KVU / UF3D
3D fotografie a alternativní techniky ve fotografii

Postprodukce stereoskopických snímků

Podobně jako ve 2D fotografii nemusíme ani ve stereofotografii zobrazovat přímo snímky z kamery; před zobrazením je můžeme různě korigovat a kompenzovat nedokonalosti kamerové sestavy, případně displeje. Na rozdíl od 2D fotografie nekorigujeme dva nezávislé snímky, ale jeden stereopár; musíme se proto zajímat, jaký vliv má úprava na 3D vjem.

Základní úpravou, podobně jako ve 2D fotografii, je geometrická korekce - ořez/výřez, rotace, korekce perspektivního zkreslení apod. Další základní úpravou je korekce barevnosti; obvykle nám půjde o srovnání barevného podání levého a pravého snímku. Zvláštním případem korekce barevnosti je odstranění přeslechů, jemuž věnujeme celou podkapitolu. Úpravy mohou být rovněž lokální, za všechny jmenujme retuš.

Geometrické korekce

Mezi geometrické korekce počítáme zejména

Korekce můžeme dělat s trojím úmyslem:

Při všech typech korekcí musíme dbát zejména na korektní práci s disparitou. Obvykle se korekcemi snažíme dosáhnout stavu, kdy horizontální disparita je v rozumných mezích (nevzniká silný konflikt akomodace-vergence, oči pokud možno nedivergují) a vertikální disparita prakticky neexistuje (resp. je menší než 1°).

Ořez obrázků děláme u obou snímků stejný, nebo vědomě odlišný. Důsledky odlišností v ořezu snímků jsme již důkladně probrali v diskusi o virtuálním rámu (floating window) 3D obrazu.

Změna velikosti by měla být ideálně u obou snímků stejná. Pokud jsou totiž oba snímky bezchybné, vzniká nestejnou změnou velikosti vertikální disparita, které se snažíme vyhnout. Úmyslně různá změna měřítka se tedy využije jen při korekci nestejných zorných úhlů (ohniskových vzdáleností) levé a pravé kamery. Také je zřejmé, že zvětšením snímků se zvětšují rozdíly mezi levým a pravým snímkem; zvětšováním disparit se také zvětšuje hloubka vnímaného obrazu. Při zvětšování obrazu (zejména po ořezu) musíme dát pozor, aby disparity nepřekročily únosnou mez.

Vlevo původní stereopár obsahující výhradně horizontální disparity.
V pravém stereopáru se zvětšil levý (červený) snímek, čímž vznikla nežádoucí vertikální disparita

Neproporcionální změna velikosti se samostatně využívá výjimečně; rozumně se dá použít ve spojení s lichoběžníkovou korekcí. Je třeba si jen uvědomit, že vertikální změna měřítka mění jen vertikální disparitu, tedy u bezchybných snímků nemění vjem hloubky. Horizontální změna velikosti samozřejmě mění horizontální disparitu a tím i vjem hloubky. Jelikož mírně rozdílné zvětšení ve vodorovné a svislé ose je obvykle akceptovatelné (cca do 5 %), dá se nepatrné zúžení obrazu použít pro mírnou záchranu stereoskopických snímků s příliš velkou horizontální disparitou.

Rotace se prakticky využije jen při korekci nestejné "orientaci horizontu" obou snímků (tj. kamery jsou různě pootočené vzhledem k osám objektivů). Jsou-li totiž oba snímky bezchybné, tj. s nulovou vertikální disparitou, vzniká jakoukoliv rotací vertikální disparita. V extrémním případě, otočení o 90°, se dokonce původně horizontální disparita zobrazuje jako vertikální disparita. Musíme si tedy uvědomit, že orientace snímku je jednou provždy dána spojnicí levé a pravé kamery, úpravou snímků ji nelze změnit. Při stereoskopickém snímání proto musíme obzvlášť pečlivě kontrolovat, zda je horizont vodorovný a svislice svislé; zatímco u obyčejné 2D fotografie je velmi snadné snímkem v postprodukci pootočit, u 3D je to mnohem složitější.

