Visualização 3D Prof. Dr. Annibal Hetem Jr.

Objetivo O objetivo de se usar Visão 3D em Realidade Virtual é garantir (e facilitar) a imersão.

VISÃO ESTÉREO A Visão Estéreo é uma das principais informações de profundidade na visão do ser humano. A Visão Estéreo tem este nome por precisar do uso de ambos os olhos. Assim como a audição estéreo requer ambos os ouvidos.

Visão Estéreo x Visão 3D Popularmente a visão estéreo é chamada de visão 3D. No entanto, existem visões 3D que não são estéreo (próximo slide), portanto a nomenclatura correta é Estéreo.

Dispositivos de Visualização Óculos Head Mounted Display (HMD) Workstation Workbench Projeção frontal em tela plana Projeção frontal em tela curva Projeção por trás em tela plana Cave

Óculos

HEAD MOUNTED DISPLAY

Workstation Para uma pessoa

Workbench Para pequenos grupos de pessoas

Projeção frontal em tela plana Sala de visualização da Engenharia PUC-Rio

Projeção frontal em tela curva Para grandes grupos

Projeção frontal em tela curva Edise Texaco

Projeção por trás em tela plana (back projection)

CAVE (projeção por trás em todas as paredes) (grupos pequenos)

CAVE

Criação de imagens estereoscópicas Um desafio teórico e tecnológico

Sobreposição estereoscópica

Percepção em 3D Os olhos humanos permitem que o cérebro interprete as imagens 2D recebidas de forma a reconstruir um modelo tridimensional 3D.

1. Conjunção de duas imagens Cada olho recebe uma visão obtida de ângulos diferentes da paisagem observada.

2. Foco Os cristalinos adaptam sua forma de maneira a se ajustar à distância focal dos objetos. Sensação de profundidade.

3. Centro visual A região do cérebro destinada à visão gera uma interpretação (na qual são consideradas também as posições relativas de partes do corpo) do ambiente 3D observado.

brainsinsilicon/paul_bio.html

Imagens 2D interpretadas como 3D

Objetos 3D vistos como imagens 2D As imagens 3D são na verdade projeções em 2D de objetos 3D.

Métodos baseados em projeções Faz-se uma projeção de todos os vértices do objeto em um plano (que representa a retina).

Equivale ao que o olho vê. Pontos a distancias diferentes devem apresentar focos diferentes. A imagem resultante

Formulação do algoritmo

Duas rotações: A primeira operação é calcular o sistema de coordenadas relativas associado com a projeção Pode haver vários "i, mas apenas um "n. A rotação é determinada pelo plano que contém "n" e "i". "j" faz parte da base ortonormal, mas não faz parte dos objetos.

A' representa o ponto A rotacionado Com A', e o sistema de coordenadas associado ao plano, calcula-se a posição do novo ponto no plano de projeção.

O Método stéreo Aplica-se o algoritmo duas vezes (uma para cada olho). O resultado são duas imagens, que podem ser combinadas

Dicas As linhas que ligam cada olho ao objeto definem um plano. Este plano é que determina o sistema de coordenadas das projeções.