立體畫(huà)

立體畫(huà)（Automatic stereogram）它是一種特殊的畫(huà)面，利用人眼的視覺(jué)特性，通過(guò)水平重復(fù)特定圖案使觀眾產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，無(wú)需特殊設(shè)備即可使平面上的圖像呈現(xiàn)出立體效果。

1844年，蘇格蘭物理學(xué)家大衛(wèi)·布魯斯特（David   Brewster）發(fā)現(xiàn)水平重復(fù)某一圖案，適當(dāng)調(diào)整人眼的會(huì)聚點(diǎn)視力使雙眼看到的圖案相隔一段時(shí)間，將產(chǎn)生立體視覺(jué)。20世紀(jì)60年代，匈牙利裔美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家貝拉Béla Julesz發(fā)明了隨機(jī)點(diǎn)立體圖（Random  point   perspective view），通過(guò)并置兩張圖片來(lái)創(chuàng)造一種立體感。奧地利藝術(shù)家阿爾方斯Alfons Schilling發(fā)明了用單幅畫(huà)實(shí)現(xiàn)立體效果的方法，做出了最原始的立體繪畫(huà)。

Julesz的學(xué)生Christopher Tyler在Alfons Schilling的基礎(chǔ)上改進(jìn)了生成立體繪畫(huà)的算法。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)程序員Tom Baccei和藝術(shù)家Cheri Smith成立了Magic Eye公司，生產(chǎn)和銷(xiāo)售立體畫(huà)。Magic Eye改進(jìn)了立體繪畫(huà)的生成程序和制作過(guò)程，使其更加美觀和可讀，并使立體繪畫(huà)成為一種流行的藝術(shù)形式。

立體繪畫(huà)的誕生與人類(lèi)視覺(jué)的研究密切相關(guān)。1838年，英國(guó)物理學(xué)家查爾斯·惠斯通（Charles   Wheatstone）發(fā)明了體視鏡（stereoscope)這是最早可以觀看3D立體圖像的設(shè)備。他的設(shè)備看起來(lái)復(fù)雜而龐大，但非常有效只有通過(guò)兩個(gè)傾斜度為45度的鏡子和放置在兩側(cè)的圖片，當(dāng)人眼從正面直視鏡子時(shí)，雙眼看到的同一物體的圖像是不同的，從而產(chǎn)生三維視覺(jué)體驗(yàn)。雖然立體鏡的主要目的是研究視覺(jué)，但它也作為一種娛樂(lè)產(chǎn)品出售。

1844年，蘇格蘭物理學(xué)家大衛(wèi)·布魯斯特發(fā)現(xiàn)，水平重復(fù)某種模式，適當(dāng)調(diào)整人眼的會(huì)聚點(diǎn)視力，使兩只眼睛看到的圖案相隔一個(gè)周期，將產(chǎn)生立體視覺(jué)。這是后來(lái)的立體畫(huà)所使用的基本原理：墻紙效應(yīng)。

因?yàn)榱Ⅲw畫(huà)需要兩張幾乎相同的圖片，所以繪畫(huà)只有在簡(jiǎn)單的情況下才容易復(fù)制，而很難使用更復(fù)雜的圖像隨著攝影技術(shù)的發(fā)展，立體鏡也可以使用精細(xì)且易于復(fù)制的照片，這促成了立體鏡的普及。大衛(wèi)·布魯斯特和美國(guó)醫(yī)生老奧利弗·溫德?tīng)枴せ裟匪梗∣liver Wendell Holmes）20世紀(jì)50年代和60年代對(duì)立體鏡進(jìn)行了改進(jìn)，使其更易于攜帶和觀察在當(dāng)時(shí)，它被廣泛應(yīng)用于日常娛樂(lè)和學(xué)校教學(xué)。

1960年，匈牙利裔美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家貝拉發(fā)明了隨機(jī)點(diǎn)立體圖來(lái)研究人類(lèi)視覺(jué)。隨機(jī)點(diǎn)立體圖由兩個(gè)隨機(jī)點(diǎn)陣列組成，觀眾將看到一個(gè)圖案漂浮在圖片的前面或后面。在20世紀(jì)60年代和70年代，奧地利藝術(shù)家Alfons Schilling創(chuàng)作了一系列立體圖像，但在與Béla Julesz會(huì)面后，他對(duì)當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)立體圖像生成程序感到失望1974年，他出版了一本名為“binocular”專(zhuān)輯中出現(xiàn)了一種創(chuàng)建隨機(jī)點(diǎn)立體圖的新方法：幾條平行的窄垂直條紋在水平方向上排成一行，并疊加成連續(xù)的立體圖像。單個(gè)圖像的這種立體視圖可以在沒(méi)有特殊設(shè)備的情況下觀看。這種方法后來(lái)被b采用.克里斯托弗泰勒是 的學(xué)生在此基礎(chǔ)上，他改進(jìn)了生成立體圖像的算法，并用深度序列控制圖案重復(fù)周期以形成不均勻的密度、呈現(xiàn)三維效果的圖案序列。后來(lái)，英國(guó)科學(xué)家Harold Thimbleby提出了一個(gè)更精確的模型。

