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Introducción a la estereoscopia Francisco Perales López |
Realidad Virtual y
Realidad Aumentada
4 de mayo al 4 de junio
de 2004
Francisco J. Perales
María José Abásolo
Ramon Mas Sansó
1.Introducción a la estereoscopia
Cascos (Head Mounted Display, HMD)
2.Catálogo de Cámaras Antiguas
3.Catálogo de Cámaras Actuales
4.Catálogo de Cámaras Profesionales
6.Bibliografía i enlaces relacionados
Enlaces
sobre cámaras profesionales
Enlaces
sobre conceptos de realidad virtual, estereoscopia y empresas
El objetivo básico de la estereoscopia, que se remonta a los inicios de la fotografía, es intentar obtener una imagen en relieve, es decir que dé sensación de tres dimensiones. A lo largo de la historia de la fotografía se han ido desarrollando diversas técnicas, para conseguir esta sensación de 3D:
La palabra estéreo proviene del Griego y significa relativo al espacio. Las personas vivimos en un entorno tridimensional, y nuestra percepción de espacio es creada principalmente por nuestros dos ojos, y su posterior interpretación de lo que ven por parte del cerebro. Las lentes de los ojos proyectan dos imágenes ligeramente diferentes en nuestras retinas, las cuales son transformadas por el cerebro a una representación espacial.
Por otra parte una imagen normal (una fotografía, un dibujo, etc.) sobre papel o film no nos proporciona una percepción tridimensional real, es simplemente una imagen plana, esto es debido a que solamente es tomada como si la viéramos con un solo ojo. Pero si se tomara esa misma imagen usando dos lentes imitando la posición relativa de los ojos, se podría crear la correspondiente sensación de espacio.
Las dos imágenes necesarias para proporcionar esta sensación de espacio pueden ser generadas mediante diversos métodos. Por ejemplo, dibujando a mano primero una de ellas y después la otra; tomando dos imágenes, una después de otra, mediante una cámara normal de una lente (evidentemente el objeto fotografiado no debe moverse entre las dos tomas, ya que las dos fotografías serían de escenas diferentes). Pero la mejor solución es disponer de una cámara con dos lentes, es decir la unión de dos cámaras normales en una sola estructura, de forma que podamos tomar dos imágenes al mismo tiempo.
Asó, la fotografía 3D consiste en tomar dos pares de fotografías separadas por una distancia igual a la separación entre los dos ojos de una persona normal. De esta forma las dos fotografías son tomadas desde un punto de vista similar al del ojo izquierdo y derecho respectivamente. La siguiente tabla describe los diferentes métodos existentes para obtener imágenes estereoscópicas.
| Técnica | Comentario |
Slide Bar | Consiste en utilizar una barra de desplazamiento graduada sobre la cual podamos deslizar la cámara a la distancia deseada de manera que podamos tomar fotografías desde distintos puntos de vista ligeramente distintos. Su principal inconveniente es que la imagen debe estar estática entre las capturas. |
| Twin Cameras | Consiste en usar dos cámaras idénticas montadas sobre un soporte firme. Además se debe disponer de algún mecanismo de sincronización de los disparadores de ambas cámaras (y el flash en caso de que sea necesario usarlo). Debido a la separación entre lentes requerida, no suele ser un buen método para fotos a distancias muy cortas. |
| Beam splitters |
Este sistema incorpora un sistema de espejos o prismas colocados en frente de las lentes de una cámara SLR(Single Lens Reflex Camera), de manera que dividen en dos el film (versión derecha e izquierda respectivamente).
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Cuando ya disponemos de las dos fotografías existen diversos métodos para visualizarlas y poder percibir así el efecto 3D:
Técnica | Comentario | |
Visión
libre | Consiste en intentar ver el efecto 3D sin usar ningún dispositivo que facilita a la vista humana la fusión de ambas imágenes. Podemos destacar dos métodos: | |
| 1 | Visión paralelaSe trata de colocar la imagen izquierda en el lado izquierdo y la derecha en el derecho. Si nos concentramos en las imágenes al cabo de un rato deberíamos ser capaces de fusionar las dos en una sola escena 3D. Los ojos observan cada uno su imagen correspondiente, manteniendo sus ejes ópticos paralelos, es decir, como si mirásemos al infinito. Sólo puede usarse este método con imágenes no superiores a 65 milímetros entre sus centros. Es el método usado para ver las imágenes de los libros con estereogramas de puntos aleatorios ("ojo mágico").
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| 2 | Visión cruzadaSe trata de colocar la imagen izquierda en el lado derecho y la derecha en el izquierdo. De esta manera, para visualizar la escena tendremos que cruzar los ojos. Las imágenes se observan cruzando los ejes ópticos de los ojos. El par estéreo se presenta invertido, es decir, la imagen derecha está situada a la izquierda y viceversa. Podemos ayudarnos mirando un lápiz situado entre nuestros ojos y las imágenes. Este método debe usarse con imágenes de dimensiones superiores a 65 milímetros entre sus centros, aunque la imagen virtual aparece más pequeña
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Proyección | Consiste en usar un proyector dual de lentes o dos proyectores normales sobre los cuales se aplica un filtro polarizador , que proyecte las dos imágenes sobre una pantalla de aluminio o lenticular (es importante que no sea blanca, ya que despolarizaría la luz proyectada, destruyendo así el efecto estéreo).
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Sus antecedentes se remontan en la época del Renacimiento, cuando Leonardo da Vinci, inspirándose en conocimientos que provienen de la Antigüedad con los trabajos de Euclides y de Galiano, explicó el fenómeno de la visión binocular cuya síntesis ofrece la sensación de relieve al igual que la doble percepción del sonido estereofónico se logra por medio de la síntesis auditiva. En el siglo XVI, Della Porta estudió a su vez el fenómeno.
Pero
el primero en idear un aparato para proporcionar la visión en relieve, fue el
físico inglés Charles Wheatstone (1802-1875); que ideó el estereóscopo, presentado
en Londres en 1838. El aparato permitía la visión correspondiente a los 65 mm
de distancia que hay entre los ojos. Pero sin la aportación de la fotografía,
todo ello no hubiese pasado de ser un experimento óptico, dada la dificultad de
realizar a mano dibujos con la visión disociada de cada ojo.
A
Sir David Brewster (1781-1868), físico escocés e inventor del caleidoscopio, se
debe el propósito de obtener imágenes estereoscópicas por medio de la fotografía.
Sus primeros intentos en este campo datan de 1844, cinco años después de la divulgación
del guerrotipo. Brewster, que estaba relacionado con Talbot, Adamson y D. O. Hill,
pudo adaptar sus trabajos a la incipiente técnica fotográfica.
Tras haber pretendido en vano interesar a los
ópticos británicos, se dirigió a París, donde el abate Moignot y los ópticos Soleil
y Duboscq acogieron sus experimentos. El aparato construido por Duboscq cosechó
grandes éxitos en la Exposición Universal de Londres de 1851, donde la reina Victoria
recibió un ejemplar de lujo que supuso una excelente publicidad para el invento.
