التصوير المجسم

التصوير المجسم باستخدام منظار مجسم ثنائي العدسات، يوضح العدستين اللتين ينظر من خلالهما الشخص لرؤية صورة ثلاثية الأبعاد تتشكل خلفه
منظار ستيريو جيب مع صورة اختبار أصلية. يستخدمه الجيش لفحص أزواج الصور الجوية المجسمة .
منظر لمدينة بوسطن ، حوالي عام 1860 ؛ بطاقة مجسمة مبكرة لعرض مشهد من الطبيعة
يتكون جهاز كايزر بانوراما من جهاز عرض متعدد المحطات ومجموعات من الشرائح المجسمة. حصل على براءة اختراع من قبل أ. فورمان حوالي عام 1890. [ 1 ]

التصوير المجسم ، أو ما يُعرف أيضًا بالتصوير المجسم أو التصوير الاستريو ، هو عملية جعل الصور تبدو ثلاثية الأبعاد . يُعدّ التصوير المجسم ثنائي الرؤية النوع الأكثر شيوعًا، حيث يُنشئ إدراكًا جزئيًا للعمق في الصورة من خلال دمج صورتين ثنائيتي الأبعاد باستخدام التباين البصري . [ 2 ] [ 3 ] كلمة "التصوير المجسم" مشتقة من اليونانية القديمة στερεός ( stereós ) بمعنى " صلب، متين " و σκοπέω ( skopéō ) بمعنى " ينظر، يرى " . [ 4 ] [ 5 ] تُسمى أي صورة مجسمة "ستيريوجرام ". في الأصل، كان مصطلح "ستيريوجرام" يُشير إلى زوج من الصور ثنائية الأبعاد التي يُمكن رؤيتها باستخدام جهاز الاستريوسكوب.  

تُقدّم معظم طرق العرض المجسمة صورتين ثنائيتي الأبعاد للمشاهد. تُعرض الصورة اليسرى للعين اليسرى، والصورة اليمنى للعين اليمنى. عند المشاهدة، يُدرك الدماغ البشري الصورتين كصورة ثلاثية الأبعاد واحدة، مما يُعطي المشاهد إحساسًا بالعمق ثلاثي الأبعاد . مع ذلك، يفتقر هذا التأثير ثلاثي الأبعاد إلى عمق بؤري مناسب، مما يُؤدي إلى تضارب بين تقارب العينين وتكيفهما .

تتميز تقنية التجسيم عن الأنواع الأخرى من شاشات العرض ثلاثية الأبعاد التي تعرض صورة في ثلاثة أبعاد كاملة ، مما يسمح للمشاهد بزيادة المعلومات حول الأجسام ثلاثية الأبعاد المعروضة عن طريق حركات الرأس والعين .

خلفية

تُنشئ تقنية التصوير المجسم انطباعًا بالعمق ثلاثي الأبعاد. ويُعدّ التصوير المجسم ثنائي الرؤية النوع الأكثر شيوعًا، حيث يُنشئ هذا الانطباع من خلال زوج من الصور ثنائية الأبعاد. [ 2 ] [ 6 ] الرؤية البشرية، بما في ذلك إدراك العمق، عملية معقدة تبدأ باستقبال المعلومات البصرية عبر العينين؛ إذ تتم معالجة معظم هذه المعلومات في الدماغ، حيث يسعى إلى فهمها. ومن بين الوظائف التي يقوم بها الدماغ أثناء تفسيره لما تراه العينان، تقييم المسافات النسبية للأجسام من المُشاهد، بالإضافة إلى بُعد العمق لتلك الأجسام. وتشمل المؤشرات التي يستخدمها الدماغ لتقدير المسافات النسبية والعمق في المشهد المُدرَك ما يلي: [ 7 ]

  • التباين البصري - الاختلافات في الصور في كل عين ناتجة عن المسافة الأفقية بين العينين
  • التقارب
  • إقامة
  • الحجب (تداخل جسم مع آخر)
  • الزاوية البصرية المحصورة لجسم ذي حجم معروف
  • المنظور الخطي (تقارب الحواف المتوازية)
  • الوضع الرأسي (تميل الأشياء الأقرب إلى الأفق في المشهد إلى أن تُرى على أنها أبعد)
  • الضباب أو التباين، والتشبع، واللون، حيث ترتبط المسافة الأكبر عمومًا بضباب أكبر، وانخفاض التشبع، وتحول نحو اللون الأزرق
  • تغيير في حجم تفاصيل النمط المزخرف

(جميع الإشارات المذكورة أعلاه باستثناء أول ثلاث إشارات موجودة في الصور ثنائية الأبعاد التقليدية، مثل اللوحات والصور الفوتوغرافية والتلفزيون.) [ 8 ]

التصوير المجسم ثنائي الرؤية هو إنتاج انطباع العمق في صورة فوتوغرافية أو فيلم أو أي صورة أخرى من خلال عرض صورة مختلفة قليلاً لكل عين ، مما يضيف أولى هذه الإشارات ( الرؤية المجسمة ). ثم تُدمج الصورتان في الدماغ لإعطاء إدراك العمق. ولأن جميع النقاط في الصورة الناتجة عن التصوير المجسم تتركز على نفس المستوى بغض النظر عن عمقها في المشهد الأصلي، فإن الإشارة الثالثة، وهي التركيز، لا تتكرر، وبالتالي يكون وهم العمق غير مكتمل. هناك عنصران رئيسيان في التصوير المجسم غير طبيعيين للرؤية البشرية: (1) عدم التوافق بين التقارب والتكيف، الناتج عن الفرق بين الموضع المُدرك للجسم أمام أو خلف الشاشة أو الشاشة والمصدر الحقيقي لذلك الضوء؛ و(2) التداخل المحتمل بين العينين، الناتج عن عدم فصل الصور بشكل كامل في بعض طرق التصوير المجسم.

على الرغم من شيوع استخدام مصطلح "ثلاثي الأبعاد"، إلا أن عرض صورتين ثنائيتي الأبعاد يختلف اختلافًا جوهريًا عن عرض صورة ثلاثية الأبعاد كاملة باستخدام شاشة عرض حجمية ، أو إعادة إنشاء مجال ضوئي . ويكمن الاختلاف الأبرز في أنه في حالة شاشات العرض ثلاثية الأبعاد ثنائية الرؤية، لا تؤثر حركة رأس المشاهد وعينه على المعلومات المُستلمة حول الأجسام ثلاثية الأبعاد المعروضة. أما شاشات العرض الحجمية فلا تعاني من هذا القيد.

تستخدم معظم شاشات العرض ثلاثية الأبعاد طريقة العرض المجسم ثنائي الرؤية لنقل الصور. وقد اخترع هذه الطريقة لأول مرة السير تشارلز ويتستون عام 1838، [ 9 ] [ 10 ] وطوّرها السير ديفيد بريستر الذي صنع أول جهاز عرض ثلاثي الأبعاد محمول. [ 11 ]

منظار مجسم بمرآة ويتستون
منظار ستيريو من نوع بروستر، 1870

استخدم ويتستون في الأصل جهازه المجسم (وهو جهاز ضخم إلى حد ما) [ 12 ] مع الرسومات لأن التصوير الفوتوغرافي لم يكن متاحًا بعد، ومع ذلك يبدو أن ورقته الأصلية تتنبأ بتطوير طريقة تصوير واقعية: [ 13 ]

لأغراض التوضيح، استخدمتُ فقط أشكالًا تخطيطية، لأنه لو أُضيفت الظلال أو الألوان، لكان من الممكن افتراض أن التأثير ناتج كليًا أو جزئيًا عن هذه الظروف، بينما باستبعادها، لا مجال للشك في أن التأثير الكامل للتجسيم يعود إلى الإدراك المتزامن للإسقاطين أحاديي العين، أحدهما على كل شبكية. ولكن إذا لزم الأمر للحصول على أدقّ تشابه مع الأشياء الحقيقية، فيمكن استخدام الظلال والتلوين لتعزيز التأثيرات. إن الاهتمام الدقيق يمكّن الفنان من رسم وتلوين الصورتين المكونتين، بحيث تُظهران للمشاهد، في الإدراك الناتج، تطابقًا تامًا مع الشيء المُمثَّل. وهكذا، يمكن تمثيل الزهور، والبلورات، والتماثيل النصفية، والمزهريات، والآلات الموسيقية المختلفة، وما إلى ذلك، بحيث لا يمكن تمييزها بالعين المجردة عن الأشياء الحقيقية نفسها. [ 9 ]

تُستخدم تقنية التصوير المجسم في التصوير المساحي، كما تُستخدم لأغراض ترفيهية من خلال إنتاج الصور المجسمة. وتُفيد هذه التقنية في عرض الصور المُنشأة من مجموعات بيانات متعددة الأبعاد ضخمة ، مثل تلك المُنتجة من البيانات التجريبية. وقد تستخدم تقنيات التصوير الصناعي ثلاثي الأبعاد الحديثة الماسحات الضوئية ثلاثية الأبعاد للكشف عن المعلومات ثلاثية الأبعاد وتسجيلها. [ 14 ] ويمكن إعادة بناء معلومات العمق ثلاثية الأبعاد من صورتين باستخدام الحاسوب عن طريق ربط وحدات البكسل في الصورتين اليمنى واليسرى. [ 15 ] ويهدف حل مشكلة التطابق في مجال رؤية الحاسوب إلى استخلاص معلومات عمق ذات دلالة من صورتين.