Christopher Tyler泰勒在198 年將其命名為 '立體畫(huà)（Automatic stereogram）20世紀(jì)90年代初，美國(guó)程序員Tom Baccei與藝術(shù)家Cheri Smith合作創(chuàng)建了Magic Eye公司，生產(chǎn)和銷(xiāo)售立體畫(huà)。Magic Eye改進(jìn)了立體繪畫(huà)的生成程序和制作過(guò)程，使其成為更美麗和可讀的彩色圖片。1992年，Tom Baccei邀請(qǐng)他的前同事程序員Bob Salitsky幫助創(chuàng)建一個(gè)更先進(jìn)的軟件程序，該程序簡(jiǎn)化了立體繪畫(huà)的制作過(guò)程。Bob Salitsky改進(jìn)了軟件他沒(méi)有使用隨機(jī)的黑白點(diǎn)，而是在圖像中添加了 'Salitz base point  'Salitzky   points）—— a色彩斑斕、不對(duì)稱(chēng)點(diǎn)，其位置旨在使隱藏圖像比原始圖像稍微清晰一些。

制作三維繪畫(huà)時(shí)，Magic Eye的設(shè)計(jì)師必須首先決定在圖像背景中隱藏什么形狀。邊緣清晰的簡(jiǎn)單對(duì)象效果最佳，例如汽車(chē)、帆船和某些動(dòng)物。然后，他們將創(chuàng)建該形狀的灰色版本，以便程序可以為其輪廓分配深度值。亮區(qū)表示彼此靠近的像素，暗區(qū)表示遠(yuǎn)離的像素。接下來(lái)，設(shè)計(jì)師將創(chuàng)建一個(gè)名為 的產(chǎn)品'starter strip條條”這是一個(gè)充滿彩色圖案的垂直柱，它像迷彩一樣在隱藏的三維圖像中反復(fù)出現(xiàn)。薩利茨基公司s軟件將二維圖案與灰度深度圖相結(jié)合，并根據(jù)深度信息水平移動(dòng)每個(gè)圖案條。為了使三維形狀看起來(lái)更接近，軟件以更近的間隔重復(fù)開(kāi)始的模式；為了讓一些形狀看起來(lái)更遠(yuǎn)，他們會(huì)在更遠(yuǎn)的距離重復(fù)圖案。重復(fù)的圖案會(huì)重疊，給每只眼睛不同的深度提示，并誘導(dǎo)大腦看到預(yù)期的三維錯(cuò)覺(jué)。Magic Eye 美國(guó)的三維繪畫(huà)在20世紀(jì)90年代非常流行，從那時(shí)起它真正成為一種流行的藝術(shù)形式。

墻紙效應(yīng)

在平面上水平重復(fù)一個(gè)圖案（例如墻紙）調(diào)整人眼的會(huì)聚點(diǎn)正確地觀察，這樣當(dāng)一只眼睛看到的圖案與另一只眼睛看到的圖案相隔一段時(shí)間時(shí)，就會(huì)畫(huà)出平面“后面”看到另一個(gè)繪畫(huà)平面，因?yàn)樗c物理繪畫(huà)平面有一段距離，使人感覺(jué)它像一個(gè)三維平面，這被稱(chēng)為“墻紙效應(yīng)”也就是立體畫(huà)的基本原理。

從外觀上看，這幅立體畫(huà)看起來(lái)像一幅普通的畫(huà)。一些三維繪畫(huà)被某種圖案覆蓋，而另一些則被一些混亂的隨機(jī)點(diǎn)覆蓋。神奇的三維世界就藏在畫(huà)中。如果我們仔細(xì)觀察立體繪畫(huà)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)立體繪畫(huà)表面的紋理是周期性的。在每條水平線上，某個(gè)序列的點(diǎn)總是重復(fù)出現(xiàn)。同時(shí)，重復(fù)周期略有變化，這將形成scraggy 每條水平線上的立體視覺(jué)。當(dāng)你看整幅畫(huà)時(shí)，你會(huì)形成由骨瘦如柴的立體輪廓組成的立體視覺(jué)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，立體繪畫(huà)的基本原理是“墻紙效應(yīng)”最終立體視覺(jué)的形成取決于人眼和人腦本身。立體畫(huà)不是“實(shí)在”這個(gè)三維物體，不過(guò)是人腦形成的虛像。

視覺(jué)模型

立體繪畫(huà)是通過(guò)重復(fù)某種圖案而獲得的繪畫(huà)。在圖1中，畫(huà)出了平面P上的點(diǎn)D1D2和Dn。代表以相等間隔重復(fù)的相同模式。LR是人的左右眼，分別從L和R開(kāi)始，向D1Dn前進(jìn)。指向雷L1。和R1—Rn。一個(gè)，表示左右眼的視線。如你所見(jiàn)，L1在I1穿過(guò)R2。點(diǎn)，L2在點(diǎn)I2，Ln與R3相交-1交Rn于In-1點(diǎn)，這n-1點(diǎn)I1ln-1形成平面S1。由于I1一In-在1中的每一點(diǎn)，都有來(lái)自左眼L和右眼R的視線，因此人類(lèi)大腦將位于I1—In-1處形成虛象。此外，這些虛像都具有立體視覺(jué)，它們形成了立體繪畫(huà)平面S1。此外，R1在I0點(diǎn)與S1相交，Ln在In點(diǎn)與S1相交這兩個(gè)像點(diǎn)都只有一條視線，另一只眼睛沒(méi)有相應(yīng)的視線穿過(guò)它們，因此沒(méi)有立體視覺(jué)。

