Кажется, что может быть проще? Смотри себе на картинку



Дата19.05.2016
Размер2.03 Mb.
Введение

Кажется, что может быть проще? Смотри себе на картинку и любуйся тем, что ты видишь. Но вы когда-нибудь задавались вопросом, а вдруг есть что-то, что вы не видите, но могли бы? Оказывается, существуют такие вещи, которые мы  не видим без тренировки, без определенной техники – это стереокартинки – на первый взгляд обычные двухмерные изображения, которые больше похожи на узоры, чем на картинки, но при более пристальном разглядывании, вы увидите в этой картинке настоящий трехмерный объект!

Мне стало интересно как такое возможно? Что такое стереокартинки – оптический обман, чудо техники или просто волшебство? Могут ли они нанести вред нашим глазам?



Объект исследования: стереокартинки.

Предмет исследования: принцип стереокартинок, их влияние на зрение человека.

Проблема: могу ли я самостоятельно сделать стереокартинку?

Цели нашего исследования: возможность создания стереокартинки на домашнем компьютере, влияние просмотра стереокартинок на зрение человека.

Для достижения целей мы поставили следующие задачи:



  1. изучить историю и принцип создания стереограмм, их классификацию;

  2. провести социологический опрос и сравнительный анализ умения видеть объёмные изображения на стереокартинках среди учеников нашей школы;

  3. изучить способы просмотра стереокартинок;

  4. найти информацию о вреде и пользе стереокартинок;

  5. изучить доступные программные средства для создания стереокартинок, попытаться сделать такую картинку самостоятельно;

  6. создать печатный альбом стереокартинок для начинающих;

  7. ознакомить учащихся школы с результатами исследования.

Гипотеза: создание стереокартинок – сложный процесс и доступен только профессионалам.

Методы исследования:

    • исследование

    • социологический опрос

    • анализ

    • компьютерный эксперимент

    • обобщение

План исследования:

Изучили историю образования стереокартинок. Этот процесс достаточно интересный и долгий. Родоначальником стерео по праву является Эвклид, который в 280 году до н. э. заметил, что восприятие глубины пространства и рельефность, достигается из-за того, что каждый глаз видит немного разные картинки одного и того же изображенного объекта. В современном мире существуют разные виды стереоизображений, построенных с помощью специальных технических устройств и компьютерных программ.

Ознакомились со способами просмотра стереокартинок. Существуют три способа просмотра, отличающиеся по сложности освоения и скорости нахождения изображения. Подавляющее большинство людей раньше или позже осваивает все три, однако в данном случае многое зависит от индивидуальных особенностей зрения и психики.

Провели сравнительный анализ умения видеть объемные изображение на стереокартинке среди учеников нашей школы. Из 127 опрошенных только 58% видят объемное изображение на стереокартинке, из них более половины увидели его после нескольких попыток. Такое большое число «неумеющих видеть» связано с тем, что в периодической печати редко встречаются стереокартинки.

В сети Интернет нашли информацию о вреде и пользе просмотра стереокартинок: положительно сказывается на остроте зрения, приводит давление в норму, заставляет работать слезные железы. Но просмотр полезен в допустимых пределах и только в бумажном варианте.

Составили свою «лечебную» программу для сохранения зрения: альбом «Стереокартинки для начинающих», который содержит в себе найденные в журналах и в Интернете картинки, а также одну картинку, созданную нами в программе Surface 3D Release 2.

Провели десятиминутный ликбез на уроках информатики в 5 – 11 классах на тему «Вред и польза стереокартинок», в котором рассказали об истории создания, способах просмотра и пользе стереокартинок. Теперь на переменах в кабинете информатики ученики могут заниматься «спортом для глаз» с пользой для здоровья.

Вывод: гипотеза о том, что создание стереокартинок – сложный процесс и доступен только профессионалам – опровергнута частично. На обычном домашнем компьютере можно сделать авторскую стереокартинку, но для этого необходимо уметь работать с программами по созданию 3d моделей, что для меня пока сложно.