Después
de haber realizado las dobles vistas con una cámara cuyo objetivo se desplazaba
horizontalmente sobre una plancha graduada, a partir de 1849 lo sustituyó Brewster
por una cámara binocular que al sacar sincrónicamente las dos imágenes permitía
realizar retratos estereoscópicos.
La
técnica estereoscópica evolucionó a lo largo de la segunda mitad del siglo, adaptándose
a las mejoras sucesivas de los procedimientos: del estereodaguerrotipo al veráscopo
de Richard, que tuvo gran aceptación a principios del siglo XX, hubo múltiples
variantes del invento de Brewster. El empleo de la placa de cristal que permitía
la visión de imágenes transparentes fue decisivo. Muchos fotógrafos del siglo
XIX y de principios del XX realizaron vistas estereoscópicas. El gran aficionado
que fue Santiago Ramón y Cajal, utilizó mucho la cámara binocular. Y hasta hace
poco se siguieron utilizando los populares aparatos denominados «View-Master».
Hoy
en día esta técnica es bastante utilizada en tomas de fotografías aéreas, de forma
que el avión va haciendo tomas verticales mientras recorre una trayectoria rectilínea
a altitud constante. Como los "puntos de vista" suelen estar muy separados,
la exageración del relieve es muy grande, y se pueden ver muchas cosas que, sin
el estereoscopio, no se captarían.
De
hecho cuando los puntos de vista desde los que se toman las fotografías que intervienen
en la imagen estereoscópica son muy distantes hablamos de Hiperestereoscopia.
La distancia interocular media de los ojos humanos ronda los 65 mm, y por tanto
esta es la distancia que se toma normalmente para las fotografías estereoscópicas.
Pero en la Hiperestereoscopia, se aumenta notablemente esta distancia para incrementar
la sensación de relieve. Según la sensación de relieve que se quiera obetener
se aumenta o disminuye la distancia; por ejemplo, en aplicaciones topográficas
se suelen tomar distancias que permitan dar la sensación de ver el objeto como
si se estuviera a tres metros de distancia del mismo; por tanto, si L es
la distancia al objeto a fotografiar, d la distancia entre tomas i 0,065
la distancia interocular, la distancia virtual a la que que se quiere observar
3m, entonces viene dada por la ecuación:
Y
por tanto d = 0,021667 ×L. Aproximando se suele tomar 
; y por
tanto si estamos a 6 km de altura, la separación será de 120 m. De manera que
teniendo en cuenta la velocidad constante del avión, se puede obtener fácilmente
el intervalo de tiempo de disparo entre una foto y otra.
Además, la Hiperestereoscopia puede ser aplicada a la topografía, concretamente a la fotogrametría, es decir a la medición de distancias por medio de fotografías.
Sin embargo cuando los puntos de vista son muy cercanos al objeto a captar, si se utiliza la distancia interocular, posiblemente, el sujeto se salga del fotograma. Por lo tanto, lo que hay que hacer es reducir en proporción la distancia. A esto se le llama Hipoestereoscopia. Aquí se suele tomar como distancia normal la distancia de lectura de una persona, es decir unos 25 cm, de esta forma, si aplicamos la misma ecuación de antes:
Tenemos que d = 0,25 × L. Además, en este caso suele ser más fácil mover el sujeto que la cámara
En
esta sección se repasaran brevemente otras técnicas utilizadas para dar sensación
de 3D
Basado
también en el fenómeno de síntesis de la visión binocular, el procedimiento de
Louis Ducos du Hauron fue patentado en 1891 con el nombre de anaglyphe,
consiste en la reproducción conjunta de dos imágenes, con el decalage correspondiente
a la distancia de visión binocular, cada una en un color complementario (en general,
rojo y verde). El relieve se consigue al mirar la doble imagen con gafas cuyos
cristales son cada uno de un color.
Se utilizan filtros de colores complementarios, como rojo-azul, rojo-verde o ámbar-azul. La imagen presentada por ejemplo en rojo no es vista por el ojo que tiene un filtro del mismo color, pero sí que ve la otra imagen en azul o verde. Este sistema, por su bajo costo, se emplea sobre todo en publicaciones, así como también en monitores de ordenador y en el cine. Presenta el problema de la alteración de los colores, pérdida de luminosidad y cansancio visual después de un uso prolongado. Normalmente se sitúa el filtro rojo en el ojo izquierdo, y el azul en el ojo derecho. Existen dos sistemas muy similares en ámbar-azul: el sistema SpaceSpex de 3DTV Corporation (Naranja-Azul) y el ColorCode 3-D, empleado ya en alguna película formato Imax y comercializado también en algún DVD en 3D. Este sistema es bastante eficaz, pero el filtro azul del ojo derecho es demasiado oscuro para una visión cómoda. En general el sistema anaglifo no es cómodo para usarlo durante un tiempo prolongado.
Se utiliza luz polarizada para separar las imágenes izquierda y derecha. El sistema de polarización no altera los colores, aunque hay una cierta pérdida de luminosidad. Se usa tanto en proyección de cine 3D como en monitores de ordenador mediante pantallas de polarización alternativa. Hoy día es el sistema más económico para una calidad de imagen aceptable.
Con este sistema se presentan en secuencia y alternativamente las imágenes izquierda y derecha, sincronizadamente con unas gafas dotadas con obturadores de cristal líquido (denominadas LCS, Liquid Crystal Shutter glasses o LCD, Liquid Crystal Display glasses), de forma que cada ojo ve solamente su imagen correspondiente. A una frecuencia elevada, el parpadeo es imperceptible. Se utiliza en monitores de ordenador, TV y cines 3D de última generación.
Un HMD es un casco estereoscópico que porta dos pantallas y los sistemas ópticos para cada ojo, de forma que la imagen se genera en el propio dispositivo. Su principal uso hasta ahora ha sido la Realidad Virtual, a un costo prohibitivo y de forma experimental, aunque al bajar de precio aparecen otras aplicaciones lúdicas, como los videojuegos.
Se están desarrollando prototipos de monitores que no precisan gafas especiales para su visualización. Todos ellos emplean variantes del sistema lenticular, es decir, microlentes dispuestas paralela y verticalmente sobre la pantalla del monitor, que generan una cierta desviación a partir de dos o más imágenes (normalmente de 2 a 8).
Para el fundamento teórico de estos sistemas consultar articulo
técnico pagina web del curso.