المتطلبات البصرية

هناك ثلاثة مكونات للرؤية الثنائية تشارك في مشاهدة الصور المجسمة ذات المنظرين:

  1. الإدراك المتزامن
  2. الاندماج (الرؤية الثنائية "الأحادية")
  3. الرؤية المجسمة

تتطور هذه الوظائف في مرحلة الطفولة المبكرة. يعاني بعض الأشخاص المصابين بالحول من خلل في تطور الرؤية المجسمة، إلا أنه يمكن استخدام العلاج التقويمي البصري لتحسين الرؤية الثنائية . تحدد حدة الإبصار المجسم لدى الشخص [ 16 ] الحد الأدنى لاختلاف الصورة الذي يمكنه إدراكه كعمق. يُعتقد أن حوالي 12% من الناس غير قادرين على رؤية الصور ثلاثية الأبعاد بشكل صحيح، وذلك بسبب مجموعة متنوعة من الحالات الطبية. [ 17 ] [ 18 ] ووفقًا لتجربة أخرى، يعاني ما يصل إلى 30% من الناس من ضعف شديد في الرؤية المجسمة، مما يمنعهم من إدراك العمق بناءً على اختلاف الصور المجسمة. وهذا يُلغي أو يُقلل بشكل كبير من تأثيرات الانغماس في الرؤية المجسمة لديهم. [ 19 ]

سول ديفيس (نشط في ستينيات وسبعينيات القرن التاسع عشر)، الجسر المعلق الجديد، شلالات نياجرا، كندا، حوالي عام 1869 ، صورة مجسمة مطبوعة على ورق ألبومين، قسم مجموعات الصور ، مكتبة المعرض الوطني للفنون، واشنطن العاصمة

قد يُنشئ دماغ المشاهد رؤية مجسمة بشكل اصطناعي، كما يتضح من تأثير فان هير ، حيث يدرك الدماغ صورًا مجسمة حتى عندما تكون الصورتان متطابقتين. ينتج هذا "البعد الزائف" عن حدة الإبصار المجسم المتطورة في الدماغ، مما يسمح للمشاهد بتكوين معلومات معمقة حتى عندما تكون الإشارات ثلاثية الأبعاد قليلة أو معدومة في الصورتين.

جنباً إلى جنب

صورة مجسمة بعنوان " الطائر المبكر يصطاد الدودة "، نُشرت عام 1900 من قِبل شركة نورث ويسترن فيو في بارابو، ويسكونسن ، وتم ترميمها رقميًا.

تعتمد تقنية التصوير المجسم التقليدية على إنشاء صورة مجسمة ثنائية العينين، وهي عبارة عن وهم ثلاثي الأبعاد ينطلق من زوج من الصور ثنائية الأبعاد. وأسهل طريقة لتحسين إدراك العمق في الدماغ هي تزويد عيني المشاهد بصورتين مختلفتين، تمثلان منظورين لنفس الجسم، مع اختلاف طفيف يساوي أو يكاد يساوي المنظورين اللذين تستقبلهما كلتا العينين بشكل طبيعي في الرؤية الثنائية .

صورة مجسمة مزدوجة (أعلى) وصورة ثلاثية الأبعاد مركبة تلون إحدى الصورتين باللون الأحمر والأخرى باللون السماوي . يُنصح باستخدام نظارات ثلاثية الأبعاد حمراء سماوية لمشاهدة هذه الصورة بشكل صحيح.
زهرتان من زهرة الآلام الزرقاء (Passiflora caerulea) مرتبة كزوج من الصور المجسمة للعرض باستخدام طريقة العرض بالعينين المتقاطعتين (انظر العرض الحر).

لتجنب إجهاد العين وتشوهها، ينبغي عرض كلتا الصورتين ثنائيتي الأبعاد على المشاهد بحيث يرى أي جسم على مسافة لا نهائية وكأنه أمامه مباشرة، دون أن تتقاطع عينا المشاهد أو تتباعدا. وعندما لا تحتوي الصورة على أي جسم على مسافة لا نهائية، كالأفق أو السحابة، ينبغي تقريب الصورتين من بعضهما البعض تبعًا لذلك.

تتميز أجهزة العرض جنبًا إلى جنب بعدم انخفاض السطوع، مما يسمح بعرض الصور بدقة عالية جدًا وبألوان الطيف الكامل، بالإضافة إلى سهولة إنشائها، وقلة الحاجة إلى معالجة الصور الإضافية أو انعدامها. في بعض الحالات، كما هو الحال عند عرض زوج من الصور للمشاهدة المباشرة، لا حاجة إلى أي جهاز أو معدات بصرية إضافية.

تتمثل العيوب الرئيسية لأجهزة العرض المتجاورة في عدم جدوى عرض الصور الكبيرة، ومحدودية دقة الصورة بسبب ضعف قدرة جهاز العرض أو العين البشرية. فمع زيادة أبعاد الصورة، يجب على جهاز العرض أو المشاهد نفسه الابتعاد عنها بشكل متناسب لرؤيتها براحة. ولا يمكن الاقتراب من الصورة لرؤية المزيد من التفاصيل إلا باستخدام أجهزة عرض تتكيف مع هذا الفرق.

جهاز عرض العين المتقاطعة قابل للطباعة

المشاهدة المجانية

المشاهدة المجانية هي مشاهدة زوج من الصور جنبًا إلى جنب دون استخدام جهاز عرض. [ 3 ]

تتوفر طريقتان للمشاهدة الحرة: المشاهدة المتوازية والمشاهدة المتقاطعة. [ 16 ] [ 20 ]

  • تعتمد طريقة المشاهدة المتوازية على زوج من الصور، حيث تظهر صورة العين اليسرى على اليسار وصورة العين اليمنى على اليمين. تبدو الصورة ثلاثية الأبعاد المدمجة أكبر وأبعد من الصورتين الحقيقيتين، مما يُتيح محاكاة مشهد بالحجم الطبيعي بشكل مقنع. يحاول المشاهد النظر عبر الصورتين بعينين متوازيتين تقريبًا، كما لو كان ينظر إلى المشهد الحقيقي. قد يكون هذا صعبًا مع الرؤية الطبيعية لأن تركيز العين وتقاربها يتم تنسيقهما بشكل تلقائي. يتمثل أحد أساليب فصل هاتين الوظيفتين في مشاهدة زوج الصورتين عن قرب شديد مع إراحة العينين تمامًا، دون محاولة التركيز بوضوح، بل تحقيق دمج مجسم مريح للصورتين الضبابيتين من خلال أسلوب "النظر عبرهما"، وعندها فقط يُبذل الجهد لتركيزهما بشكل أوضح، مع زيادة مسافة المشاهدة حسب الحاجة. بغض النظر عن الأسلوب المُستخدم أو وسيط الصورة، من أجل مشاهدة مريحة ودقة مجسمة، يجب أن يكون حجم الصورتين والمسافة بينهما بحيث تكون النقاط المتناظرة للأجسام البعيدة جدًا في المشهد مفصولة بنفس المسافة بين عيني المشاهد، لا أكثر. يبلغ متوسط ​​المسافة بين العينين حوالي 63  ملم. من الممكن رؤية صور متباعدة بشكل أكبر، ولكن نظرًا لأن العينين لا تتباعدان أبدًا في الاستخدام العادي، فإن ذلك يتطلب عادةً بعض التدريب المسبق ويميل إلى التسبب في إجهاد العين.
  • تعتمد طريقة الرؤية المتقاطعة على تبديل صورتي العينين اليمنى واليسرى بحيث تُرى بشكل صحيح متقاطعة، حيث ترى العين اليسرى الصورة الموجودة على اليمين والعكس صحيح. تبدو الصورة ثلاثية الأبعاد المدمجة أصغر وأقرب من الصور الحقيقية، مما يجعل الأجسام والمشاهد الكبيرة تبدو مصغرة. عادةً ما تكون هذه الطريقة أسهل للمبتدئين في الرؤية الحرة. وللمساعدة في دمج الصورتين، يمكن وضع طرف الإصبع أسفل الخط الفاصل بينهما مباشرةً، ثم تقريبه ببطء نحو عيني المشاهد مع توجيه النظر نحو طرف الإصبع؛ عند مسافة معينة، ستبدو الصورة ثلاثية الأبعاد المدمجة وكأنها تحوم فوق الإصبع مباشرةً. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام قطعة من الورق بها فتحة صغيرة بنفس الطريقة؛ فعند وضعها بشكل صحيح بين الصورتين وعيني المشاهد، ستبدو وكأنها تؤطر صورة ثلاثية الأبعاد صغيرة.