Практическая значимость: после проведенной беседы, возможно, ученики нашей школы заинтересуются возможностью тренировки зрения с помощью стереокартинок, а также захотят повысить свою информационную грамотность и создадут авторские стереокартинки для пополнения нашего альбома.

Перспектива: мы хотим создать альбом не просто с картинками, а с терминами, понятиями, фамилиями знаменитых учёных, которые нужно запомнить.
Глава 1. История стереографии

Процесс развития стереограмм достаточно интересный и долгий. Родоначальником стерео по праву является Евклид, который в 280 году до н. э. в своем трактате «Оптика» изучал восприятие человеком расстояния и особенности зрения, связанные с взглядом на объект двумя глазами.



В 1838 году сэр Чарльз Уитстон нарисовал два простеньких чертежа, изображающих две слегка отличающиеся перспективы, которые видят наши глаза при взгляде на объект, и изобрел стереоскоп - приспособление, состоящее из зеркал и скользящих плоскостей. Зеркала помогли ему зрительно слить два рисунка, что дало возможность рассмотреть эти рисунки объемно.



Открытие Уитстона взволновало ученых, но считалось просто любопытной новинкой, до тех пор, пока через год в 1939 году не была изобретена фотография. С самого начала фотографов заинтересовали возможности объемного изображения, которое позволило бы снимкам выглядеть более реалистично. С увеличением скорости съемки и изобретением фотоаппаратов с двумя объективами, способными делать два снимка одновременно, начала развиваться стереофотография.

В стереоскопе вместо нарисованных от руки картинок стали использоваться фотографии. В результате полученные стереоизображения приобрели реалистичность, четкость и глубину. Стереограммы оказались так популярны, что было налажено их коммерческое производство, а в 1850 году было основано Лондонское общество стереографии (London Stereoscopic Society). В конце XIX века стереоскоп имелся почти в каждой модной европейской или американской гостиной. Увлечение стереофотографией стало угасать в начале 20-х годов XX века, с появлением кинематографии.

Через несколько лет стереоскопическое искусство переживает возрождение в самых неожиданных формах, таких как объемные комиксы 50-х годов XX века. В это же время стал популярен метод анаглифов. Для получения изображения использовалась стереопара из двух рисунков - красного и зеленого, и рассматривать их нужно было через очки, в которых одно стекло красное, а другое зеленое. С помощью двух накладывающихся друг на друга изображений и специальных очков можно увидеть стереофильм.

После появления компьютеров развитие стереографии получило новый импульс. Появились голографические, многоплоскостные мониторы (multi planar display), и, наконец, стереопары (stereo pair). К последнему виду относятся, например, современные шлемы виртуальной реальности. Основная идея стереопар заключается в том, что каждый глаз смотрит на отдельный экран, причем один глаз видит изображение, чуть-чуть отличающееся от изображения, видимого другим глазом (эта же идея использовалась при создании стереоскопа).

Среди стереографических изображений выделяют один важный класс – автостереограммы (autostereogram). Для просмотра автостереограмм зрителю не нужны никакие специальные устройства, а для их построения не требуется никакого специального оборудования кроме обычного ПК. Это стереограммы на одном изображении (Single Image Stereogram, SIS); в частности, стереограммы на основе выбора случайных точек (Single Image Random Dot Stereogram, SIRDS, или RDS).

История стереограмм на основе случайных точек началась в Bell Labs, когда в 1959 году исследователь Бела Юлеш обнаружил, что мозг человека способен воспринимать глубину на стереопаре, построенной на основе случайных точек. Важность этого открытия заключалась в том, что стало ясно, что и без каких-либо явных зрительных образов, распознаваемых и одним глазом (monocular pattern recognition), человеческий мозг может интерпретировать видимое на плоскости как информацию о третьем измерении, то есть как глубину. Для своих изображений Юлеш сначала брал квадрат, заполненный случайными черными и белыми точками. Затем, для получения парного изображения, в другом квадрате он передвигал группы точек справа налево. Если возникало незаполненное пространство, он добавлял туда случайные точки.



