INFORME DE FOTOGRAMETRIA CONTROL DE VISION ESTEREOSCOPICA
PRESENTADO A: ING. JOSE MANUEL MARIÑO GüECHA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER INGENIERIA FORESTAL MALAGA 2013 INTRODUCCION
La estereoscopía es cualquier técnica capaz de recoger información visual tridimensional y/o crear la ilusión de profundidad mediante una imagen estereográfica, un estereograma, o una imagen 3D (tridimensional). La ilusión de la profundidad en una fotografía, película, u otra imagen bidimensional se crea presentando una imagen ligeramente diferente para cada ojo, como ocurre en nuestra forma habitual de ver. El ser humano por naturaleza posee la capacidad de apreciar, que en el entorno en el cual se mueve, los objetos se encuentran a diferentes distancias y poseen diferentes volúmenes. Debido a la separación de nuestros ojos, obtenemos dos perspectivas de cada uno de los objetos que observamos, es decir obtenemos imágenes con pequeñas diferencias entre ellas, a lo que denominamos disparidad. Existe un proceso denominado estereopsis en donde gracias a la forma en que nuestro cerebro procesa e interpreta diferencias, percibimos la sensación de profundidad, lejanía o cercanía de los objetos que nos rodean. La prueba de visión estereoscópica determina la capacidad visual de cada uno y pone en práctica el concepto de imagen tridimensional a partir de un esquema bidimensional, con el fin de adquirir agudeza visual importante en el campo de la ingeniería.
OBJETIVOS
GENERAL
Adquirir conocimientos del uso, manejo y características de los estereoscopios. ESPECIFICOS
Distinguir imágenes bidimensionales de imágenes tridimensionales. Ejercitar la concentración para adquirir agudeza visual y una mejor interpretación de imágenes en el estereoscopio.
MARCO TEORICO
HISTORIA DE LA ESTEREOSCOPIA
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»1
_______________________________________________________________________________ 1 Perales López, Francisco José, 2004; Introducción a la estereoscopia. CONCEPTOS BASICOS
VISION ESTEREOSCOPICA
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. AsI, la fotografía 3D consiste en tomar dos pares de fotografías separadas por una distancia igua l 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. PROCESOS BIOLOGICOS
Los dos ojos, al estar situados en posiciones diferentes, recogen cada uno en sus retinas una imagen ligeramente distinta de la realidad que tienen delante. Esas pequeñas diferencias se procesan en el cerebro para calcular la distancia a la que se encuentran los objetos mediante la técnica del paralaje. El cálculo de las distancias sitúa los objetos que estamos viendo en el espacio tridimensional, obteniendo una sensación de profundidad o volumen. Por lo que si tomamos o creamos dos imágenes con un ángulo ligeramente distinto y se las mostramos a cada ojo por separado, el cerebro podrá reconstruir la distancia y por lo tanto la sensación de tridimensionalidad.
FIGURA N° 1 _______________________________________________________________________ FIGURA N° 1. Imagen sacada de la pagina web http://es.wikipedia.org/wiki/Estereoscop%C3%ADa#Principios_biol.C3.B3gicos Las variaciones verticales son indiferentes en lo que respecta a creación de sensación de volumen (a no ser que esta diferencia sea demasiado grande, en cuyo caso crearían visión doble o
desorientación). Solo las variaciones horizontales, producidas por la diferente ubicación de los ojos, originan sensación de profundidad. Debe añadirse que, si bien es la esteroscopía la principal fuente de información del cerebro para la composición tridimensional de los objetos que estamos viendo, no es la única. Existen otras fuentes de información como son el enfoque o la interpretación inteligente de las imágenes, que también son utilizadas por el cerebro.