يستخدم بعض مؤيدي الرؤية المتقاطعة نظارات موشورية ذاتية الحجب. تقلل هذه النظارات من درجة التقارب المطلوبة وتسمح بعرض صور كبيرة. مع ذلك، فإن أي وسيلة مساعدة على الرؤية تستخدم الموشورات أو المرايا أو العدسات للمساعدة في دمج الصور أو التركيز هي ببساطة نوع من أنواع المنظار المجسم، وهو ما يستثنيه التعريف المعتاد للرؤية الحرة.

يتطلب دمج صورتين منفصلتين بشكل مجسم دون استخدام مرايا أو موشورات ، مع الحفاظ على وضوحهما التام دون استخدام عدسات رؤية مناسبة، مزيجًا غير طبيعي من تقارب العينين وتكيفهما . لذا، لا يمكن للمشاهدة الحرة البسيطة محاكاة إشارات العمق الفسيولوجية لتجربة المشاهدة في العالم الحقيقي بدقة. وقد يختلف الأفراد في مدى سهولة وراحة دمج الصورتين والحصول على تركيز جيد، بالإضافة إلى اختلاف ميلهم إلى إجهاد العين.

صورة مجسمة تلقائية

الصورة المجسمة التلقائية هي صورة مجسمة أحادية (SIS)، مصممة لخلق وهم بصري لمشهد ثلاثي الأبعاد ( 3D ) داخل الدماغ البشري من صورة ثنائية الأبعاد خارجية . ولإدراك الأشكال ثلاثية الأبعاد في هذه الصور المجسمة التلقائية ، يجب التغلب على التنسيق التلقائي المعتاد بين التركيز والتقارب .

التصوير المجسم القائم على التباين

التصوير المجسم القائم على التباين هو أسلوب لمحاكاة تأثير الصورة المجسمة ثنائية العينين جزئيًا، باستخدام صورة ثنائية الأبعاد واحدة فقط، وذلك من خلال تباين الألوان . يتطلب إنشاء صورة مجسمة باستخدام هذه الطريقة استخدام صورتين أحاديتي اللون ، شبه شفافتين (إحداهما بلون أفتح من الأخرى)، موضوعتين فوق بعضهما البعض. مع أن هذه الطريقة لا تتطلب تغيير زاوية الرؤية ، إلا أنها لا تستطيع خلق وهم العمق إلا من زاوية رؤية محددة، ولا يمكنها محاكاة مشهد ثلاثي الأبعاد كامل كما تفعل الصورة المجسمة التلقائية.

جهاز التصوير المجسم وبطاقات التصوير المجسم

المجسمات الضوئية هي أجهزة عرض تُعرض فيها صورتان لنفس الجسم، مأخوذتان من زاويتين مختلفتين قليلاً، في آنٍ واحد، واحدة لكل عين. المجسم الضوئي البسيط محدود في حجم الصورة المعروضة. أما المجسم الضوئي الأكثر تعقيداً فيستخدم زوجاً من العدسات الأفقية الشبيهة بالمنظار ، مما يسمح بعرض صور أكبر تُظهر معلومات أكثر تفصيلاً في مجال رؤية أوسع. ويمكن شراء مجسمات ضوئية تاريخية، مثل مجسمات هولمز، كقطع أثرية.

تتكون البطاقة المجسمة من صورتين أو مطبوعتين متطابقتين تقريبًا على ورق، مثبتتين جنبًا إلى جنب على دعامة كرتونية صلبة. [ 21 ] ومع ذلك، قد تتخذ أيضًا شكل صور داجيرية، أو ألواح زجاجية سلبية، أو عمليات أخرى. [ 21 ] يمكن أن تكون دعامات البطاقات المجسمة زاهية الألوان مع طباعة زخرفية و/أو حدود مزخرفة، أو قد تكون باهتة وبسيطة وعملية المظهر. عادةً ما تكون الدعامات الملونة موحدة اللون، حيث يوجد نفس اللون على كلا جانبي البطاقة؛ ومع ذلك، يمكن أن تكون متعددة الألوان، حيث يوجد لون واحد على الجانب العلوي، ولون آخر على الجانب الخلفي. [ 22 ] قد تحتوي دعامات البطاقات المجسمة زاهية الألوان التي تم إنتاجها في القرن التاسع عشر على أصباغ سامة مثل الأخضر الزمردي أو الأخضر الباريسي . [ 22 ]

مشاهدو الشفافية

جهاز عرض View-Master موديل E من خمسينيات القرن العشرين

صُممت بعض المناظير المجسمة لعرض الصور الشفافة على الأفلام أو الزجاج، والمعروفة باسم الشرائح أو الشرائح الزجاجية . وكانت بعض أقدم الصور المجسمة، التي صدرت في خمسينيات القرن التاسع عشر، مطبوعة على الزجاج. في أوائل القرن العشرين، كانت الشرائح الزجاجية بأبعاد 45×107 مم و6×13 سم شائعة الاستخدام في التصوير المجسم للهواة، وخاصة في أوروبا. وفي السنوات اللاحقة، شاع استخدام العديد من الصيغ القائمة على الأفلام. ومن أشهر الصيغ التجارية للصور المجسمة المطبوعة على الأفلام: Tru-Vue ، الذي طُرح عام 1931، و View-Master ، الذي طُرح عام 1939 ولا يزال يُنتج حتى اليوم. أما بالنسبة للشرائح المجسمة للهواة، فإن صيغة Stereo Realist ، التي طُرحت عام 1947، هي الأكثر شيوعًا.  

شاشات مثبتة على الرأس

شاشة عرض مثبتة على الرأس مع مصدر فيديو منفصل معروض أمام كل عين لتحقيق تأثير مجسم.

يرتدي المستخدم عادةً خوذة أو نظارات مزودة بشاشتين صغيرتين من نوع LCD أو OLED مع عدسات مكبرة، واحدة لكل عين. يمكن استخدام هذه التقنية لعرض أفلام أو صور أو ألعاب مجسمة، كما يمكن استخدامها لإنشاء عرض افتراضي . يمكن أيضًا ربط شاشات العرض المثبتة على الرأس بأجهزة تتبع حركة الرأس، مما يسمح للمستخدم باستكشاف العالم الافتراضي بتحريك رأسه، ما يُغني عن الحاجة إلى وحدة تحكم منفصلة. يتطلب إجراء هذا التحديث بسرعة كافية لتجنب غثيان المستخدم معالجةً حاسوبيةً مكثفةً للصور. في حال استخدام استشعار الموقع بستة محاور (الاتجاه والموقع)، يمكن للمستخدم التحرك ضمن حدود الجهاز المستخدم. بفضل التطورات السريعة في رسومات الحاسوب واستمرار تصغير حجم أجهزة الفيديو وغيرها من المعدات، بدأت هذه الأجهزة بالتوفر بتكلفة معقولة.

