Persepsi kedalaman

viewing when the two overlapping photos are used with a stereoscope. In addition, from 20 to 40 percent lateral (side) overlap is allowed when...

0 downloads 4 Views 5MB Size
Persepsi kedalaman stereoskopik penting sekali dalam fotogrametri, karena dimungkinkan pembentukan suatu model stereo tiga dimensional dengan jalan memasang sepasang foto yang bertampalan. Menentukan tinggi obyek dan ketinggian medan dapat dengan pengukuran paralaks foto udara tegak.

 Di dalam kegiatan sehari-hari, secara tidak sadar kita mengukur kedalaman atau menilai jarak sejumlah besar objek di sekitar kita melalui proses pengamatan normal.  Metode pendugaan kedalaman dapat dibedakan atas metode stereoskopik atau monoskopik.  Orang dengan pandangan normal (yang mampu melihat dengan dua mata secara serentak) dikatakan memiliki penglihatan binokuler.

Bersyukur manusia dilengkapi dengan dua mata dan sistem penglihatan yang benar-benar menakjubkan. Untuk melihat obyek sampai sekitar 20 kaki (6 sampai 7 meter) jauhnya, dengan sistem penglihatan binokular (binocular vision) = penglihatan di mana kedua mata digunakan bersama-sama. Kata binokular = (bini = ganda) + (oculus = mata). Dua mata terpisah sekitar 2 inci (5 cm) Dengan binocular vision memungkinkan kita dengan mudah mengatakan dengan akurasi yang baik seberapa jauh suatu objek. Kita bisa menangkap bola yang dilempar kearah kita dengan pengliharan binokuler, cobalah jika mata ditutup satu untuk menangkap bola yang dilempar.

PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Sensasi “kedalaman” yang kita rasakan ketika melihat gambar 3D adalah BUKAN dihasilkan oleh alat viewer3D atau kamera 3D, melainkan hasil olahan otak saat menerima informasi yang berbeda sudut pandang dari masing-masing retina mata kiri dan kanan.

https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Kemampuan mata untuk memfokus pada objek yang berbeda jaraknya disebut akomodasi (accomodation). untuk memenuhi formula bagi jarak objek jarak yang berbeda, panjang fokus lensa berubahubah.

Untuk mengamati objek berjarak jauh maka otot lensa kendor dan menyebabkan permukaan bola lensa menjadi lebih datar. Ini menyebabkan bertambah besarnya panjang fokus untuk memenuhi formula lensa dan menyesuaikan jarak objek yang jauh. Untuk pengamatan objek berjarak dekat, cara kerja sebaliknyalah yang terjadi.

1. Linear perspective pengurangan bertahap ukuran gambar karena jarak objek meningkat/semakin jauh.

http://www.angelfire.com/ok/szalonalaska/psyc101.html

2. Interposition Penempatan - pemblokiran sebagian dari objek yang lebih jauh oleh benda dekat

ukuran dan tinggi relatif memberikan urutan kedalaman berbagai tokoh (semua objek pada lukisan mempunyai tingkat dan ukuran yang sama)

3. Relative size ukuran objek yang lebih kecil pada retina ketika berada jauh mata

Objects are drawn smaller as they move further away from the viewer.

Objects are drawn smaller as they move further away from the viewer

4. Height in the field - also called relative height Objek menjauhi cakrawala kesan makin jauh

the horizon

5. Shading and shadow kesan cembug atau cekung karena pencahayaan dari atas

It's about shadows.

Eduard Imhof (1895 – 1986), Prof. of Cartography at ETH Zurich.

6. Motion parallax Obyek yang jauh akan muncul lambat dibandingkan dengan objek dekat bahkan ketika keduanya bergerak pada kecepatan yang sama. Gerak paralaks juga dapat disebabkan oleh gerakan kepala pengamat. Benda yang paling dekat dengan pengamat akan muncul untuk bergerak lebih cepat daripada yang lebih jauh.

http://www.moillusions.com/stereo-3d-animated-images/

7. Binocular disparity Tingkat perbedaan gambar tergantung pada sudut paralaks.

8. Accomodation and Convergence Akomodasi (accomodation) adalah kemampuan mata untuk memfokus pada objek yang berbeda jaraknya. Konvergensi = mata saling mendekat.

P.S. First picture is that of accomodation and the third one shows convergence.