Доктор Тайлер изучал человеческое зрение и глубину восприятия под руководством выше упомянутого Белы Юлеша.

В 1988 году Кристофер Тайлер предположил, что можно найти способ избежать необходимости двух изображений, сохранив при этом трехмерность, изобрел соответствующий компьютерный метод и создал стереограммы в нынешнем их виде.

Вывод:

История создания стереокартинок - процесс достаточно интересный и долгий.



Глава 2. Принцип стереограмм

Начнём с необычного вопроса, чем отличается Человек от лошади? Очевидно, что различий между лошадью и Человеком много: она быстрее, резвее, выносливее нас. Заметьте этот список можно продолжить. Сейчас речь о другом: может ли она увидеть стереокартинки? НЕТ. Потому что лошадь не имеет стереоскопического (бинокулярного) зрения.

Принцип стереограммы основан на свойстве человеческих глаз оценивать расстояние до предметов. Стереоизображение в человеческом мозге образуется путем совмещения картинок, полученных от обоих глаз, и угла, под которым сходятся линии наблюдения, идущие от глаз к объекту. На основании этих данных мозг и определяет степень удаления объекта от смотрящего. Стереограмма по сути обманывает мозг, подставляя ему для анализа скрытое изображение, составленное с учетом особенностей человеческого восприятия. Создается такое стереоизображение с помощью двух картинок. Одна - это изображение глубины объекта, который должен увидеть зритель, а вторая может быть фоновой текстурой, желательно простой на вид. Основная сложность при создании стереограммы - правильно созданная карта глубины, которая представляет собой черно-белое изображение с 256 градациями серого. Чем светлее объект - тем "ближе" он будет при просмотре готовой стереограммы. С помощью алгоритма (изобретение Кристофера Тайлера) происходит совмещение двух изображений для получения трехмерного эффекта при рассмотрении стереокартинки определенным образом.

Первые стереокартинки имели два раздельных изображения и назывались стереопарами. Обе картинки были с виду одинаковы, но создавались с учетом того, что каждая из них будет восприниматься "своим" глазом. Для этого объект фотографировался два раза со смещением в 6 см (расстояние между человеческими глазами). Получались два изображения, имитирующие то, что должны видеть глаза по отдельности. Поскольку смотреть на две картинки одновременно человек не в состоянии, приходится немного "косить", чтобы обе составляющие слились в одно стереоизображение.



Благодаря простоте, стереограммы можно копировать на ксероксе, печатать и даже посылать по факсу - эффект полностью не теряется при тиражировании.

К недостаткам стереограмм относится то обстоятельство, что не все люди способны их видеть чаще всего эти люди являются отличными снайперами или охотниками.

И еще один недостаток, которым обладают стереоизображения — они не несут в себе информации о цветах объектов.

Вывод:

Основная идея объемного изображения всегда одна - каждый глаз видит слегка отличное изображение, детали которого немного сдвинуты в ту или другую сторону. Мозг выполняет работу по слиянию этих изображений и получает информацию о глубине; этот процесс называется стереопсисом.

Глава 3. Классификация стереокартинок

Перекрёстные стереопары – стереограммы, состоящие из двух изображений, при совмещении дающие стереоэффект.









Двухцветные стереофотографии  – фотографии, сделанные с применением цветных фильтров. Рассматриваются с помощью специальных двухцветных очков.



Стереограммы, созданные из случайных точек (SIRDS – Single Image Random Dot Stereogram) – обычные стереограммы, созданные с помощью карт глубины и расположенных по алгоритму случайных точек.



Текстовые стереограммы (SIRTS – Single Image Random Text Stereogram) – вместо точек символы ASCII.



Анимированные стереограммы – последовательность стереограмм с движущимся объектом, объединенная в видеофайл.