يمكن استخدام نظارات مثبتة على الرأس أو قابلة للارتداء لعرض صورة شفافة مُدمجة مع المشهد الواقعي، مما يُنشئ ما يُعرف بالواقع المعزز . ويتم ذلك عن طريق عكس صور الفيديو عبر مرايا عاكسة جزئيًا، حيث يُرى المشهد الواقعي من خلال سطح المرايا العاكس. وقد استُخدمت أنظمة تجريبية في ألعاب الفيديو، حيث يُمكن للخصوم الافتراضيين الاختباء من النوافذ الحقيقية أثناء تحرك اللاعب. ومن المتوقع أن يكون لهذا النوع من الأنظمة تطبيقات واسعة في صيانة الأنظمة المعقدة، إذ يُمكنه منح الفني ما يُشبه "الرؤية بالأشعة السينية" من خلال دمج عرض رسومات الحاسوب للعناصر المخفية مع الرؤية الطبيعية للفني. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن إرسال البيانات الفنية والمخططات التوضيحية إلى هذا الجهاز نفسه، مما يُغني عن الحاجة إلى الحصول على المستندات الورقية الضخمة وحملها.

ومن المتوقع أيضاً أن يكون للرؤية المجسمة المعززة تطبيقات في الجراحة، حيث أنها تسمح بدمج البيانات الشعاعية ( التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي ) مع رؤية الجراح.

عارضات ثلاثية الأبعاد

توجد فئتان من تقنيات العرض ثلاثي الأبعاد، هما: النشطة والسلبية. تحتوي أجهزة العرض النشطة على إلكترونيات تتفاعل مع الشاشة. أما أجهزة العرض السلبية فتقوم بتصفية تدفقات مستمرة من المدخلات البصرية الثنائية للعين المناسبة.

نشيط

أنظمة الستائر

المبدأ الوظيفي لأنظمة الغالق النشط ثلاثية الأبعاد
زوج من نظارات الغالق البلورية السائلة المستخدمة لمشاهدة أفلام XpanD ثلاثية الأبعاد. الإطارات السميكة تخفي الإلكترونيات والبطاريات.

يعمل نظام الغالق عن طريق عرض الصورة المخصصة للعين اليسرى مع حجب رؤية العين اليمنى، ثم عرض صورة العين اليمنى مع حجب رؤية العين اليسرى، وتكرار هذه العملية بسرعة فائقة بحيث لا تؤثر الانقطاعات على اندماج الصورتين في صورة ثلاثية الأبعاد واحدة. ويستخدم هذا النظام عادةً نظارات مزودة بغالق من الكريستال السائل. تحتوي كل نظارة على طبقة من الكريستال السائل تتميز بخاصية التعتيم عند تطبيق جهد كهربائي، بينما تكون شفافة في الأحوال العادية. ويتم التحكم في النظارات بواسطة إشارة توقيت تسمح لها بالتعتيم بالتناوب على إحدى العينين، ثم الأخرى، بالتزامن مع معدل تحديث الشاشة. أما العيب الرئيسي للغالق النشط فهو أن معظم مقاطع الفيديو والأفلام ثلاثية الأبعاد تُصوَّر بعرض متزامن للعينين اليمنى واليسرى، مما يُحدث "اختلافًا زمنيًا" في الرؤية لأي شيء يتحرك جانبيًا: على سبيل المثال،  سيظهر شخص يمشي بسرعة 5.5 كم/ساعة أقرب بنسبة 20% أو أبعد بنسبة 25% في أحدث حالات العرض بتردد 60 هرتز.

سلبي

أنظمة الاستقطاب

نظارات RealD دائرية مستقطبة

لعرض الصور المتحركة المجسمة، تُسقط صورتان متراكبتان على نفس الشاشة باستخدام مرشحات استقطاب ، أو تُعرضان على شاشة مزودة بمرشحات استقطاب. وللعرض، تُستخدم شاشة فضية للحفاظ على الاستقطاب. في معظم الشاشات السلبية، يُستقطب صف واحد من كل صفين من البكسلات، أحدهما لإحدى العينين والآخر للأخرى. [ 23 ] تُعرف هذه الطريقة أيضًا بالتداخل. يرتدي المشاهد نظارات رخيصة الثمن تحتوي أيضًا على زوج من مرشحات الاستقطاب المتعاكسة. ولأن كل مرشح يسمح بمرور الضوء المستقطب بشكل مماثل فقط، ويحجب الضوء المستقطب بشكل معاكس، فإن كل عين ترى صورة واحدة فقط، وبذلك يتحقق التأثير المطلوب.

أنظمة ترشيح التداخل

تستخدم هذه التقنية أطوال موجية محددة من الأحمر والأخضر والأزرق للعين اليمنى، وأطوال موجية مختلفة من الأحمر والأخضر والأزرق للعين اليسرى. وتتيح النظارات التي تُصفّي هذه الأطوال الموجية المحددة لمرتديها رؤية صورة ثلاثية الأبعاد كاملة الألوان. تُعرف هذه التقنية أيضًا باسم ترشيح المشط الطيفي أو التصوير متعدد الأطوال الموجية أو الصورة المجسمة الفائقة . وتعتمد تقنية دولبي ثلاثية الأبعاد على هذا المبدأ. كما استخدم نظام أوميغا ثلاثي الأبعاد/ بانافيجين ثلاثي الأبعاد نسخةً مُحسّنة من هذه التقنية [ 24 ]. في يونيو 2012، أوقفت شركة DPVO Theatrical، التي سوّقت نظام أوميغا ثلاثي الأبعاد/بانافيجين ثلاثي الأبعاد نيابةً عن بانافيجين، إنتاج هذا النظام، مُعلّلةً ذلك بـ"الظروف الاقتصادية العالمية الصعبة وظروف سوق تقنية العرض ثلاثي الأبعاد".

أنظمة الألوان المجسمة

اختلاف إسقاطات الخط العمودي في التصوير المجسم وفقًا للمسافة بين اليسارZل{\displaystyle Z_{L}}والعين اليمنىZR{\displaystyle Z_{R}}- رسوم متحركة لمسافة الرؤيةد{\displaystyle d}
نظارات ثلاثية الأبعاد بتقنية الأناغليف

يُطلق مصطلح "التصوير ثلاثي الأبعاد المجسم" على التأثير ثلاثي الأبعاد المجسم الذي يتحقق من خلال ترميز صورة كل عين باستخدام مرشحات بألوان مختلفة (عادةً ما تكون متقابلة لونيًا)، كالأحمر والسماوي . يُستخدم مرشح الأحمر والسماوي لأن أنظمة معالجة الرؤية لدينا تستخدم مقارنات بين الأحمر والسماوي، بالإضافة إلى الأزرق والأصفر، لتحديد لون وحدود الأجسام. تحتوي صور التصوير ثلاثي الأبعاد المجسم على صورتين ملونتين مختلفتين، واحدة لكل عين. عند النظر إليها من خلال "نظارات التصوير المجسم المرمزة بالألوان"، تصل كل صورة من الصورتين إلى عين واحدة، لتكشف عن صورة مجسمة متكاملة. يقوم الفص البصري للدماغ بدمج هذه الصورة لتكوين إدراك لمشهد أو تكوين ثلاثي الأبعاد. [ 25 ]

نظام ChromaDepth

نظارات ChromaDepth ذات طبقة تشبه المنشور

تعتمد تقنية ChromaDepth من شركة American Paper Optics على حقيقة أن الموشور يفصل الألوان بدرجات متفاوتة. تحتوي نظارات ChromaDepth على رقائق رؤية خاصة، تتكون من موشورات متناهية الصغر. يؤدي ذلك إلى إزاحة الصورة بمقدار معين يعتمد على لونها. إذا استخدم الشخص رقاقة الموشور بعين واحدة دون الأخرى، فإن الصورتين المرئيتين  - بحسب اللون  - تكونان متباعدتين بدرجات متفاوتة. ينتج الدماغ الانطباع المكاني من هذا الاختلاف. تكمن ميزة هذه التقنية، قبل كل شيء، في إمكانية رؤية صور ChromaDepth بدون نظارات (وبالتالي ثنائية الأبعاد) دون أي مشكلة (على عكس تقنية الأناغليف ثنائية اللون). مع ذلك، فإن الألوان المتاحة محدودة، لأنها تحتوي على معلومات العمق في الصورة. إذا غيّر الشخص لون جسم ما، فإن المسافة المرئية له ستتغير أيضًا. [ 26 ]

طريقة بلفريش

تعتمد ظاهرة بولفريش على تباطؤ معالجة العين البشرية للصور في ظروف الإضاءة المنخفضة، كما هو الحال عند النظر عبر عدسة داكنة. [ 27 ] ولأن هذه الظاهرة تعتمد على الحركة في اتجاه معين لإحداث وهم العمق، فهي غير مجدية كتقنية تصوير مجسم عامة. فعلى سبيل المثال، لا يمكن استخدامها لإظهار جسم ثابت وكأنه يمتد داخل الشاشة أو خارجها؛ وبالمثل، لن تُرى الأجسام المتحركة عموديًا وكأنها تتحرك في العمق. كما أن الحركة العرضية للأجسام ستُحدث تشوهات زائفة، وستُعتبر هذه التشوهات عمقًا مصطنعًا لا علاقة له بالعمق الحقيقي في المشهد.