9. Aerial perspective the haziness of distant objects

10. Texture gradient

stereo vision can be achieved by: 1. optical systems 2. anaglyph technique 3. polarisation

Left eye PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Right eye

Sistem Warna (Anaglyph): Merah / Hijau atau Merah / Biru

dua gambar yang ditampilkan pada layar, satu merah dan lainnya dengan warna biru (atau hijau). Filter pada kacamata hanya mengizinkan satu gambar untuk masuk ke setiap mata, bagian merah dari gambar terhalang oleh lensa hijau dan sebaliknya. Ini memungkinkan dua retina untuk membentuk dua gambar yang berbeda dan karenanya ilusi optik kedalaman diciptakan.

https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Sepasang gambar diambil dari eksposur yang berbeda sehingga objek muncul di kedua gambar ( gambar 1 dan gambar 2 ) . Ketika menonton titik pada gambar kiri dengan mata kiri , dan gambar kanan dengan mata kanan ( titik A, a dan titik B, b seperti yang ditunjukkan pada gambar ). Sudut parallactic (beda sudut pandang) dibuat dari jarak yang berbeda untuk objek tentu berbeda ( θ1 > θ2 seperti yang ditunjukkan dalam gambar), sehingga kesan stereo diproduksi dengan reorganisasi otak kita ) .

Stereo model diagram of Toupienkeng River, Taiping City, Taichung County (source: Satellite Information Research Center, Cheng Kung University)

Anaglyph

Anaglyph

Anaglyph

Polarisasi

Di Disney World, Universal Studios, dan tempat 3D lainnya, metode yang disukai dan paling populer adalah dengan menggunakan lensa terpolarisasi karena memungkinkan melihat warna secara jelas. Dua proyektor disinkronkan pada proyek dua pandangan masing-masing ke layar, masing-masing dengan polarisasi yang berbeda. Kacamata hanya mengizinkan salah satu gambar ke setiap mata karena mengandung lensa dengan polarisasi yang berbeda. Kacamata terpolarisasi pasif beroperasi atas dasar yang sama seperti kacamata anaglyph, hanya saja kacamata ini lebih kepada menyaring gelombang cahaya daripada warna. Dengan kacamata 3D terpolarisasi, setiap mata hanya memproses satu gambar. sehingga pikiran kita tertipu untuk memadukan dua gambar menjadi satu, menciptakan kesan 3D. https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Digital Photogrammetric Workstation with a polarization screen and polarizing glasses

Temporal separation

http://www.google.com.gt/patents/US20010043265

SVD20A Flicker-Free Stereoscopic Video Display System

Split Prinsipnya mata kiri hanya melihat pasangan foto sebeleh kiri dan mata kanan hanya melihat pasangan foto sebelah kanan saja. Alat yang biasanya dipergunakan untuk melihat bentuk tiga dimensi pasangan foto udara adalah stereoskop. Fungsinya adalah mengatur agar mata kiri hanya melihat pasangan foto sebelah kiri dan mata kanan hanya melihat pasangan foto sebelah kanan saja.

Pararel view, berarti mengusahakan mata kiri hanya melihat foto kiri dan sebaliknya mata kanan hanya melihat foto sebelah kanan dari 2 foto kiri dan kanan yg diletakan berdampingan.

Kekurangan cara ini adalah keterbatasan ukuran gambar (lebar) , Lebar gambar tidak boleh melebihi jarak antara kedua pupil manusia. Bila terlalu lebar, gambar kiri dan kanan tidak akan 'bergabung' oleh pandangan pengamat.

kesan 3Dimensi didapat dari informasi dari kedua mata yg memiliki paralax (beda sudut pandang)

https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Hasil dari pengambilan foto di atas tentu akan berupa gambar yg kembar tetapi tidak sama persis. Perhatikan: terdapat perbedaan jarak masing-masing object di dalam foto kiri (hasil dari kamera kiri) dan kanan (hasil dari kamera kanan).

https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Foto kembar di atas akan terlihat lebih jelas perbedaan sudut padangnya bila kita tampilkan foto kiri dan kanan secara bergantian. Perhatikan object mana yg terjadi pegeseran tempat karena perbedaan sudut pandang.

Hal ini mirip bila kita memejamkan mata kiri dan mata kanan secara bergantian Nantinya, kedua foto tsb HARUS dilihat oleh masing-masing mata dng posisi yg benar. Maksudnya foto kiri HARUS dan HANYA dilihat mata kiri saja, begitu juga sebaliknya foto kanan untuk kanan saja.Terbalik melihat foto -foto tsb akan membuat „kebingungan‟ dan bila diteruskan akan menyebabkan kepala menjadi pusing. https://gambar3dimensi.com/about/prinsip-sederhana-foto-stereoskop/

Untuk dapat memandang foto stereoskopik, maka mata harus melakukan akomodasi dan konvergensi. Akomodasi adalah pengaturan fokus lensa mata. Kita dapat memfokuskan mata ke jarak 150 mm sampai tak terbatas. Akomodasi yang normal untuk menulis dan membaca adalah 250 mm. Konvergensi berarti mengarahkan garis pandang dari kedua mata kesatu titik. Biasanya akomodasi dan konvergensi berjalan bersamaaan. Bila kita mengakomodasikan ke jarak tertentu, otomatis kita juga mengkonvergensikan mata ke jarak tersebut.

