В статье рассматриваются основные механизмы зрительного восприятия объёмного изображения и рассказывается о том, какие из них и как именно задействуются при реализации принципа MotionParallax3D

Существует три основных механизма, позволяющих нашему мозгу с помощью зрения получать информацию о форме окружающих объектов, и расстоянии до них:


  • стереоскопическое (бинокулярное) зрение
  • параллакс
  • фокусировка

При стереоскопическом зрении мозг воссоздаёт трёхмерный образ объекта, анализируя различия в изображениях, видимых правым и левым глазом. Стереоскопическое зрение наиболее эффективно на небольших расстояниях и с предметами, линейные размеры которых не превышают базис (расстояния между глазами).


Помимо информации, получаемой благодаря стереоскопическому зрению, наш мозг активно использует явление параллакса. Когда человек смещается относительно объекта наблюдения, объекты фона смещаются со скоростью, пропорциональной расстоянию до них. На небольших дистанциях и в окружении, неподвижном относительно наблюдателя, это особенно заметно. Голова человека может сместиться всего лишь на миллиметр, но картинка, которую увидят его глаза, будет уже другой. Даже если изменения будут почти незаметными, и сознательно человек вообще не обратит на них внимания, мозг всё равно их зафиксирует. Явление параллакса позволяет получать информацию, несмотря на значительное расстояние до объекта.


Третий механизм — фокусировка — в основном, работает на близких и сверхблизких дистанциях. Для оценки расстояния до объекта мозг использует степень размытия фона при фокусировке оптической системы глаза на объект. Чем ближе объект, тем выше кривизна хрусталика и тем сильнее размывается фон.


Технология MotionParallax3D для обмана восприятия пользователя, помимо стереоскопического зрения, активно использует явление параллакса. В каждый момент времени для зрителя, исходя из его положения относительно экрана, генерируется проекция трёхмерного объекта. При перемещении вокруг сцены пользователь может осмотреть объект со всех сторон, как если бы объект был реален. При этом все объекты сцены будут перемещаться друг относительно друга согласно явлению параллакса, а смещение зрителя относительно экрана, нарушающее эффект объема в 3D кино, в системе MotionParallax3D только усилит эффект.


У зрительного восприятия существует ещё одна интересная особенность. Мозг среднестатистического человека устроен таким образом, что он не может обработать весь объём информации, поступающей к нему по зрительному каналу. Поэтому мозг «кэширует» информацию о состоянии пространства, например, при входе в новое помещение, и впоследствии отслеживает лишь изменения в движущихся объектах и объектах, на которые обращено его внимание. Это позволяет мозгу на погрязнуть в лавине информации, и высвобождает некоторое количество «процессорного времени».


В системах, реализующих принцип MotionParallax3D, при запаздывании изображения, как и при неточном трекинге, мозг воспринимает неточности, как искажение геометрии объектов. То, что зритель должен видеть как стоящий неподвижно куб, воспринимается как параллелепипеды с зыбкими границами. Помимо того, что мозг отказывается поверить в реальность таких объектов, при длительном использовании несовершенной системы мозг начинает «кипеть», поскольку не доверяет информации, приходящей в него. Для повышения достоверности он пытается обработать максимум зрительной информации, отчего быстро устаёт. Поэтому при реализации принципа MotionParallax3D точность и скорость реакции системы на изменение положения головы пользователя являются наиболее важными.