صيغة أعلى/أقل

جهاز عرض مجسم KMQ مزود بامتدادات بلاستيكية من openKMQ

تُحقق الرؤية المجسمة بوضع زوج من الصور فوق بعضهما. صُممت أجهزة عرض خاصة لتنسيق العرض المتراكب، حيث تميل الرؤية اليمنى قليلاً للأعلى واليسرى قليلاً للأسفل. يُعد جهاز View Magic الأكثر شيوعًا، وهو مزود بمرايا. ومن الأجهزة الأخرى المزودة بنظارات موشورية جهاز KMQ viewer . [ 28 ] ومن التطبيقات الحديثة لهذه التقنية مشروع openKMQ. [ 29 ]

طرق عرض أخرى بدون مشاهدين

التصوير المجسم التلقائي

يستخدم جهاز نينتندو 3DS تقنية التصوير المجسم التلقائي بحاجز التباين لعرض صورة ثلاثية الأبعاد.

تستخدم تقنيات العرض المجسم التلقائي مكونات بصرية مدمجة في الشاشة، بدلاً من أجهزة يرتديها المستخدم، لتمكين كل عين من رؤية صورة مختلفة. ولأنها لا تتطلب أي أجهزة على الرأس، تُعرف أيضاً باسم "العرض ثلاثي الأبعاد بدون نظارات". تقوم البصريات بتقسيم الصور بشكل اتجاهي إلى عيني المشاهد، لذا تتطلب هندسة العرض وضعيات محدودة للرأس لتحقيق التأثير المجسم. توفر شاشات العرض متعددة الرؤية التلقائية مناظر متعددة لنفس المشهد، بدلاً من منظرين فقط. كل منظر مرئي من نطاق مختلف من المواضع أمام الشاشة. وهذا يسمح للمشاهد بالتحرك يميناً ويساراً أمام الشاشة ورؤية المنظر الصحيح من أي موضع. تشمل هذه التقنية فئتين رئيسيتين من الشاشات: تلك التي تستخدم تتبع حركة الرأس لضمان رؤية كل عين من عيني المشاهد صورة مختلفة على الشاشة، وتلك التي تعرض مناظر متعددة بحيث لا تحتاج الشاشة إلى معرفة اتجاه نظر المشاهد. من أمثلة تقنية العرض المجسم التلقائي: العدسات المحدبة ، وحاجز اختلاف المنظر ، والعرض الحجمي ، والتصوير المجسم ثلاثي الأبعاد، وشاشات مجال الضوء .

التصوير المجسم

التصوير المجسم بالليزر ، في شكله الأصلي "النقي" المتمثل في الهولوغرام الضوئي ، هو التقنية الوحيدة التي تم ابتكارها حتى الآن والقادرة على إعادة إنتاج جسم أو مشهد بواقعية تامة، بحيث لا يمكن تمييز النسخة المُعاد إنتاجها عن الأصل بصريًا، في ظل ظروف الإضاءة الأصلية. فهو يُنشئ مجالًا ضوئيًا مطابقًا تمامًا للمجال المنبعث من المشهد الأصلي، مع اختلاف المنظر حول جميع المحاور وزاوية رؤية واسعة جدًا. تُركز العين بشكل تفاضلي على الأجسام على مسافات مختلفة، ويتم الحفاظ على تفاصيل الجسم حتى المستوى المجهري. التأثير يُشبه تمامًا النظر من خلال نافذة. لسوء الحظ، يتطلب هذا الشكل "النقي" أن يكون الجسم مضاءً بالليزر وثابتًا تمامًا - ضمن جزء ضئيل من طول موجة الضوء - أثناء التعريض الضوئي، ويجب استخدام ضوء الليزر لرؤية النتائج بشكل صحيح. لم يرَ معظم الناس هولوغرامًا ضوئيًا مُضاءً بالليزر من قبل. لقد أدت أنواع الصور المجسمة الشائعة إلى تدهور جودة الصورة بشكل خطير بحيث يمكن استخدام الضوء الأبيض العادي للعرض، ويتم اللجوء دائمًا تقريبًا إلى عمليات التصوير الوسيطة غير المجسمة كبديل لاستخدام أشعة الليزر النبضية القوية والخطيرة عند تصوير الكائنات الحية.

على الرغم من أن عمليات التصوير الفوتوغرافي الأصلية أثبتت عدم جدواها للاستخدام العام، فإن الجمع بين الصور المجسمة المولدة بواسطة الكمبيوتر (CGH) وشاشات العرض المجسمة الكهروضوئية، وكلاهما قيد التطوير منذ سنوات عديدة، لديه القدرة على تحويل حلم التلفزيون ثلاثي الأبعاد المجسم الذي دام نصف قرن إلى حقيقة واقعة؛ ومع ذلك، حتى الآن، فإن الكمية الكبيرة من الحسابات المطلوبة لإنشاء صورة مجسمة واحدة مفصلة، ​​وعرض النطاق الترددي الهائل المطلوب لنقل سلسلة منها، قد حصرت هذه التقنية في مختبرات الأبحاث.

شاشات عرض ثلاثية الأبعاد

تستخدم الشاشات ثلاثية الأبعاد آلية فيزيائية لعرض نقاط الضوء داخل حجم ثلاثي الأبعاد. وتستخدم هذه الشاشات وحدات فوكسل بدلاً من وحدات البكسل . تشمل الشاشات ثلاثية الأبعاد شاشات العرض متعددة المستويات، التي تتكون من عدة مستويات عرض متراصة، وشاشات العرض الدوارة، حيث تقوم لوحة دوارة بمسح حجم ثلاثي الأبعاد.

طُوّرت تقنيات أخرى لإسقاط نقاط ضوئية في الهواء فوق جهاز ما. يُركّز ليزر الأشعة تحت الحمراء على الهدف في الفضاء، مُولّداً فقاعة صغيرة من البلازما تُصدر ضوءاً مرئياً.

التصوير المتكامل

التصوير التكاملي هو تقنية لإنتاج شاشات عرض ثلاثية الأبعاد تجمع بين خاصيتي التجسيم التلقائي والتجسيم المتعدد ، ما يعني إمكانية مشاهدة الصورة ثلاثية الأبعاد دون الحاجة إلى نظارات خاصة، مع إمكانية رؤية جوانب مختلفة عند النظر إليها من زوايا مختلفة أفقيًا أو رأسيًا. ويتحقق ذلك باستخدام مصفوفة من العدسات المجهرية (شبيهة بالعدسة المحدبة ، ولكنها مصفوفة X - Y أو "عين الذبابة" حيث تُشكّل كل عدسة صغيرة عادةً صورتها الخاصة للمشهد دون مساعدة من عدسة موضوعية أكبر ) أو ثقوب دقيقة لالتقاط المشهد وعرضه كحقل ضوئي رباعي الأبعاد ، ما ينتج صورًا مجسمة تُظهر تغيرات واقعية في اختلاف المنظر والمنظور عند تحرك المشاهد يمينًا أو يسارًا أو لأعلى أو لأسفل أو للاقتراب أو الابتعاد.

قد لا يكون التصوير التكاملي من الناحية الفنية نوعًا من أنواع التصوير المجسم التلقائي، حيث أن التصوير المجسم التلقائي لا يزال يشير إلى توليد صورتين.