El llamado Efecto Pulfrich fue descubierto por el médico alemán Carl Pulfrich en 1922. El fenómeno es la percepción de un efecto estereoscópico cuando se observa una imagen en movimiento horizontal sobre un plano y con un filtro oscuro situado delante de uno de los ojos. Debido a la menor luminosidad que percibe el ojo con el filtro, la imagen llega al cerebro con un retardo de unas centésimas de segundo. Por tanto, en la estereopsis el cerebro percibe la misma imagen pero con una pequeña diferencia de posición horizontal, lo que genera el efecto estereoscópico. No es propiamente un sistema de visualización estéreo, ya que no se parte de un par de imágenes sino de una única imagen 2D animada. Sin embargo pueden obtenerse efectos estereoscópicos muy espectaculares filmando con una única cámara en movimiento. Se han ideado incluso sistemas para generar el movimiento de las imágenes sin mover la cámara (CircleScan 4D). Diversas cadenas de televisión han presentado en alguna ocasión filmaciones preparadas para efecto Pulfrich.
El sistema ChromaDepth™ de ChromaTek Inc. se basa en la desviación que producen los diferentes colores del espectro. En un prisma, la luz se desvía ligeramente dependiendo de su longitud de onda: más desviación en el rojo, menos en el azul. La información de profundidad se codifica por colores. Las gafas especialmente diseñadas para ver éstas imágenes disponen de unos cristales transparentes con microprismas. Cuando la imagen, denominada CyberHologram™, se observa con las gafas HoloPlay™ (para imágenes de ordenador) o C3D™ (para imágenes impresas), la imagen 2D se convierte en tridimensional. La desventaja de este sistema es la pérdida de información cromática, pero la ventaja sobre el anáglifo es que las imágenes pueden verse también en 2D. ´
Más información en ChromaTek Inc. www.chromatek.com
Otras técnicas históricas:
Fue
un intento sin porvenir, tan sólo mencionaremos el sistema ideado hacia 1860 por
el escultor François Willème (1830-1905). Consistía en sacar simultáneamente 24
fotografías del modelo con sendas máquinas colocadas a su alrededor. Los 24 clichés,
proyectados y restituidos al pantógrafo, permitían modelar 24 aspectos del personaje
que luego se reconstituían en una sola escultura. Hasta 1920, aproximadamente,
prosiguieron los intentos de fotoescultura en Estados Unidos y Japón.
En
1939, Maurice Bonnet presentó su procedimiento, inspirado en trabajos anteriores,
especialmente de Berthier (1896), Lippmann (1908) y Estanave (hacia 1930), todos
ellos basados, aunque por distintos derroteros, en la idea de fotografía integral
de Lippmann y en la utilización de un selector que permite disociar la imagen
y recomponerla después.
La
reliefografía de Bonnet permite obtener una serie de imágenes de un mismo modelo
(dos perfiles y frente), mediante una cámara que se desplaza sobre un riel o mediante
una cámara provista de una hilera de objetivos, de modo parecido al sistema de
Muybridge para descomponer el movimiento. A estas imágenes se aplica una red selectiva
lenticular constituida por una superficie plástica transparente que consta de
estrías minúsculas, a través de las cuales el espectador selecciona la visión
en una infinidad de ángulos distintos y sucesivos.
Este
sistema nos es familiar por un tipo de postales o anuncios en los que aparece,
por ejemplo, un personaje que, según el ángulo de visión, se ríe o está serio
o abre y cierra los ojos. En este caso, la superficie selectora, más que devolver
una impresión de relieve, da idea de movimiento porque es el sujeto el que cambia
de postura o de expresión.
Los trabajos del científico inglés Dennis Gabor,
emprendidos en 1948, anticiparon con el nombre de holograma (del griego holos,
todo) la idea de una imagen total. En 1962, Leith y Upernicks de la Universidad
de Michigan lograron un holograma perfecto utilizando el rayo láser.
El procedimiento se basa en el fenómeno de interferencia
de dos emisiones de luz coherente del láser: una que procede directamente del
generador de luz, otra que es reflejada por el objeto que se va a fotografiar.
La interferencia se produce en el cuerpo de la emulsión fotográfica sin utilizar
lente alguna. Una vez revelada, la superficie fotográfica presenta un aspecto
moiré sin imagen distinguible. Basta con iluminarla con una emisión de rayo láser
para que la imagen del objeto fotografiado aparezca inmediatamente en el espacio,
dando la ilusión del objeto restituido en sus tres dimensiones y permitiendo al
espectador, según se vaya desplazando, ver, por ejemplo, los dos perfiles y la
cara del modelo.
Podemos decir
que la holografía es una técnica de formación de imágenes tridimensionales a partir
de un soporte plano, que pueden ser vistas sin necesidad de ningún accesorio para
el observador, y donde este puede moverse alrededor del soporte viendo al objeto,
sin discontinuidades, dentro de un ángulo por donde se le ofrecen todas las perspectivas.
La holografia fue oficialmente descripta en 1947 por
su inventor, el húngaro Dennis Gabor, quien siguiendo una idea anterior llegó
a la solución de un problema interesante: se trataba de que, iluminando una rendija
con luz de un color único (luz verde de una lámpara de mercurio) se obtiene una
figura de franjas que permite conocer la forma y dimensiones de la rendija. Teniendo
la información, ¿qué sería necesario para ver la rendija? Ese proceso de decodificación
de la información fotografiada lo resolvió Gabor pues planteó el mismo problema
intentando mejorar la óptica de los microscopios electrónicos. Faltaba algo para
registrar la inclinación de los rayos que llegan a la película fotográfica. Normalmente,
se registra la intensidad pero no se sabe en que dirección la luz llegó. Adicionando
junto con la luz del objeto un haz de la misma luz sobre la película, que llamó
de "haz de referencia", creó la técnica. En ese caso la cantidad de
franjas se incrementa mucho más a medida que el ángulo de incidencia aumenta,
y el registro, al ser iluminado por un haz semejante al de referencia, desvía
la luz de manera exactamente igual a la que lo hace el objeto. Se complementan
así con perfección dos fenómenos físicos: la interferencia y la difracción. Pero
la holografía solamente fué reconocida como gran invención en 1962 cuando, al
disponerse de luz láser, se pudieron hacer imágenes grandes, nítidas, y con gran
campo para la visión, mostrando diferentes puntos de vista. Gabor, ingeniero eléctrico,
recibió el premio Nobel de Física en 1971.
Vale la pena comentar otros descubrimientos relacionados:
En 1891, Gabriel Lippmann en Francia presentó un proceso que lo llevó al premio
Nóbel de 1908, la "Fotografia Lippmann", que permitía que una placa
fotográfica registrase los colores de una foto. La placa era deltipo usado en
esa época para fotografía (no existía la fotografía en colores) y, casualmente,
de altísima resolución, varios miles de líneas por milímetro, 40 veces mayor de
lo que realmente una cámara fotográfica puede ofrecer. Al agregar la posibilidad
de que la luz se reflejase inmediatamente después de atravesar la placa, Lippmann
creaba figuras de interferencia donde la longitud de onda de la luz quedaba registrada,
y se auto reproducía al iluminarla después con luz blanca. Si bien por motivos
prácticos esta técnica no tuvo aplicación generalizada, su excelente carácter
teórico, y otras experiencias donde Lippmann intentó obtener nuevas técnicas de
imágenes tridimensionales superiores a la estereoscopia, ciertamente contribuyeron
al desarrollo de la holografía.