Условно эффекты можно pазделить на тpи вида:

  • 3d-surface (тpехмеpная поверхность) — на получившемся изобpажении видна тpехмеpная поверхность, полученная путем тpансфоpмации фона.

  • 3d-object (тpехмеpные объекты) — получившимся изобpажением является тpехмеpный объект, отстоящий от фона на некоторое расстояние.

  • Combine — совмещение двух предыдущих видов в один. В появившемся тpехмеpном изображении присутствуют как тpехмеpные поверхности фона, так и тpехмеpные объекты отстоящие от фона на некоторое расстояние.

Вывод:

Стереограммы бывают разной сложности, просмотр некоторых стереокартинок не составляет труда и можно увидеть их почти мгновенно, а другие – сложней: требуется какое-то время чтобы «настроить» глаза или использовать специальные очки. 



Глава 4. Способы просмотра стереокартинок

Мы провели опрос среди учеников 5-11 классов нашей школы и выяснили, что из 127 опрошенных – 42% не видят объемное изображение на стереокартинках. Из 73 учеников, которые видят стереоэффект – только 31% смогли разглядеть его сразу, остальным понадобилось несколько попыток.

Но по статистике, приведённой на разных сайтах в Интернете, утверждается, что в среднем только 2% людей не в состоянии увидеть всю красоту стереограмм из-за особенностей строения глаза. Остальным для просмотра требуется небольшая тренировка, после которой практически каждый человек может проникнуть в тайну изображения.

Во-первых, проще увидеть стереограммы на бумаге. Поэтому, если вы только учитесь смотреть стереоизображение, лучше его распечатать, причем, необязательно на цветном принтере. А затем попробуйте один из трёх способов просмотра:


  • способ первый (перекрёстный)

Необходимо приблизиться к картинке на максимально возможное расстояние и подождать, пока изображение на ней расфокусируется. Затем необходимо постепенно отдалиться от картинки - на определенном расстоянии от нее зрение опять сфокусируется, но уже не на картинке, а на стереоизображении.

  • способ второй (параллельный)

У человека два глаза, однако, смотрит он ими в одну и ту же точку. Попробуйте избавиться от этого «недостатка» - найдите на картинке два объекта и постарайтесь смотреть на них одновременно. Это довольно непросто, но со временем получается практически у всех.

  • способ третий

Простой по сути, но довольно сложный по освоению. Попробуйте сфокусировать зрение на точке, распложенной за картинкой на расстоянии 10…20 см., а потом ослабить напряжение. В том случае, если вы все сделали правильно, скрытое изображение появится в считанные секунды. Освоив эту методику, вы сможете «вскрывать» даже самые сложные картинки в считанные секунды.

Вывод:

Просмотр стереокартинок – как езда на велосипеде – один раз научишься и на всю жизнь. Просто нужно научиться один раз расфокусировать своё зрение и смотреть вначале в центр, в одну точку, а потом можешь и моргать и отодвигаться от картинки, а стереоэффект будет оставаться...



Глава 5. Польза и вред просмотра стереокартинок

Данные опроса, проведенного среди учеников 5 – 11 классов нашей школы показали, что из 127 опрошенных 46% считают просмотр стереокартинок полезным для здоровья глаз, 16% – вредным, и 38% - ничего не знают по данному вопросу.

Офтальмологи считают, что разглядывание стереокартинок приносит несомненную пользу для зрения человека:

1. Улучшается способность ясно видеть предметы, находящиеся на различных расстояниях от глаза, поскольку сосредоточивание взгляда на определённом предмете сперва напрягает, а в последствии расслабляет глазные мышцы.

2. Улучшается циркуляцию крови, за счет поочередного сжатия и расслабления прямых и поперечных мышц глаз. Усиление кровотока позволяет обезопасить глаза от повышенного или пониженного глазного давления. Сбои глазного давления являются одним из первых признаков ухудшения зрения.