التصوير المجسم بالاهتزاز

تقنية التصوير المجسم المتذبذب هي أسلوب لعرض الصور يتم من خلال عرض جانبي الصورة المجسمة (اليسار واليمين) بالتناوب السريع. تتوفر هذه التقنية بصيغة GIF المتحركة على الإنترنت، ويمكن الاطلاع على أمثلة منها في مجموعة الصور المجسمة بمكتبة نيويورك العامة. مؤرشفة بتاريخ 25 مايو 2022 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .

تقنيات التصوير المجسم

كاميرا تلفزيون ستيريو حديثة

في التصوير المجسم للأغراض العامة، حيث يهدف إلى محاكاة الرؤية البشرية الطبيعية وإعطاء انطباع بصري أقرب ما يكون إلى الواقع، يكون خط الأساس الصحيح (المسافة بين موضع التقاط الصورتين اليمنى واليسرى) مساويًا للمسافة بين العينين. [ 30 ] عند مشاهدة الصور الملتقطة بهذا الخط باستخدام طريقة عرض تحاكي ظروف التقاط الصورة، تكون النتيجة صورة مشابهة إلى حد كبير لتلك التي تُرى في موقع التقاط الصورة. ويمكن وصف هذا النوع من التصوير بـ"التصوير المجسم المتعامد".

مع ذلك، توجد حالات قد يكون من المستحسن فيها استخدام خط أساس أطول أو أقصر. تشمل العوامل التي يجب مراعاتها طريقة المشاهدة المستخدمة والهدف من التقاط الصورة. ينطبق مفهوم خط الأساس أيضًا على فروع أخرى من التصوير المجسم، مثل الرسومات المجسمة والصور المجسمة المولدة بالحاسوب ، ولكنه يتعلق بوجهة النظر المختارة وليس بالمسافة الفيزيائية الفعلية بين الكاميرات أو العدسات.

نافذة ستيريو

يُعدّ مفهوم نافذة الستيريو بالغ الأهمية، إذ تمثل النافذة الصورة المجسمة للحدود الخارجية للمنظرين الأيمن والأيسر اللذين يُشكلان الصورة المجسمة. إذا وُضع أي جسم، محجوب بجوانب النافذة، أمامها، ينتج تأثير غير طبيعي وغير مرغوب فيه، ويُسمى هذا "انتهاك النافذة". يُمكن فهم هذا بشكل أفضل بالعودة إلى تشبيه النافذة الحقيقية. بالتالي، يوجد تناقض بين إشارتين مختلفتين للعمق: بعض عناصر الصورة مخفية خلف النافذة، فتبدو النافذة أقرب من هذه العناصر، والعكس صحيح. لذا، يجب دائمًا ضبط نافذة الستيريو لتجنب انتهاكات النافذة، ومنع إزعاج المشاهد الناتج عن تضارب إشارات العمق.

يمكن رؤية بعض الأجسام أمام النافذة، طالما أنها لا تصل إلى جوانبها. لكن لا يمكن رؤية هذه الأجسام قريبة جدًا، إذ يوجد دائمًا حدٌّ لنطاق اختلاف المنظر اللازم للرؤية المريحة.

عند مشاهدة مشهد من خلال نافذة، يكون المشهد بأكمله عادةً خلف النافذة (بافتراض الرؤية المتوازية، حيث ترى العين اليسرى الصور اليسرى والعكس صحيح). إذا كان المشهد بعيدًا، فسيكون على مسافة ما خلف النافذة؛ وإذا كان قريبًا، فسيبدو وكأنه خلف النافذة مباشرةً. حتى أن جسمًا أصغر من النافذة نفسها قد يمر عبرها ويظهر جزئيًا أو كليًا أمامها. وينطبق الأمر نفسه على جزء من جسم أكبر حجمًا أصغر من النافذة. والهدف من ضبط نافذة العرض المجسم هو محاكاة هذا التأثير.

لذا، يجب تعديل موضع النافذة بالنسبة للصورة ككل بحيث يُرى معظمها خلف النافذة. عند المشاهدة على تلفزيون ثلاثي الأبعاد، يُفضّل وضع النافذة أمام الصورة مباشرةً، بحيث تكون النافذة ضمن مستوى الشاشة.

على النقيض من ذلك، في حالة العرض على شاشة أكبر بكثير، يُفضّل وضع نافذة العرض أمام الشاشة مباشرةً (وتُسمى "النافذة العائمة")، بحيث يراها المشاهدون الجالسون في الصف الأول على بُعد مترين تقريبًا. وبالتالي، سيرى هؤلاء الأشخاص عادةً خلفية الصورة في اللانهاية. بالطبع، سيرى المشاهدون الجالسون في الخلف النافذة من مسافة أبعد، ولكن إذا تم إنتاج الصورة في ظروف طبيعية بحيث يرى مشاهدو الصف الأول هذه الخلفية في اللانهاية، فسيرى المشاهدون الآخرون الجالسون خلفهم هذه الخلفية أيضًا في اللانهاية، لأن اختلاف المنظر لهذه الخلفية يساوي متوسط ​​المسافة بين العينين لدى الإنسان.

يمكن تحريك المشهد بأكمله، بما في ذلك النافذة، للأمام أو للخلف في العمق، عن طريق تحريك صورتي العينين اليمنى واليسرى أفقيًا بالنسبة لبعضهما البعض. تحريك إحدى الصورتين أو كلتيهما بعيدًا عن المركز يُبعد المشهد بأكمله عن المشاهد، بينما تحريك إحدى الصورتين أو كلتيهما نحو المركز يُقرب المشهد بأكمله من المشاهد. هذا ممكن، على سبيل المثال، إذا تم استخدام جهازَي عرض لهذا الغرض.

في التصوير المجسم، يتم ضبط النافذة عن طريق تحريك/قص الصور، أما في أشكال التصوير المجسم الأخرى مثل الرسومات والصور المولدة بواسطة الكمبيوتر، فإن النافذة مدمجة في تصميم الصور أثناء إنشائها.

يمكن قص الصور بطريقة إبداعية لإنشاء نافذة مجسمة لا يشترط أن تكون مستطيلة أو مستوية تمامًا على خط نظر المشاهد. يمكن أن تكون حواف الإطار المجسم مستقيمة أو منحنية، وعند عرضها بتقنية ثلاثية الأبعاد، يمكن أن تتدفق باتجاه المشاهد أو بعيدًا عنه وعبر المشهد. تساعد هذه الإطارات المجسمة المصممة على إبراز عناصر معينة في الصورة المجسمة، أو يمكن أن تكون عنصرًا فنيًا فيها.

في طريقة العرض المتوازي الحر أو العرض ثلاثي الأبعاد بمساعدة النظارات/المنظار المجسم، قد تشير "انتهاكات النافذة" إلى الأجسام التي يتم اقتصاصها خارج مستوى التركيز أو الشاشة (كما لو كنت تنظر إلى جزء من جسم كبير يملأ نافذة ضيقة). مع ذلك، تشير معظم انتهاكات النافذة إلى الأجسام المعروضة من زاوية رؤية متقاطعة ("بروز" حيث يظهر الجسم قبل مستوى التركيز أو الشاشة؛ الصورة اليمنى للعين اليسرى والعكس صحيح)، حيث تبدو أجزاء من الجسم وكأنها مقتطعة فعليًا؛ تخيل جسمًا كبيرًا يمتد عبر نافذة صغيرة بحيث تكون حوافه مقطوعة حرفيًا. يُعد هذا انتهاكًا تقليديًا بالغ الأهمية للنافذة قبل النافذة (بين المشاهد والشاشة)، وهو الأكثر إرباكًا لأن أجزاء من الجسم البارز تبدو مفقودة، بدلًا من أن تكون مخفية فقط كما هو الحال مع الأجسام المعروضة بالتوازي خارج النافذة (العمق).

الاستخدامات

في حين أن الصور المجسمة تستخدم عادة للتسلية، بما في ذلك البطاقات المجسمة ، والأفلام ثلاثية الأبعاد ، والتلفزيون ثلاثي الأبعاد ، وألعاب الفيديو المجسمة ، [ 31 ] والمطبوعات باستخدام الصور المجسمة والصور والملصقات وكتب الصور المجسمة التلقائية ، إلا أن هناك استخدامات أخرى لهذه التقنية.

