Optische illusies: 3D-beelden


Optische illusies
Verkenning en verklaring van een intrigerend verschijnsel
VII. 3D-beelden

De mens dankt zijn 3D-zicht aan twee eigenschappen van zijn ogen:

  • Ze zijn aan de voorzijde van je aangezicht geplaatst, waardoor ze in dezelfde richting kijken. Bij bijvoorbeeld paarden en runderen staan de ogen meer aan de zijkant: daardoor hebben zij een groter zichtbereik, wat echter ten koste gaat van ‘stereo’zicht.
  • Ze staan ongeveer 6,5-7 cm uit mekaar, waardoor elk van hen een net wat ander beeld registreert: parallax-effect. De interpretatie van die kleine verschillen leidt ertoe dat je de wereld rondom jou ziet in drie dimensies.
  • Bij voorwerpen op korte afstand (1-2 m) voelen je hersenen de convergentie van je ogen dankzij zenuwen in de oogspieren.
  • Bij voorwerpen tot een afstand van zo’n 15 m, detecteren je hersenen het verschil in het op de retina geprojecteerde beeld.
  • Andere informatie die een rol speelt bij het stereoscopisch zicht zijn onder andere: de gepercipieerde grootte van voorwerpen, klassiek perspectief: de met toenemende afstand convergerende lijnen, kleurdesaturatie en het verzachten van de helderheid naarmate de afstand toeneemt, schaduwen: een gebrek aan schaduw doet een voorwerp onnatuurlijk overkomen, bewegingsparallax: voorwerpen dichtbij veranderen sneller van positie ten opzichte van de achtergrond dan voorwerpen die verder weg staan, …

Op een (twee-dimensionele) afbeelding vervalt dit effect, omdat alles wordt weergegeven in één vlak.
Door twee twee-dimensionele beelden echter op een bepaalde en specifieke manier met mekaar te combineren, is het mogelijk om de idee (illusie) van diepte op te roepen.

Gekruiste, convergerende oogbollen

Ga recht voor het onderstaande beeld zitten.
Kijk naar het beeld, zonder je hoofd te bewegen of je ogen rond te laten dwalen.
Kruis nu je ogen (kijk scheel) totdat de twee vierkanten er vier zijn geworden.
Verminder vervolgens de kruising totdat de twee middelste vierkanten samensmelten tot één beeld: je zal merken dat de verticale staaf zich duidelijk voor het witte vierkant bevindt.

Patrick Verbessem - Business Visualisation - optische illusies

Patrick Verbessem - Business Visualisation - optische illusies

(klik op de foto om ze te vergroten)

Patrick Verbessem - Business Visualisation - optische illusies

(klik op de foto om ze te vergroten)

Divergerende oogbollen

Het valt niet iedereen even gemakkelijk om zijn ogen te kruisen (convergentie van de oogballen).
Er zijn dan ook in de loop der jaren heel wat hulpmiddeltjes ontwikkeld om stereoscopische beelden te bekijken. Deze werkten op het principe van divergentie van de oogbollen.

In het midden van de 19de eeuw hoorde een (Holmes-)stereoscoop bij de basisuitrusting van elk zich respecterend gezin.
Vandaag de dag zijn deze toestelletjes nog nagenoeg enkel terug te vinden in speelgoedwinkels: de Lestrade en View-Master stereoscopen zijn (waren) er alom bekende voorbeelden van.

Anaglyphen

Bij toepassing van convergentie en divergentie van de ogen zijn steeds twee, naast mekaar geplaatste, beelden nodig.
Er bestaan echter ook technieken waarbij beide beelden op mekaar liggen.
Hierbij wordt gebruik gemaakt van speciale brillen.
Bij anaglyphen krijgt het ene beeld een rode kleur, terwijl het andere beeld een blauwe (of groene) kleur krijgt. Wanneer je naar dergelijk beeld kijkt met een bril met rood en blauw (groen) glas, ontstaat opnieuw het stereoscopisch beeld.
Deze methode is echter niet erg ‘vriendelijk’ ten opzichte van kleuren. Daarom wordt ze meestal gebruikt bij zwart/wit beelden.

Bekijk de hieronder staande beelden met een rood/blauwe bril.

Patrick Verbessem - Business Visualisation - optische illusies

(klik op de foto om ze te vergroten)

Voor cinematografische doeleinden en bij 3D-televisie, maakt men gebruik van gepolariseerd licht. Dit is een methode die enkel werkt bij geprojecteerde beelden en kan dus niet op papier getoond worden.
Voordeel van deze methode is de kleurechtheid van het effect. Nadeel zijn de, van nature, donkere beelden, waardoor een krachtige projector noodzakelijk is.