En 1958 el físico ruso Y.N. Denisyuk, leyendo un libro
de ciencia ficción donde se narraba que restos de civilizaciones venidas de otros
planetas incluían retratos perfectamente tridimensionales, intentó crear una técnica
así, basado en la técnica de Lippmann y desconociendo la de Gabor. Consistía en
agregar un haz de referencia, pero por detrás de la placa. Que solamente fue reconocida
en 1962, cuando la holografía fue noticia, y entonces la técnica de Denisyuk quedó
como la primera que podía permitir la visualización de imágenes holográficas con
luz blanca. El desafío actual de la holografía consiste poder registrar holográficamente
con luz blanca, siendo que ya se ha conseguido proyectar sobre una pantalla con
luz blanca
Indice
| Loreo 3D Stereo
- 1990 | ||
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Nombre | Loreo 3D Stereo |
|
| Fabricante | Loreo Asia Ltd. | |
| Año | 1990 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 151 x 79 x 52 mm | |
| Peso | 232 g | |
| Imagen (W x H) | 24 x 36, separada vert. | |
| Lentes | PanFocus 1:11/28 | |
| Separación de lentes | Aprox. 60 mm | |
| Velocidad obturación | 1/100 | |
| Diafragma | Pinhole, aprox. f/11 (con flash) y aprox. f/16 (sin flash) | |
| Disparador | Guillotina metálica mecánica | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | | |
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| Belplasca -
1955 | ||
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Nombre | Belplasca |
|
| Fabricante | VEB Belca Werk, Dresden | |
| Año | » 1955 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 160 x 81 x 65 mm | |
| Peso | 780 g | |
| Imagen (W x H) | 28.90 x 24.30, separada vert. | |
| Lentes | Carl Zeiss Jena Tessar, 1:3.5/37.5mm | |
| Separación de lentes | Aprox. 63.20 mm | |
| Velocidad obturación | 1/200, 1/100, 1/50, 1/10, 1/5, ½, 1 seg. y “B” | |
| Diafragma | Diafragma de Iris entre lentes, ajustable de f/3.5 a f/16 | |
| Disparador | Disparador central mecánico, entre lentes. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton viewfinder con corrección parallax (approx. 0,60x) | |
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| Sputnik - 1960 | ||
|
Nombre | Sputnik |
|
| Fabricante | LOMO (URSS) | |
| Año | » 1960 | |
| Tipo de Cámara | Médium Format Reflex | |
| Tamaño (W x H x D) | 154.1 x 101.2 x 93.4 mm | |
| Peso | 890
g | |
| Imagen
(W x H) | 55.3 x 55.4, separada vert. | |
| Lentes | Lomo T-22, 1:4.5/75mm | |
| Separación de lentes | Aprox. 63.58 mm | |
| Velocidad obturación | 1/125, 1/60, 1/30, 1/15 y “B” | |
| Diafragma | Diafragma de Iris entre lentes, ajustable de f/4.5 a f/22 | |
| Disparador | Disparador central mecánico, entre lentes. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Reflex viewfinder con lentes 1:2.8 | |
| Focusing | Manual, 1.3m - Infinito | |
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| Verascope 1946 | ||
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Nombre | Verascope |
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| Fabricante | Jules Richard, Paris (Francia) | |
| Año | » 1946 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 160 x 80 x 56 mm | |
| Peso | 929 g | |
| Imagen (W x H) | 29.50 x 24.00, separada vert. | |
| Lentes | Som
Berthiot Paris Flor Tessar, 1:3.5/40mm | |
| Separación de lentes | Aprox. 63.20 mm | |
| Velocidad obturación | 1/250, 1/100, 1/50, 1/25, 1/10, 1/5, ½, 1 seg. , “B” y “T” | |
| Diafragma | Diafragma de Iris entre lentes, ajustable de f/3.5 a f/16 | |
| Disparador | Disparador central mecánico, entre lentes. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton viewfinder con corrección parallax (approx. 0,50x) | |
| Notas | Esta cámara podía sacar fotos en modo mono (no estéreo). | |
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| Kin-Dar - 1954 | ||
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Nombre | Kin-Dar |
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| Fabricante | Zinder Co, Wisconsin (USA) | |
| Año | 1954 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 165 x 69 x 52-55 mm | |
| Peso | 539 g | |
| Imagen (W x H) | 25.90 x 23.30, separada vert. | |
| Lentes | Steinheil
Manchen Cassar, 1:3.5/35mm | |
| Separación de lentes | 70.90 mm | |
| Velocidad obturación | 1/125, 1/60, 1/30, 1/15 y “B” | |
| Diafragma | Diafragma de tipo Lamellar, ajustable de f/3.5 a f/16. | |
| Disparador | Guillotina metálica mecánica | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton Viewfinder (aprox. 0.5x) | |
| Focusing | Manual,
76 cm - Infinito | |
| | | |
| Kodak Stereo - 1954 | ||
|
Nombre | Kodak Stereo |
|
| Fabricante | Eastman Kodak, NY (USA) | |
| Año | » 1954 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 176 x 73 x 61 mm | |
| Peso | 688 g | |
| Imagen (W x H) | 22.65 x 25.00, separada vert. | |
| Lentes | Kodak
Anaston Lens, 1:3.5/35mm. | |
| Separación de lentes | 70.00 mm | |
| Velocidad obturación | 1/200, 1/100, 1/50, 1/25 y “B” | |
| Diafragma | Diafragma de Iris entre lentes, ajustable de f/3.5 a f/22 | |
| Disparador | Disparador de tipo lamellar, entre lentes. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Optical
reflex Vievfinder (aprox. 0.25x) | |
| Focusing | Manual,
76 ft - Infinito | |
| | | |
| ImageTech 3D fx - 1996 | ||
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Nombre | ImageTech 3D fx |
|
| Fabricante | 3D
Image | |
| Año | 1996 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 143 x 70 x 38 mm | |
| Peso | 168 g | |
| Imagen (W x H) | 17.30 x 23.80 | |
| Lentes | Lentes de plástico, 1:9.5/27mm | |
| Separación de lentes | 18.50, 37.00 | |
| Velocidad obturación | Fijo a 1/100 seg. | |
| Diafragma | Fijo a f/9.5. | |
| Disparador | Guillotina mecánica metálica. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton Viewfinder (aprox. 0.6x) | |
| Focusing | Fijo, 1.2m - Infinito | |
| | | |
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Nombre | Reopta Stereo Mikroma II |
|
| Fabricante | Meopta, Czechoslovakia | |
| Año | » 1965 | |
| Tipo de Cámara | 16 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 142 x 53 x 48 mm | |
| Peso | 417 g | |
| Imagen (W x H) | 12.92 x 11.70 mm | |
| Lentes | Reopta Mirar, 1:3.5/25mm. | |
| Separación de lentes | 63.60 mm | |
| Velocidad obturación | 1/100, 1/50, 1/25, 1/10, 1/5 seg. y “B” | |
| Diafragma | De tipo Iris entre lentes, ajustable de f/3.5 a f/22 | |
| Disparador | Guillotina mecánica metálica. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton Viewfinder (aprox. 0.7x) | |
| Focusing | Fijo | |
| | | |
| View Master Stereo Color (Mark
II) | ||
|
Nombre | View
Master (Mark II) |
|
| Fabricante | AKA | |
| Año | 1962 | |
| Tipo de Cámara | 35 mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 160 x 96 x 50 mm | |
| Peso | 595 g | |
| Imagen (W x H) | 13.10 x 11.20 mm | |
| Lentes | Rodenstock
Trinar, 1:2.8/20mm, clip-on filters. | |
| Separación de lentes | 64.54 mm | |
| Velocidad obturación | Posición “I”: (1/30, 1/45 y 1/60 seg.) y “B” | |
| Diafragma | Lamellar detrás de las lentes, ajustable de f/2.8 a f/22 | |
| Disparador | Guillotina mecánica metálica en frente de las lentes. | |
| Carga de película | Manual | |
| Viewfinder | Newton Viewfinder (aprox. 0.9x) | |
| Focusing | Fijo | |
| | | |
Indice
Imagetech | 3D Image Technology, Inc. Georgia
30091-4300, USA |
| Loreo | 47,
Teléfono:
(020) 7935 2580 |
| Distribuidor en España: Casanova
Foto | |
| Vivitar | Vivitar
Corp Newbury
Park CA., 91320 |
A continuación se verá el catálogo de máquinas actuales de que disponen cada uno de los anteriores fabricantes. Cabe destacar que las diferencias de precio entre los diferentes modelos no varían sustancialmente, rondando los 60€ cada máquina.