立體畫(huà)

可以發(fā)現(xiàn)L2和R1可以與I1相交’點(diǎn)，L3和R2可以滿足I2’點(diǎn)Ln和Rn-1。可交于In-1’點(diǎn)，所以，點(diǎn)I1’和點(diǎn)In-1’平面S1也形成在繪圖平面p的前面’顯然S1’也具有立體視感。由于l1’點(diǎn)是Li 1和Ri的交點(diǎn)，這是左眼看Di 1點(diǎn)和右眼看Di 1點(diǎn)時(shí)形成的虛像此時(shí)，雙眼的視線需要交叉，因此這種視覺(jué)感知稱(chēng)為跨眼立體視覺(jué)。

另一方面，S1是非交叉立體視覺(jué)。在S1很容易看出這一點(diǎn)’S2將在之前形成’，S3’當(dāng)左右眼視圖之間的差異超過(guò)一個(gè)周期時(shí)，它們是由重疊產(chǎn)生的視覺(jué)感覺(jué)。它們構(gòu)成“交叉眼立體視區(qū)”在S1之后，還有固體飛機(jī)S2S3和它們形成的“非對(duì)眼立體醫(yī)用鯰魚(yú)。一般情況下，人們使用非對(duì)眼方法來(lái)觀看立體繪畫(huà)，因此在設(shè)計(jì)立體繪畫(huà)時(shí)，通常將S1作為立體繪畫(huà)的平面。這時(shí)，如果你用交叉法看它，你會(huì)看到S1’S1的三維繪畫(huà)正好與其凹凸特征相反；同時(shí)，其他繪畫(huà)平面，如：S2,S3,?,S2’，S3’在這里也可以看到三維效果，但他的畫(huà)的內(nèi)容已經(jīng)改變了很多次，所以觀看它們沒(méi)有意義。圖1中點(diǎn)的重復(fù)周期相等，即D1和Dn之間的間距相等。圖2示出了當(dāng)重復(fù)這些點(diǎn)時(shí)周期不相等。

因?yàn)镈1和D5之間的距離不相等，所以虛像點(diǎn)I1I4不在同一平面上，但是I2和I3高于I1和I4。這就產(chǎn)生了距離感，也就是立體視覺(jué)。精心組織點(diǎn)的重復(fù)周期將形成粗獷的三維立體輪廓的預(yù)期立體視覺(jué)。

第一步是創(chuàng)建一個(gè)三維模型?？梢噪S意旋轉(zhuǎn)和編輯的三維模型在三維繪畫(huà)創(chuàng)作中具有良好的適應(yīng)性。隱藏的圖像可以是文字、場(chǎng)景或復(fù)雜的三維模型，如蜘蛛俠或霍格沃茨城堡。本例中隱藏的插圖是 '價(jià)值'Value）一詞。

第二步是制作美觀且技術(shù)上有效的二維垂直圖案，這將決定三維繪畫(huà)的整體外觀和感覺(jué)。二維垂直列圖案的尺寸由最終圖像尺寸決定。二維垂直列圖案將重復(fù)出現(xiàn)以形成最終的整體二維可見(jiàn)圖案，掩蓋隱藏的三維圖像。當(dāng)二維可見(jiàn)圖案與三維隱藏圖像重疊時(shí)，會(huì)發(fā)生變形。

最后，使用三維繪圖生成程序?qū)㈦[藏圖像與二維可見(jiàn)圖案相結(jié)合。當(dāng)完成時(shí)，當(dāng)隱藏字 'Value  '當(dāng)它出現(xiàn)在三維空間時(shí)，人們 美國(guó)的主要注意力將集中在它上面。

觀看立體繪畫(huà)時(shí)，您的眼睛應(yīng)該集中在顯示器或印刷立體繪畫(huà)的背面。訓(xùn)練方法包括：

方法1 聚焦3356在目標(biāo)后面- 把你能在 303356厘米處看到的東西放在顯示器后面。專(zhuān)注幾秒鐘，然后將眼睛移到透視圖上。如果你能 如果你看不到立體圖的深度，晃動(dòng)你的眼睛，關(guān)注顯示器的背面。同樣，試著集中注意力看顯示器后面2秒鐘，然后看立體繪畫(huà)1秒鐘。

方法2 移動(dòng)眼睛的焦點(diǎn) -將你的頭靠近立體圖像，只有幾厘米或幾英寸。在這個(gè)距離，你的眼睛可以 不要聚焦。試著把注意力集中在遠(yuǎn)處，然后慢慢把頭向后移。大約 303356厘米/在1，133，356英寸內(nèi)，您可以開(kāi)始看到立體圖的深度。