فن

ابتكر سلفادور دالي بعض الصور المجسمة الرائعة في استكشافه لمجموعة متنوعة من الخدع البصرية. ومن بين فناني الصور المجسمة الآخرين زوي بيلوف ، وكريستوفر شنيبرغر، وريبيكا هاكيمان، وويليام كينتريدج ، وجيم نوتن. [ 32 ] كما رُسمت صور مجسمة بتقنية الأناغليف باللونين الأحمر والأزرق السماوي يدويًا. [ 33 ] وقد تم استعراض الأبعاد الثقافية والتاريخية للتصوير المجسم في معرض "ثلاثي الأبعاد: الرؤية المزدوجة " (2018-2019) في متحف مقاطعة لوس أنجلوس للفنون ، والذي أشرفت عليه بريت سالفسن ، ووُصف بأنه أول استعراض شامل لتاريخ هذا الفن الممتد لما يقرب من مئتي عام في متحف فني في أمريكا الشمالية. [ 34 ]

تعليم

في القرن التاسع عشر، أُدرك أن الصور المجسمة تتيح للناس فرصة استكشاف أماكن وأشياء بعيدة، فأُنتجت العديد من مجموعات الجولات السياحية، ونُشرت كتبٌ تُتيح للناس التعرّف على الجغرافيا والعلوم والتاريخ وغيرها من المواضيع. [ 35 ] واستمرت هذه الاستخدامات حتى منتصف القرن العشرين، حيث أنتجت شركة كيستون فيو بطاقاتٍ حتى ستينيات القرن العشرين.

استكشاف الفضاء

هذه الصورة، الملتقطة في 8 يونيو 2004، مثال على صورة مجسمة مركبة تم إنشاؤها بواسطة كاميرا بانكام المجسمة على متن مركبة سبيريت ، إحدى مركبات استكشاف المريخ . يمكن مشاهدتها بتقنية التجسيم المجسم باستخدام نظارات مرشحة حمراء/زرقاء مناسبة. كما تتوفر نسخة ثنائية الأبعاد . الصورة مقدمة من وكالة ناسا/مختبر الدفع النفاث التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. يُنصح باستخدام نظارات ثلاثية الأبعاد حمراء/زرقاء لمشاهدة هذه الصورة بشكل صحيح.

تم تجهيز مركبات استكشاف المريخ ، التي أطلقتها وكالة ناسا في عام 2003 لاستكشاف سطح المريخ ، بكاميرات فريدة تسمح للباحثين بمشاهدة صور مجسمة لسطح المريخ.

تقع الكاميرتان اللتان تشكلان نظام Pancam الخاص بكل مركبة جوالة على ارتفاع 1.5 متر فوق سطح الأرض، وتفصل بينهما مسافة 30  سم، مع زاوية ميل داخلية مقدارها درجة واحدة. يسمح هذا بتحويل أزواج الصور إلى صور مجسمة ذات فائدة علمية، والتي يمكن عرضها كصور مجسمة ثلاثية الأبعاد، أو صور مجسمة ضوئية، أو معالجتها لتصبح صورًا حاسوبية ثلاثية الأبعاد. [ 36 ]

صورة مجسمة متقاطعة العينين لتصوير فني للنظام الشمسي والمجرات القريبة

تُتيح القدرة على إنشاء صور ثلاثية الأبعاد واقعية باستخدام كاميرتين على ارتفاع يُقارب ارتفاع الإنسان للباحثين فهمًا أعمق لطبيعة المناظر الطبيعية التي يتم رصدها. في البيئات الخالية من الأجواء الضبابية أو المعالم المألوفة، يعتمد البشر على المؤشرات المجسمة لتقدير المسافة. ولذلك، يصعب تفسير الصور الملتقطة بكاميرا واحدة. تعالج أنظمة التصوير المجسم متعددة الكاميرات، مثل نظام بانكام، هذه المشكلة في استكشاف الفضاء غير المأهول.

الاستخدامات السريرية

يستخدم أخصائيو البصريات وأطباء العيون وأخصائيو تقويم البصر ومعالجو الرؤية بطاقات الصور المجسمة والرسوم البيانية في تشخيص وعلاج اضطرابات الرؤية الثنائية والتكيف البصري . [ 37 ]

الاستخدامات الرياضية والعلمية والهندسية

صورة مجسمة لعقدة ثلاثية الفصوص ، تم إنشاؤها بواسطة امتداد mpl_stereo [ 38 ] لمكتبة الرسم البياني مفتوحة المصدر Matplotlib . يسمح التأثير المجسم برؤية البنية ثلاثية الأبعاد المخفية.

وفرت الصور المجسمة وسيلةً لعرض الصور الجوية ثلاثية الأبعاد ؛ ومنذ عام 2000 تقريبًا، أصبحت الصور الجوية ثلاثية الأبعاد تعتمد بشكل أساسي على تقنيات التصوير المجسم الرقمي. ومن المشكلات المتعلقة بالصور المجسمة حجم المساحة التخزينية اللازمة لحفظ هذه الملفات، إذ تتطلب الصورة المجسمة عادةً ضعف مساحة الصورة العادية. وقد سعى علماء رؤية الحاسوب مؤخرًا إلى إيجاد تقنيات لمعالجة التكرار البصري في الصور المجسمة بهدف إنشاء نسخ مضغوطة منها. [ 39 ] [ 40 ] ويستخدم رسامو الخرائط اليوم برامج حاسوبية لإنشاء الصور المجسمة بهدف عرض التضاريس ثلاثية الأبعاد. [ 41 ] ويعتمد العرض المجسم المحوسب على برامج مطابقة الصور المجسمة. [ 42 ] وفي علم الأحياء والكيمياء، غالبًا ما تُعرض التراكيب الجزيئية المعقدة في صور مجسمة. يمكن تطبيق نفس الأسلوب أيضًا على أي معلمة رياضية (أو علمية أو هندسية) تكون دالة لمتغيرين، على الرغم من أنه في هذه الحالات يكون من الشائع أكثر إنشاء تأثير ثلاثي الأبعاد باستخدام شبكة "مشوهة" أو تظليل (كما لو كان من مصدر ضوء بعيد).