El último modelo sacado por esta compañía fue el ImageTech 3D Trio, modelo sacado dos años después del modelo visto en la sección anterior (ImageTech 3D fx)
| ImageTech 3D Trio | ||
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Año | 1998 |
|
| Tipo de Cámara | 135
cartridge, DX coded | |
| Film | ASA 200, 400 o 800 | |
| Tamaño (W x H x D) | 140 x 74 x 47 mm | |
| Peso | 231g | |
| Imagen (W x H) | 17.58 x 23.09 mm | |
| Lentes | Matched
glass lenses, 1:5.6/30mm. | |
| Velocidad obturación | Fijo a 1/100 seg. | |
| Diafragma | Automático, f/5.6 y f/11 | |
| Carga de película | Manual | |
| Focusing | Fixed
focus, de 1.2m al infinito | |
| Flash | Flash
incorporado. Guide number 16 (metric) | |
| Contador | Aditivo, de 1 a 23, reset automático | |
| Baterías | Dos pilas de 1.5V, (tipo AA, Alcalinas o de Manganeso) | |
| Precio Orientativo | 60 – 70 $ (60 – 70 €) | |
| Cámara | Características
Básicas |
Photokit
MK II 3D | Visión Paralela |
|
|
Usa film standard
de 35mm |
|
| |
|
321 Mono-Stereo 3D Cam | Visión Cruzada |
|
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Permite sacar fotos tanto mono como stereo (en cualquier momento) |
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| |
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3D Lens in a Cap | Visión Paralela |
|
|
Convierte una cámara SRL normal en una cámara 3D |
| | |
A continuación se verán con más profundidad las características de cada una de ellas con más profundidad:
El funcionamiento de esta cámara 3D, nueva versión de la anterior Loreo 3D Photokit (1990), es bastante similar al de una cámara de 35mm normal; De hecho, como ya se ha comentado, usa una película ordinaria de 35 mm 400 ISO , y por tanto no requiere un tratamiento de revelado especial. El revelado final, en papel 3R o 4R, mostrará la imagen doblemente, lo que permitirá verla en estéreo (usando un visor 3D). La cámara incorpora espejos de cristal reflectores y lentes esféricas, que proporcionan una mayor nitidez de imagen.
| Loreo Photokit MK II 3D Cam 2002 | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Cámara | 35
mm Standard film | |
| Film | ASA 200, 400 o 800 | |
| Tamaño (W x H x D) | 158 x 80 x 53 mm | |
| Peso | 228g/8oz | |
| Imagen
(W x H) | 24 x 36 mm | |
| Lentes | Twin
28mm aspheric lenses | |
| Velocidad obturación | 1/90 y 1/60 s | |
| Diafragma | f/11 con flash f/18 en condiciones de luz normales | |
| Carga de película | Manual | |
| Focusing | Pan focus de 2.5 pies (0.75 m) al infinito | |
| Flash | Flash incorporado, sistema de activación manual. Máxima efectividad: 1.5 m – 2.5 m | |
| Contador | Progresivo con reset automático | |
| Baterías | Dos pilas de 1.5V, (tipo AA, Alcalinas o de Manganeso) | |
| Precio Orientativo | 60 – 70 $ (60 – 70 €) | |
Además la cámara incluye un visor para facilitar la visión 3D de las fotografías tomadas.
| Visor Loreo 3D Deluxe Stereo Viewer | |
| Tamaño de impresión | Standard
3R (9 x 12.5 cm) o 4R (10 x 15 cm inches) |
| Tamaño del visor (W x H x D) | 159
x 120 x 38 inches |
| Peso del visor | 342g/12oz |
| | |
El siguiente dibujo muestra las diferentes partes de
la cámara:
Esta cámara 3D ha sido desarrollada principalmente para usuarios sin experiencia previa en el campo de la fotografía 3D, de hecho también puede sacar fotografías 3D. Debido a las restricciones causadas por este doble modo de funcionamiento, usa el método de visión cruzada (al contrario que la MK II).
| Loreo 321 Mono-Stereo 3D Cam | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Cámera | Mono
– Stereo 35mm | |
| Film | ASA 200, 400 o 800 | |
| Tamaño (W x H x D) | 148 x 88 x 90 mm | |
| Peso | 242g/12oz | |
| Imagen
(W x H) | 24 x 36 mm | |
| Lentes | Twin
35mm f/5.6 | |
| Velocidad obturación | 1/90 | |
| Diafragma | F/5.6 con flash, f/11 en condiciones de luz normales | |
| Carga de película | Manual | |
| Focusing | Pan focus de 2.5 pies (0.75 m) al infinito | |
| Flash | Flash incorporado, sistema de activación automático. Máxima efectividad: 1.5 m – 3.75 m | |
| Contador | Progresivo con reset automático | |
| Baterías | Dos pilas de 1.5V, (tipo AA, Alcalinas o de Manganeso) | |
| Precio Orientativo | 60 – 70 $ (60 – 70 €) | |
Este modelo también incorpora un visor:
| Visor Loreo 3D Deluxe Stereo Viewer | |
| Tamaño de impresión | Standard
3R (9 x 12.5 cm) o 4R (10 x 15 cm inches) |
| Tamaño del visor (W x H x D) | 135 x 152 x 63 mm |
| Peso del visor | 230g/8oz |
| | |
Este accesorio se acopla a una cámara SLR normal convirtiéndola en una cámara 3D. Las fotografías obtenidas pueden ser visualizadas con el visor Deluxe o mini de Loreo o incluso mediante el ordenador. También existe la posibilidad de acoplarlo a algunas cámaras digitales.