EL ESTEREOSCOPIO
Los términos estereoscopio, estereoscópico, imagen tridimensional, de 3-D se refieren a cualquier técnica de grabación de la información visualtridimensional o a la creación de la ilusión de profundidad en una imagen. La ilusión de profundidad en una fotografía, la película, u otra imagenbidimensional son creados presentando una imagen ligeramente diferente a cada ojo. Muchas demostraciones de 3D usan este método de transportar imágenes. El estereoscopio, es decir, el aparato que presenta una doble imagen que se mezcla en nuestro cerebro como una sola imagen estereoscópica, fue inventado por Sir Charles Wheatstone en 1840.1 Es un dispositivo muy simple que consta de cuatro pequeños espejos, ubicados en forma tal que permiten desviar las imágenes correspondientes a cada ojo puestas una al lado de la otra de tal manera al verse montadas una sobre la otra dan el efecto estereoscópico o tridimensional; para ajustarse al tamaño de distintas imágenes el dispositivo tiene un eje o pivote que altera el grado de separación. Este aparato sustituye el cruzar los ojos para ver fotos o videos estereoscópicos, que para muchos que es algo difícil y/o incomodo. El Estereoscopio es usado en la fotogrametría y también para la producción de estereogramas. El estereoscopio es útil en la inspección de imágenes dadas de juegos de datos grandes multidimensionales como son producidos por datos experimentales. Además, la combinación de pares estereoscópicos de fotografías aéreas y estereoscopio es indispensable en la cartografía geológica. Este método permite la visualización de estructuras como pliegues y fallas que de otro modo exigirían un complicado trabajo sobre el terreno. Existen diversos tipos de estereoscopios siendo los más comunes los estereoscopios de bolsillo y los de espejo. Los estereoscopios de bolsillo consisten en dos lentes de poco aumento, separados entre si unos 6,50 cm. (la distancia interpupilar); poseen la ventaja de ser pequeños, de fácil transporte, bajo costo y buena claridad de imagen. Como inconvenientes tenemos que son incómodos a la hora de trabajar mucho tiempo, generan un pequeño campo visual y la incomodidad de realizar anotaciones debido a su baja altura.
FIGURA N° 2 ESTEREOSCOPIO DE ESPEJOS
Los estereoscopios de espejo poseen dos lentes con aumento, con la distancia interpupilar regulable, además de dos prismas de reflexión que transmiten el haz luminoso transmitido a su vez por unos espejos laterales que reflejan toda o casi toda la zona de estereovisión. Este aparato lleva incorporado unos prismas de aumento extra, lo que permite definir un gran nivel de detalle; poseen la ventaja de la cómoda postura del observador, gran campo visual y fácil anotación de los datos. Los inconvenientes radican en su tamaño, que lo hacen difícil de transportar, ya que son preferentemente utilizados en gabinete y no en campo o expediciones, y son de un costo muy superior.
FIGURA N° 3 _______________________________________________________________________________ FIGURA N°2 Imagen tomada de la pag web www.gisiberica.com FIGURA N°3 Imagen tomada de la pag web www.didaciencia.com
PRACTICA N° 1 CONTROL DE VISION ESTEREOSCOPICA Material necesario
Estereoscopio de bolsillo
Tabla de prueba de Zeiss de figuras estereoscópicas
Formulario de "Control de visión estereoscopica"
Procedimiento 1. Coloque la Tabla Zeiss en posición normal de lectura bajo el estereoscopio de bolsillo. 2. Observe a través de los lentes del estereoscopio y obtendrá una perspectiva tridimensional de las figuras. Las figuras las apreciarán a diferentes alturas o planos de profundidad. Las figuras son círculos de diferente tamaño en cuyo interior están dibujados
una serie de elementos pictóricos colocados a diferentes alturas.
FIGURA N° 4 Tabla de prueba de Zeiss 3. En primer lugar precise la profundidad relativa (altura), de cada una de las figuras de los
círculos y determine su secuencia. Cada xirculo esta representado por una letra o número en el formulario. Posteriormente en el circulo 1, determine la secuencia en la altura de sus elementos pictóricos y anótela, repita la operación en cada uno de los círculos.2
________________________________________________________________________ 2. Pacheco A. Carlos E, Pozzobon B. Ennio N, 2011, Manual de ejercicios de laboratorio. Fotogrametria y fotointerpretacion
CONCLUSIONES
Los principios teóricos ayudan a comprender a profundidad el uso, manejo y características de los equipos utilizados en la experiencia práctica (estereoscopios). La concentración juega un papel importante en la interpretación de imágenes estereoscópicas. La destreza visual en la interpretación de imágenes estereoscopias se logra cuando cada ojo ve la imagen que debe ver y esto se da a través de la practica constante.
WEBGRAFIA
http://sophia.javeriana.edu.co/~cbustaca/Realidad%20Virtual/material/clase14/estereoscopi a.pdf http://www.serbi.ula.ve/serbiula/librose/pva/Libros%20de%20PVA%20para%20libro%20digi tal/Manual%20fotogrametria.pdf http://ing.unne.edu.ar/dep/goeciencias/fotointer/pub/teoria2011/parte01/ve.pdf http://dmi.uib.es/~abasolo/cursorealidad/paco/Estereoscopia.pdf