ألعاب الفيديو

استخدمت العديد من ألعاب الفيديو في العقد الماضي تقنية العرض المجسم، ومن أبرزها لعبة توب سبين 4. إلا أن هذه التقنية أصبحت أقل انتشاراً اليوم، حيث تفضل معظم شركات ألعاب الفيديو تطوير ألعابها باستخدام تقنية الواقع الافتراضي.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "بانوراما القيصر (الإمبراطور)" . 9 يونيو 2012.
  2. 1 2 هوليمان، نيكولاس س.؛ دودجسون، نيل أ.؛ فافالورا، جريج إي.؛ بوكيت، لاكلان (يونيو 2011). "شاشات العرض ثلاثية الأبعاد: مراجعة وتحليل التطبيقات" (ملف PDF) . معاملات IEEE في البث . 57 (2): 362-371 . doi : 10.1109/TBC.2011.2130930 .
  3. ١ ٢ المنهج المنطقي لرؤية الصور ثلاثية الأبعاد . www.vision3d.com من شبكة أخصائيي البصريات. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢١ أغسطس ٢٠٠٩.
  4. ^ στερεός Tufts.edu ، هنري جورج ليدل، روبرت سكوت، معجم يوناني إنجليزي ، في مكتبة بيرسيوس الرقمية
  5. σκοπέω ، هنري جورج ليدل، روبرت سكوت، معجم يوناني-إنجليزي ، على مكتبة بيرسيوس الرقمية
  6. تمارين في ثلاثة أبعاد: حول الأبعاد الثلاثة ، توم لينكولن، 2011
  7. محاكاة الطيران ، جيه إم رولف وكيه جيه ستابلز، مطبعة جامعة كامبريدج ، 1986، صفحة 134
  8. تمارين في ثلاثة أبعاد ، توم لينكولن، 2011
  9. ١ ٢ مساهمات في فسيولوجيا الرؤية - الجزء الأول. حول بعض الظواهر اللافتة للنظر، والتي لم يسبق رصدها، للرؤية الثنائية. بقلم تشارلز ويتستون، زميل الجمعية الملكية، أستاذ الفلسفة التجريبية في كلية كينجز، لندن. Stereoscopy.com
  10. ويلينغ، ويليام. التصوير الفوتوغرافي في أمريكا، صفحة 23
  11. الاتحاد الدولي للتصوير المجسم، 2006، "التصوير المجسم"، الأعداد 65-72، ص 18
  12. دليل الواقعية المجسمة ، ص 375.
  13. دليل الواقعية المجسمة ، الصفحات 377-379.
  14. ^ فاي هوانغ، رينهارد كليت، وكارستن شيبي: التصوير البانورامي (كاميرات الاستشعار الخطية وأجهزة تحديد المدى بالليزر). وايلي وأولاده، تشيتشيستر، 2008
  15. دورنايكا، ف.؛ حمودي، ك. (2009). استخراج نماذج المباني متعددة الأوجه ثلاثية الأبعاد من الصور الجوية باستخدام نهج مباشر وبدون ميزات (ملف PDF) . تطبيقات رؤية الآلة . المجلد. وقائع المؤتمر الدولي للتعرف على الأنماط/تطبيقات رؤية الآلة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 سبتمبر 2010 . 
  16. 1 2 كيفية عرض الصور المجسمة (ثلاثية الأبعاد) مجانًا . غريغ إيركر. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2009.
  17. "مؤسسة رعاية العيون" . مؤسسة رعاية العيون. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 29 مارس 2012 .
  18. صحيفة "ديلي تلغراف" . صحيفة ديلي تلغراف . 13 يوليو 2010. مؤرشفة من الأصل في 12 يناير 2022. تم الاطلاع عليها في 29 مارس 2012 .
  19. "فهم متطلبات الفيديو ثلاثي الأبعاد عالي الجودة: اختبار في الإدراك المجسم" . 3droundabout.com. ١٩ ديسمبر ٢٠١١. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٩ مارس ٢٠١٢ .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  20. كيفية عرض الصور على هذا الموقع . التصوير المجسم - العالم ثلاثي الأبعاد. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢١ أغسطس ٢٠٠٩.
  21. 1 2 "مجموعة: بطاقات الصور المجسمة: حول هذه المجموعة" . مكتبة الكونغرس . 17 يونيو 2025. تم الاطلاع عليه في 17 يونيو 2025 .
  22. 1 2 بيل، كيم؛ وكانهام، روبن (2025). "السمية ثلاثية الأبعاد: تحليل الأشعة السينية الفلورية للكشف عن وجود المعادن الثقيلة في مجموعة صور مجسمة تاريخية في مكتبة جامعة كوينز، كندا" . دراسات في الحفظ . 0 : 1-16 . doi : 10.1080/00393630.2025.2450976 . ISSN 0039-3630 . 
  23. تسينغ، بيل؛ أناستاسيو، ديميتريس. "ترميز الفيديو المتوافق للتسلسلات المجسمة باستخدام قابلية التوسع والبنية المتداخلة لـ MPEG-2" (ملف PDF) . جامعة كولومبيا . تاريخ الاسترجاع: 8 يوليو 2014 .
  24. "الرؤية هي التصديق"؛ تكنولوجيا السينما، المجلد 24، العدد 1، مارس 2011
  25. "تمارين في ثلاثة أبعاد: حول الأبعاد الثلاثية" .
  26. بيلي، مايك. "معرض التصور العلمي لتقنية كروما ديبث بجامعة ولاية أوهايو" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مارس 2024 .
  27. أودوهيرتي، م؛ فليتكروفت، د.إ. (1 أغسطس 2007). "عرض غير معتاد لالتهاب العصب البصري وظاهرة بولفريش" . مجلة علم الأعصاب وجراحة الأعصاب والطب النفسي . 78 (8): 906-907 . doi : 10.1136/jnnp.2006.094771 . ISSN 0022-3050 . PMC 2117749. PMID 17635984 .   
  28. "المصطلحات" . 8 يونيو 2012.
  29. "openKMQ" . 8 يونيو 2012. مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2009.
  30. دكتور تي (25 فبراير 2008). "دكتور تي" . Drt3d.blogspot.com . تم الاطلاع عليه في 4 مارس 2012 .
  31. بانكس، مارتن س.؛ ريد، جيني ر.؛ أليسون، روبرت س.؛ وات، سيمون ج. (يونيو 2011). "التصوير المجسم والجهاز البصري البشري". المؤتمر الدولي السنوي الثاني لجمعية مهندسي الصور المتحركة والتلفزيون (SMPTE) حول التصوير المجسم ثلاثي الأبعاد للإعلام والترفيه . مجلة SMPTE للتصوير المتحرك. المجلد 121. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: IEEE. الصفحات 2-31 . doi : 10.5594/M001418 . ISBN   9781614829515. PMC 3490636 . PMID 23144596 .  
  32. هوريبوتشي، س. (1994). سلفادور دالي: فنان الصور المجسمة. في هوريبوتشي، س. (محرر)، الصور المجسمة (ص 9، ص 42). سان فرانسيسكو: كادنس بوكس. ISBN 0-929279-85-9
  33. "توم لينكولن - تمارين في ثلاثة أبعاد" .
  34. ^ هدسون ، سوزان (ديسمبر 2018). "ثلاثية الأبعاد: رؤية مزدوجة" . منتدى الفن . 57 (4).
  35. جامعة فيرجينيا، المنظار المجسم في أمريكا ، تم الاطلاع عليه في 21 مارس 2009.
  36. "موجز تقني عن بانكام" (ملف PDF) . جامعة كورنيل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2006 .
  37. بارتيس، دكتوراه في طب العيون، مايكل (25 يناير 2005). "قصور التقارب" . موقع WebMD . تم الاطلاع عليه في 30 يونيو 2006 .
  38. شامبو، سكوت (17 يناير 2024)، scottshambaugh/mpl_stereo ، تم الاطلاع عليه في 17 يناير 2024
  39. "خوارزمية لضغط الصور المجسمة" .
  40. ^ أورتيس ، اليساندرو. روندو، فرانشيسكو؛ دي جيوري، جوزيبي؛ باتياتو، سيباستيانو (2013). "الضغط التكيفي للصور المجسمة" (PDF) . تحليل ومعالجة الصور – ICIAP 2013 . ملاحظات محاضرة في علوم الكمبيوتر. المجلد. 8156. الصفحات من 391 إلى 399. دوى : 10.1007/978-3-642-41181-6_40 . رقم ISBN   978-3-642-41180-9. S2CID 13274055 . 
  41. ديفيد ف. واتسون (1992). رسم الخطوط الكنتورية: دليل لتحليل وعرض البيانات المكانية (مع برامج على قرص مرن). في: دانيال ف. ميريام (محرر)؛ أساليب الحاسوب في علوم الأرض؛ بيرغامون / إلسيفير ساينس، أمستردام؛ 321 صفحة. ISBN 0-08-040286-0
  42. راينهارد كليت (2014). "الرؤية الحاسوبية الموجزة" (انظر الفصل 8 للمطابقة المجسمة). سبرينغر، لندن؛ 429 صفحة. ISBN 978-1-4471-6319-0

فهرس

  • سيمونز، جوردون (مارس-أبريل 1996). "كلارنس ج. هينينج: الرجل وراء الماكرو". عالم ستيريو . 23 (1): 37-43 .
  • ويلك، مارك أ.؛ زاكوفسكي، رون (مارس-أبريل 1996). "نظرة فاحصة على نظام ستيريو الواقعي الكلي". عالم الستيريو . 23 (1): 14-35 .
  • مورغان، ويلارد د.؛ ليستر، هنري م. (أكتوبر 1954). دليل الواقعية المجسمة . و14 مساهمًا. نيويورك: مورغان وليستر. رمز Bibcode : 1954srm..book.....M . OCLC 789470 . 

للمزيد من القراءة

  • سكوت ب. شتاينمان، باربرا أ. شتاينمان، ورالف فيليب غارسيا. (2000). أسس الرؤية الثنائية: منظور سريري . ماكجرو هيل الطبية. ISBN 0-8385-2670-5
  • سالفيسين، بريت، وآخرون. ثلاثي الأبعاد: رؤية مزدوجة . لوس أنجلوس؛ ميونيخ: متحف مقاطعة لوس أنجلوس للفنون؛ كتب ديلمونيكو/بريستيل، 2018. ISBN 9783791356686

المجموعات الأرشيفية

آخر