| Loreo 3D Lens in a Cap | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Lentes | 3D, visión paralela | |
| Sistema de Lentes | 38 mm, f11, 2 elementos | |
| Film | 35
mm Standard film | |
| Tamaño (W x H x D) | 104 x 65 x 60 mm | |
| Peso | 100 g | |
| Imagen (W x H) | 24 x 36 mm | |
| Diafragma | Sliding
disc, f11 y 22 | |
| | Manual | |
| Focusing | Pan focus de 2.5 pies (0.75 m) al infinito | |
| Cámaras acoplables | Pentax K, Canon EOS, Nikon F, Olympus OM | |
| Precio Orientativo | 90 $ (90 €) | |
Esta cámara, fabricada por Vivitar, tiene unas características muy similares a las de la cámara 321 de Loreo. Usa una película estándar de 35mm; también es capaz de realizar fotografías 2D. También puede ser usada para fabricar stereo cards, que pueden ser visualizadas con antiguos estereoscopios.
| Vivitar 3D | ||
|
Año | 2001 |
|
| Tipo de Cámera | Mono – Stereo 35mm | |
| Tamaño (W x H x D) | 148 x 88 x 90 mm | |
| Peso | 203g/8oz | |
| Imagen
(W x H) | 24 x 36 mm | |
| Lentes | Twin
35mm f/5.6 | |
| Velocidad obturación | 1/90 | |
| Diafragma | F/5.6 con flash, f/11 en condiciones de luz normales | |
| Carga de película | Manual | |
| Focusing | Pan focus de 5 pies (1.50 m) al infinito | |
| Flash | Flash electrónico incorporado, sistema de activación automático. Máxima efectividad: 1.5 m – 3.75 m | |
| Contador | Progresivo con reset automático | |
| Baterías | Dos pilas de 1.5V, (tipo AA, Alcalinas o de Manganeso) | |
| Precio Orientativo | 60 – 70 $ (60 – 70 €) | |
Además, también incluye un visor, para facilitar la visión de imágenes 3D:
| Visor Vivitar 3D | |
| Tamaño de impresión | Standard
3R (9 x 12.5 cm) o 4R (10 x 15 cm inches) |
| Tamaño del visor (W x H x D) | 135 x 152 x 63 mm |
| Peso del visor | 152g/6oz |
| | |
Indice
Apec
La empresa APEC (Artificial Parallax Electronics Corp.), fundada en 1995, se dedica al diseño y producción de hardware para desarrollo 3D como cámaras estéreo y adaptadores:
www.apec.com.tw/English/default.asp
www.apec.com.tw/English/3d_digital_lab.htm
| Dual CCD-Camera | ||
| Esta cámara, destinada al uso industrial, dispone de dos cámaras CCD sincronizadas para la captura de vídeos 3D, de esta manera se generan dos señales individuales (pero sincronizadas de vídeo) correspondientes al ojo derecho e izquierdo respectivamente. Además con el producto se incluye un mezclador que permite combinar las dos señales tomadas por la cámara en una única señal de vídeo. Así el producto contiene:
Enlace:
http://www.apec.com.tw/English/3D%20digital/3D_digital.asp
| ||
| Cámara | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Sensor | Sensor CCD ¼” | |
| Tamaño (W x D x H) | 47 x 92 x 43 mm | |
| Peso | 185 g | |
| Imagen (W x H) | NTSC
512 x 492 PAL
512 x 582 | |
| Salida |
Field-Sequencial | |
| Mezclador | ||
|
Señal de vídeo | NTSC y PAL | |
| Conector de entrada | 2 Composite (BNC) | |
| Conector de salida | 1 Composite (BNC) | |
| Formato de salida | Field-Sequential | |
| Consumo | 100 mA | |
| Tamaño
(W x D x H) | 47 x 92 x 43 | |
| Peso | 185 | |
| Gafas
3D | ||
|
LCS Shutter Size (mm) | 50 x 30 | |
| Imágenes por segundo | 150 imágenes / seg. | |
| Peso | 75 | |
| Longitud del cable | 2 m | |
| Peso | 185 | |
| 3Dcam – 1000 | ||
| Esta cámara, también destinada al uso industrial, proporciona vídeo 3D de alta calidad gracias a sus dos lentes sincronizadas, con enfoque y zoom manual, y a su parallax ajustable http://www.apec.com.tw/English/3D%20digital/3D_digital_Dual-Lens%203D%20Video%20Camera.asp | ||
| Características | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Señal | NTSC y PAL | |
| Tipo de sensor | Interline
CCD, 1/3” | |
| Tamaño (W x H x D) | 130
x 60 x 150 mm | |
| Peso | 1.6 kg | |
| Imagen Efectivo (H x V) | 768
x 494 (410.000 pixels) | |
| H,V Sysnc | H:15.734Hz
V:59.94Hz,(H:15.625Hz) | |
| Sistema de escaneo | 2:1 Entrelazado |
|
| Salida de vídeo | VBS
1.0p-p 75 Ohm | |
| Consumo | 7W a 12V | |
| Zoom | f8
– 48mm [x6] | |
| Lentes | f4.8 | |
| Salida | Field-sequential Frame
Sequential | |
| 3Dcam – 3000 | ||
| Esta cámara proporciona vídeo 3D de calidad superior al modelo 1000. Dispone de 6 CCD y dos lentes sincronizadas con zoom. | ||
| Características | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Señal | NTSC y PAL | |
| Tipo de sensor | Color CCD 1/3” 3CCD x 2 | |
| Píxeles | 420.000 x 6 | |
| Zoom | Óptico x10 (control síncrono y eléctrico). | |
| Separación del color | RGB
prism separation | |
| Imagen Efectivo (H x V) | 768 x 494 (420.000 píxel) | |
| Salida | Field-sequential Frame
Sequential (Horizontal
750 TVs) | |
http://3d.itri.org.tw/english/default.htm
| 3DTech Camera | ||
| Aunque no se trata de una cámara estéreo propiamente dicha esta cámara, según el tipo de necesidad que tengamos, nos puede ser útil ya que proporciona información 3D (distancias en el mundo real) sobre el entorno de forma rápida y fiable. Incluye un localizador láser, la propia cámara digital, lentes, flash y un proyector | ||
| Características | ||
|
Año | 2002 |
|
| Tipo de Señal | NTSC y PAL | |
| Tipo de sensor | Color CCD 1/3” 3CCD x 2 | |
| Píxeles | 3072 x 2048 | |
| Distancia de medición | 800 mm | |
| Rango de medición | 360mm(X)x240mm(Y)x200mm(Z) | |
| Resolución | 0.12mm(X)x0.12mm(Y)x0.2mm(Z) | |
| Velocidad de captura | 25.000 puntos/tiempo, captura de imagen cada 1/30 seg. Tiempo de proceso 30 seg. | |
| Color | RGB (8 bits cada componente) | |
| Enlace
| http://3d.itri.org.tw/english/default.htm
| |
| LK-33 | ||
| Esta cámara, diseñada especialmente para la producción de vídeo 3D, dispone de dos lentes sincronizadas con capacidad de enfoque de 8 a 80 mm y de 6 chips CCD (uno izquierdo y uno derecho para cada uno de los 3 colores primarios) | ||
