恐龙,同样也是利用半个立方体来欺骗大脑


视觉陷阱经常被用于艺术创作中,比如街头艺术的立体画,就是用到了视觉陷阱的原理。

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不要以为立体画只有现在才有哦,早在巴洛克时期就有立体画了。比如下面这幅是文艺复兴画家汉斯·荷尔拜因的代表作《大使们》,从画的侧面看,你能发现一个用视觉陷阱画成的骷髅。

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此外还有让画面人物逃出画框的画法,也是用到了视觉陷阱。用立体视觉让人物扑面而出,比如十九世纪卡索的这幅《潜逃》

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用同样的原理,我们还可以在普通的电影画面中加上两条白线,产生一个类似画框的效果,让画面突出画框,形成立体视觉。

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方法二:全息投影

第二种方法是利用全息投影的方法,利用多光源的干涉和衍射制作出来的立体效果。目前全息投影的技术还没完全成熟,不过我们可以通过制作“伪全息投影”来欺骗眼睛,获得立体视觉。

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这是一个利用四块亚克力板和一个手机投影做成的“伪全息投影”,这种方法常用语商品展示中,你自己也可以做一个,换一个角度看是这样子的。

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第三种方法:产生视差

第三种方法,就是让我们的两个眼睛看到不同的画面,让眼睛误以为产生视差,从而达到立体视觉的效果。我们熟悉的3D眼镜、VR眼镜就是利用这种原理。


3D眼镜分为两种:色差式眼镜和偏振式眼镜。它们都是让左右眼屏蔽一部分光,从而欺骗眼睛看到两种不同的图像,进而产生视差。

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它们的屏蔽方式不一样,色差式是利用不同的镜片颜色来屏蔽光线;偏振式是利用两个互相垂直的偏振片来屏蔽某个方向的光。

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下次去看3D电影的时候,看看你拿到的是色差式还是偏振式的眼镜。


而VR眼镜用的也是类似的原理,只不过它直接分别在两只眼睛前面显示不同的画面,从而产生视差,欺骗了你的眼睛。

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你甚至可以在网上下载图纸,自己动手制作一个VR眼镜。

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伊娃老师在《我爱绿色生活:2017青少年科学调查体验活动慕课》课程中也只做了一个VR眼镜,看看她是怎么做的吧。


总结一下,我们现在认识了三种制造立体视觉的方法,分别是视觉陷阱、全息投影和产生视差。你还有怎么样的方法产生立体视觉呢,跟我们分享一下吧。

投稿邮箱:info@makerclass.cn
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