3. Формируется навык внимательного зрения и концентрации. Разглядывание стереокартинок требует нестандартного и долгого удержания фокуса внимания, это тренирует мозговую активность и навык сосредоточения. 

Главное, при рассмотрении картинок регулярно моргать, поскольку осушение роговицы лаза, может ухудшить зрение, сделать глаза красными, вызывать боль и давление в глазной полости. А моргая, вы раздражаете слезоточивые каналы, соответственно выделяется слеза, увлажняющая глаз. Так вы сможете и лучше рассмотреть картинку, и привести глаза в норму.

Но стереокартинки могут быть и вредны, например, если их рассматривать на некачественном мониторе.

Вывод:

Просмотр стереокартинок – своеобразный «спорт для глаз». Но просмотр полезен в допустимых пределах и только в бумажном варианте.



Глава 6. Программы для создания стереокартинок

В сети Интернет предлагается большое количество платных и бесплатных версий программ для создания стереокартинок. Мы остановили свой выбор на одной из них Surface 3D Release 2. Эта программа имеет русифицированный и несложный интерфейс. И сам принцип работы в ней мне не показался сложным. Сначала выбираем нужный размер будущей стереокартинки. Затем создаём, так называемую, карту глубины – это то объемное изображение, которое должен увидеть человек при просмотре картинки. Карты глубины могут быть созданы из геометрических фигур, вставлены из библиотеки программы и добавлены из редактора трехмерной графики. После накладывается фон, который будет «маскировать» трехмерный объект. Фон может состоять из случайных цветных или чёрно-белых точек, из градиентной заливки или из отвлекающего рисунка. Но, используя встроенные возможности Surface 3D Release 2, можно получить только очень простые объемные изображения. А для получения более интересных и красивых рисунков нужно уметь самостоятельно создавать их в программах по работе с трехмерной компьютерной графикой. Но, к сожалению, у меня это пока не получилось.



Вывод:

Создать авторскую стереокартинку на домашнем компьютере можно, но для того, чтобы она получилась по настоящему интересной и зрелищной нужны дополнительные умения работать с редакторами трёхмерной графики.



Заключение

На основании проведенного исследования и полученных результатов можно сделать вывод, что просмотр стереоизображений полезен для глаз, их можно создавать на домашнем компьютере. Продуктом нашего исследования стал альбом стереокартинок «Удивительное рядом». На уроках информатики мы провели небольшую десятиминутную беседу с учениками 5 – 11 классов, в ходе которой познакомили ребят с результатами нашего исследования. По результатам анкетирования …



Список литературы

    1. Босова Л.Л. Информатика: Учебник для 5 класса. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 г.

    2. Босова Л.Л. Информатика: Рабочая тетрадь для 5 класса. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012 г.

    3. http://wikipedia.ru - Раскладка клавиатуры

    4. http:// klavapedia.ru – Стандартная и альтернативные раскладки русской клавиатуры

    5. Программа – тренажер «Руки солиста»

    6. http://www.melinfo.ru/ - KeyBoard Layout Creator 1.4






Каталог: download -> version
version -> Coping with Final Exams Stress ( Справляемся со стрессом перед выпускными экзаменами)
version -> Стресс и способы борьбы с ним (Stress and How to Cope With It)
version -> Программа групповой психологической поддержки для школьников
version -> Рекомендації щодо психологічного супроводу адаптації п'ятикласників в умовах впровадження нових Державних стандартів освіти
version -> Сборник научных трудов Под ред. О. Е. Хухлаева
version -> Литература: Введение в психологию под ред. А. В. Петровского.,  М., 1995
version -> Лонгитюд описание дополнений расширенной версии Лонгитюд+
version -> «основы психологического анализа конфликтов»
version -> Ю. Г. Чернов Психология почерка: состояние, проблемы, перспективы Фрамент книги
version -> Графология: характер по почерку


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2017
обратиться к администрации

    Главная страница