| Características | ||
|
Vertical video freq. | 120
Hz |
|
| Resolución | 700
TVL | |
| Scanning
lines | 525 (R), 525 (L) – entrelazado | |
| Sistema óptico | f1.4, prisma RGB | |
| Sensor de imágen | FIT
CCD (6 chips) H722
x V492 407.000
pixels aprox. | |
| Área sensible efectiva | 6.4
mm (H) x 4.8 mm (V) | |
| Señal de salida | NTSC
Composite Y/C
output. Component
output. RGB
output. Audio
output | |
| Velocidad obturación | 1/100, 1/120, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000 | |
| Dimensión (W x H x D) | 185 x 175 x 8.27 mm | |
| Peso | 4.3 kg | |
| Enlace | http://www.ikegami.com/br/products/others/lk33.html http://members.aol.com/stereo3dtv/cameras.html | |
www.digitalmodel.com (en español)
| Cam3000 | ||
| Esta cámara permite crear fácilmente vídeos tanto en 2D como en 3D, pudiéndola utilizar incluso en endoscopios, microscopios y en telerrobótica, así como en cualquier aplicación científica que requiera la utilización de técnicas estereoscópicas. Además es compatible con la mayoría de dispositivos de vídeo, pudiendo aceptar una amplia gama de formatos de grabación (VHS, S-VHS, 8 mm, Hi-8, NTSC). No requiere hardware mezclador ni visualizador. | ||
| Características | ||
|
Salida | Directa a TV NTSC estándar Stereo o mono |
|
| Resolución de salida | 640 x 480 | |
| Tipo de sensor | Interline
transfer Hyper (HAD) CCD – 768H x 493V | |
| Velocidad obturación | 1/1000 seg. | |
| Conectores | Dual BNC | |
| | R11 remote control connector | |
| Enlace | ||
| | | |
| Cam3030 | ||
| Esta cámara presenta dos cámaras Panasonic WV-E550, (3CCD cada una, 800 líneas de resolución horizontal, procesador DSP, zoom 16x), sincronizadas electrónicamente que permiten un control ajustado de las dos lentes. Además tanto en modo manual como automático el enfoque y el diafragma son controlados a la vez, de manera que se podrá modificar la luz y profundidad en escenas sin que se note ningún tipo de corte. La separación de las cámaras es ajustable para escenas hypo, normal y hyper estéreo. | ||
| Características | ||
|
Sensor | 2x3
Interline Transfer ½” CCD |
|
| Tipo de señal | NTSC
768H x 494V | |
| Velocidad de obturación | 1/100, 1/250, 1/500, 1/1000, 1/2000, 1/4000, 1/10000, manual (1/62 a 1/15000) | |
| Distancia focal | 6.7 – 107 mm | |
| Zoom | 16X | |
| Diaframa | f1.7 – f22 | |
| Salidas | RGB S-Video Composite NTSC | |
| Enlace | http://www.digitalmodel.com/productos/camaras3d.html | |
| | | |
| StereoImagingSC-WA Stereo Video | ||
| Debido a sus reducidas dimensiones y a su bajo consumo, es una de las cámaras más curiosas. Sus ámbitos de aplicación principales son:
| ||
| Características | ||
|
Año | 2001 |
|
| Tipo de Señal | NTSC y PAL | |
| Tipo de sensor | Color CMOS 1/3” | |
| Píxeles | NTSC:
510H x 492V PAL:
628H x 582V | |
| Frecuencia de salida | 30 frames/segundo (por canal) | |
| Lentes | f/2.4 (f-stop) | |
| Separación estéreo | 18 mm (similar a la humana, IPD Inter Pupillary Distance) | |
| Tamaño | 54 x 54 x 40 mm | |
| Conectores de vídeo | Composite (RCA) o S-video | |
| Enlace
| ||
Indice
La visión estereoscópica tiene como objetivo la obtención de información sobre un determinado espacio 3D mediante el uso de imágenes estereoscópicas; es decir, obtener informaciones descriptivas del entorno de un sujeto que éste normalmente recibiría a través de sus ojos. Así, además de la información que podamos obtener con un tipo de cámara normal, se podrá calcular también la profundidad de la materia respecto a las dos cámaras de observación.
La principal ventaja de la visión estereoscópica es que no requiere de ningún tipo de equipo especial, a diferencia de otros medios, y que además incide en el conocimiento del sistema binocular humano. De todas formas, su gran inconveniente es que requiere una gran cantidad de computación.
Básicamente consiste en obtener dos imágenes de una misma escena, desde dos puntos de vista ligeramente diferentes, después se establece la correspondencia entre puntos de las dos imágenes que corresponden a un mismo punto de la escena tomada, de esta forma mediante una sencilla triangularización puede hallarse fácilmente la distancia de este punto a las cámaras.
Pero cabe remarcar que este proceso presenta algunos problemas:
- Para conseguir establecer una correspondencia entre puntos entre las dos imágenes y finalmente poder obtener la distancia del punto a la cámara, antes es necesario definir el modelo de la cámara para hallar los parámetros que relacionen las coordenadas de la imagen en pixels con las correspondientes a algún sistema de referencia del mundo real, en unidades métricas (calibración).
- La obtención de los puntos que se corresponden en ambas imágenes (matching) es el mayor problema de la estéreo visión debido a su ambigüedad, ya que un punto de una imagen puede corresponder a cualquier punto de la otra. Para reducir estas ambigüedades se utilizan una serie de restricciones geométricas y físicas para tratar de reducir la ambigüedad de la correspondencia, las más utilizada es la restricción epipolar, basada en la geometría relativa del sistema estéreo, así podemos trasformar nuestro sistema específico de cámaras en uno ideal de cámaras paralelas, de manera que los puntos correspondientes se hallen en la misma línea en ambas imágenes; para así, facilitarnos los cálculos.
- Una vez se ha realizado el matching, el cálculo de la profundidad es inmediato. Este paso solo plantea algún problema de implementación práctica, ya que se obtiene mediante un sistema de ecuaciones sobredeterminado. El inconveniente puede ser que el número de puntos para el que se halló la correspondencia sea escaso, lo que obliga a realizar una interpolación para la obtención del mapa de profundidades deseado.