Akomodasi (mata), penyesuaian mata untuk melihat atau memfokuskan yang dilihat. Konvergensi = mata saling mendekat.

Otak menilai tinggi gedung itu dengan mengasosiasikan kedalaman ke titik A dan B dengan sudut paralaktik masing-masing Фa dan Фb.

Foto dari dua stasiun pemotretan dengan gedung di daerah tampalan

Jika mata memandang ke seluruh daerah tampalan, otak menerima kesan tiga-dimensional atas medan secara berkesinambungan atas sudut paralaktik yang berubahubah bagi titik gambar yang jumlahnya tak terhingga yang membentuk medan itu. Dengan demikian maka model tiga-dimensional disebut model stereoskopik (stereoscopic model) atas secara singkat model stereo (stereomodel), sedang pasangan foto yang bertampalan disebut pasangan stereo (stereopair).

Mengamati gedung secara stereoskopik

Persepsi kedalaman adalah hasil melihat dua titik secara simultan. Kedua kesan itu kemudian dibaurkan dan diterjemahkan oleh otak sedemikian sehingga kita mendapat kesan tiga dimensi dari ruang.

A B

A’

C

B’

C’

Kode No. Huruf 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26

Jarak Pemisah (mm)

Ukuran foto yang dapat dilihat bentuk tiga dimensinya terbatas sekitar 6 cm x 10 cm. Stereoskop saku mempunyai lensa posistif. Lensa-lensanya biasanya mempunyai perbesaran 2,5 kali. Stereoskop ini memeliki kelemahan yang sama seperti pemakaian mata telanjang, yaitu jarak antara titik yang berpasangan tak boleh melebihi panjang basis mata (basis mata rata-rata = 64 mm).

Pocket stereoscope

PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Principles of Aerial Photography Stereo and Non-Stereo Imagery Stereoscopic imagery is the result of overlap, which is the amount by which one photograph includes an area covered by a neighbouring photograph. Air photo coverage is generally designed to provide about 60 percent forward overlap between photographs. This allows stereoscopic, or 3D, viewing when the two overlapping photos are used with a stereoscope. In addition, from 20 to 40 percent lateral (side) overlap is allowed when complete coverage of an area is required. For mapping, inventory and vegetation studies, for example, a survey is flown in a series of to-and-from parallel strips with side overlaps between strips over the entire area. For non-stereoscopic coverage, used in crop sampling or pollution detection, the photographer may choose a 20 percent forward overlap.

Artificial stereoscopic vision • To observe a stereoscopic pair, the aerial photos must be – separated – viewed with parallel eye axes

• Our eyes must therefore be – accommodated at 250mm (separated prints) – converged to infinity (parallel eye axes)

• This cannot be done naturally !! PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Syarat-syarat foto stereoskopik : a. foto-foto tersebut harus ada meliput daerah yang sama

b. sumbu kamera harus terletak kurang lebih pada satu bidang datar c. ratio B/Z (rasio tinggi basis) harus sepadan (0,002 - + 2) dimana : B = jarak antara stasiun-stasiun pemotretan (basis udara) Z = tinggi terbang Nilai ideal dari B/Z tidak diketahui, tetapi mungkin tidak jauh dari 0,25 tergantung pada objeknya.

d. Skala kedua foto kurang lebih sama. Perbedaaan maksimal 15%. Untuk pengukuran perbedaan skala maksimal 5% e. Diperolehnya beda paralaks

P2‟

P1

P1’

P2

Penggaris

P1

P1’ 15 cm

Pinggir meja

23 cm

Mirror Stereoscope (Topcon, Inc.)

Mirror stereoscope

PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Pocket Stereoscope

Mirror Stereoscope

Parallax Angle

Psuedoscopic Vision

Vertical Exaggeration

• VE = ( B / H ) / ( b / h) • where: B is the air base; H is the height of the aircraft above the ground; b is the eye base (approximately 6 cm) and h is the distance from the eye at which the stereo model is perceived (approximately 45 cm)

Stereoscopic viewing system

Stereo-pair example

Southern Image PoRS 2006 - Dr. Norman Kerle

Northern Image