De esta forma, una vez se ha realizado la correspondiente calibración y el matching, podemos obtener con relativa facilidad mediante el siguiente sistema. Suponiendo un sistema ideal, con dos cámaras modelo pin-hole, idénticas y perfectamente alineadas (sobre el plano XY), podemos calcular la coordenada Z, mediante la fórmula:
,
donde
es la
distancia focal de las lentes de la cámaras, B es la distancia entre las cámaras,
y x1, x2 son las coordenadas del objeto en cada cámara.
Pero en la práctica no
se suele presentar esta situación ideal, ya que posiblemente interesará que las
cámaras formen un ángulo determinado (con el objetivo de definir un campo común
más idóneo para la aplicación), tampoco hay garantías de que los planos imagen
(los detectores) y las correspondientes ópticas estén también alineadas. Por tanto
eso implica que las relaciones entre las coordenadas X-Y-Z de un punto de la escena
y las coordenadas X-Y de su proyección no son las teóricas supuestas, y por tanto
también deberán obtenerse mediante algún procedimiento de calibración.
Por
ejemplo, en el método de calibración de la matriz perspectiva, la relación
entre coordenadas en el mundo y en la imagen no es función explícita de los parámetros
del sistema de cámaras 
, sino
que viene dada por una matriz de calibración que incluye todos los aspectos del
mismo (modelo óptico, factores de escala, rotaciones y translaciones de los planos
imagen). Así, la calibración consiste en tomar imágenes de un cierto número de
puntos cuyas coordenadas espaciales son conocidas, este número de puntos suele
ser elevado, y se minimiza el error mediante mínimos cuadrados.
Existen dos tipos básicos de algoritmos de matching:
- Basados en características: Consiste en la extracción de puntos de interés en la imagen (normalmente bordes), sobre los que se llevan a cabo el matching propiamente dicho.
- Basados en área: llevan a cabo la correlación de los niveles de gris en ventanas de las distintas imágenes, considerando que en los entornos de puntos correspondientes los patrones de intensidad deben ser similares. La ventaja de este método es que actualmente existen dispositivos orientados al procesamiento de imagen capaces de llevar a cabo convoluciones y correlaciones en tiempo real, con un rendimiento muy superior al de procesadores de propósito general.
EL objetivo de la calibración es determinar los parámetros que definen el modelo elegido. Este proceso consta de 3 etapas básicas: la primera consiste en la elección del modelo físico, determinando las ecuaciones matemáticas que lo describen, para después proceder a la captura de imágenes proyectando puntos, cuya situación espacial es conocida con elevada precisión sobre el plano sensor, estableciendo así una correspondencia unívoca entre puntos 3D del mundo y puntos 2D sobre el plano sensor. Finalmente se realiza la estimación resolviendo un sistema de ecuaciones por mínimos cuadrados no lineales, tomando como objetivo minimizar el error cuadrático medio.
Para llevar a cabo la calibración de una cámara normalmente dispondremos de un objeto patrón, o elemento de referencia, del cual se conocen las coordenadas de algunos de sus puntos (puntos de calibración o de control). Al tomar una imagen, se realiza una proyección perspectiva que convierte las coordenadas 3D del mundo en coordenadas 2D de la cámara, el objetivo de esta etapa es obtener mediante métodos de Visión artificial las coordenadas 2D de la cámara y obtener unos ficheros de puntos de control que contienen datos numéricos dispuestos en cinco columnas (las tres primeras son las coordenadas 3D y las dos últimas las coordenadas del plano imagen o 2D) y tantas filas como puntos de control haya. Después se procede al cálculo de los parámetros intrínsecos y extrínsecos del conjunto cámara, óptica y digitalizador (usando ecuaciones de colinealidad).
El objeto de calibración es una pieza clave a la hora de obtener resultados precisos en la medida, normalmente se suele usar un elemento tridimensional, en el cual destacan una serie de puntos, de los cuales se conoce su posición espacial (puntos de control), al captar el elemento en una imagen, un algoritmo de extracción de características localiza los puntos y los reconoce, estableciendo una asociación entre coordenadas del mundo (x, y, z) y coordenadas de la imagen (x, y) para cada uno de los puntos.
Es importante que el elemento de calibración esté construido con buena precisión; tanto las incertidumbres de las coordenadas del mundo como las del algoritmo de extracción de características afectaran al cálculo de los parámetros intrínsecos y extrínsecos con fidelidad. Lo más habitual es esté formado por uno o varios planos sobre los cuales se serigrafían figuras geométricas de forma conocida; como puntos de control se suelen tomar sus vértices o sus baricentros.
En la siguiente figura podemos observar un ejemplo de objeto de calibración, donde las cuatro esquinas de cada uno de los cuadrados negros que tiene cada cara son los puntos de calibración usados.
De todas formas, también existen técnicas que en lugar de utilizar objetos de calibración 3D utilizan en su lugar mallas 2D colocadas en diferentes orientaciones, para así poder obtener las correspondencias de puntos.
Indice
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Proporciona información sobre reconstrucción 3D a partir de imágenes 2D |
| |
Ofrece información sobre cámaras 3D y otros productos relacionados (visores, accesorios, etc.) |
| |
Página web del fabricante de cámaras stereo Loreo |
| |
Página web del fabricante de cámaras stereo Vivitar |
| |
Página web del fabricante de cámaras stereo Argus |
| |
Ofrece información general sobre la fotografía 3D (estereoscópica), su historia, teoría, ejemplos, inventario de cámaras antiguas, enlaces, etc. |
| |
Esta página ofrece información teórica sobre cámaras SLR. |
| |
Stereoscopic Scanning es el nombre de una empresa alemana dedicada a la investigación en el campo de las imágenes estereoscópicas. Básicamente se centran en la generación de imágenes estereoscópicas mediante el uso de escáneres de mesa (bedflat scanners). |
| |
Este documento explica los pasos y las dificultades que surgen a la hora de realizar una reconstrucción 3D a partir de imágenes estereoscópicas. |
| http://laurel.datsi.fi.upm.es/~fsanchez/tesis/03Vision3D.pdf | |
| |
Fragmento de una tesis doctoral de estudio de la obtención de información 3D a partir de imágenes estereográficas. |
| |
iRobot es una empresa dedicada al mundo de la robótica. |
| |
Stereoimaging se dedica principalmente al diseño de cámaras y microscopios estéreo. Además disponen de asistencia en español. |
| global.kyocera.com/application/automotive/auto_its/stereo_camera.html | |
| |
En el segundo enlace podemos encontrar información sobre el uso de cámaras 3D aplicadas al mundo de la automoción. |
| |
Empresa alemana dedicada al estudio del movimiento. |
| |
Empresa dedicada al diseño y fabricación de hardware 3D. |
| |
Empresa dedicada al mundo del análisis 3D. |
| |
Empresa desarrolladora de productos y servicios relacionados con la estereoscopia. |
| |
Empresa distribuidora de productos 3D (VREX). Está en español. |
| | |