Vlevo původní stereopár obsahující výhradně horizontální disparity.
Vpravo stereopár po rotaci - vznik vertikání disparity je nevyhnutelný

Vzájemný posuv snímků také samozřejmě použijeme při korekci nesprávného rozestavení levé a pravé kamery; vliv je ale velmi omezený. Naproti tomu vzájemný horizontální posuv bezchybných snímků je nejběžnější geometrickou korekcí. Vzájemným horizontálním posuvem totiž určujeme, který stereopár (levý a pravý obraz konkrétního bodu scény) se bude zobrazovat v rovině displeje. Při vzájemném posuvu je opět nutné dát pozor na velikost disparity. Rovněž víme, že posunem scény směrem k divákovi (levý snímek doprava, pravý doleva) dochází k efektu miniaturismu, posunem scény od diváka (levý snímek doleva, pravý doprava) dochází k efektu gigantismu.

Lichoběžníková korekce a perspektivní korekce se obvykle zaměňují, i když jde o různé typy transformace. Bohužel je obvykle k dispozici jen jedna, lichoběžníková. Začněme proto s popisem od ní.

Víme, že čtverec fotografovaný běžným fotoaparátem "ze strany" vypadadá jako lichoběžník. Při normálním sbíhavém postavení kamer (toe-in) proto vzniká vertikální disparita - lichoběžníky jdou "proti sobě".

Takto by mohly snímky vypadat před korekcí

Lichoběžníková korekce není nic jiného, než změna měřítka obrazu ve svislém směru; zatímco ale levá strana obrazu může být například svisle zmenšena na 50%, pravá strana může být zvětšena třeba na 150%. Střed obrázku bude v daném příkladu zvětšen přesně na hodnotu v polovině mezi 50% a 150%, tj. na 100%; svislá velikost přesně uprostřed snímku se tedy nemění. Tato deformace obrázku pochopitelně změní obdélník na lichoběžník; a pochopitelně některé lichoběžníky změní v obdélníky. Pokud bychom na levý a pravý snímek použili lichoběžníkovou korekci velkou "tak akorát", zřejmě by se oba lichoběžníky změnily na obdélníky a vertikální disparita by měla zmizet.

Takto by mohly snímky vypadat po lichoběžníkové korekci

Na obrázku ale vidíme, že není vyhráno. V původních snímcích neležely průsečíky úhlopříček v levém a pravém snímku na stejném místě, existovala mezi nimi horizontální disparita. Ta pochopitelně lichoběžníkovou korekcí nezmizí. Po korekci sice zmizely vertikální disparity, ale původně plochý čtverec se zdeformoval - zatímco rohy budou ležet v rovině displeje, střed bude "vyboulený" před displej nebo za něj.

Problému se nevyhneme ani tehdy, seřídíme-li při normálním sbíhavém postavení (toe-in) kamery tak, aby měly průsečíky úhlopříček nulovou disparitu.

Snímky pořízené normálně sbíhavými kamerami zaměřenými na střed čtverce

Nyní má sice má střed čtverce nulovou disparitu, ale levé a pravé strany čtverce ve snímcích nejsou zarovnané, tj. vznikla mezi nimi horizontální disparita. Lichoběžníková korekce tudíž ponechá horizontální disparitu na levé a pravé hraně čtverce (a odstraní vertikální disparitu) a prostředek čtverce ponechá beze změny. Při pozorování stereoskopického obrazu proto budou levý a pravý okraj čtverce v jiné hloubce než jeho střed, čili čtverec se bude jevit prohnutý.

Skutečné snímky po lichoběžníkové korekci

Pozorný čtenář si jistě všiml zdánlivé chyby: jestliže se v korigovaném snímku jeví levý a pravý snímek jako vzájemně posunuté obdélníky, jak se může průsečík úhlopříček v levém a pravém snímku nacházet na stejném místě plátna? Reakce je snadná: skutečně je tomu tak. Z toho ale jednoznačně plyne, že "úhlopříčky" po lichoběžníkové korekci již nejsou úsečkami, ale nepatrně zakřivenými oblouky. Divák si toho těžko všimne, ale je dobré o tomto překvapivém důsledku vědět.

A co je tedy perspektivní korekce? Matematické detaily si říkat nebudeme; je to zkrátka taková korekce, která uvedenými neduhy lichoběžníkové korekce netrpí. Po pravé perspektivní korekci vypadají snímky jako po fotografování v kipovaném sbíhavém nastavení (tilt-shift) - samozřejmě až na hloubku ostrosti snímku, žádná jednoduchá korekce obrazu totiž nedokáže korektně napodobit Scheimpflugův princip ostření při naklopení standarty. Lichoběžníkovou korekci poznáme od pravé perspektivní snadno: zatímco lichoběžníková korekce nemění souřadnici x bodů ve snímku, pravá perspektivní korekce ji mění.

Snímky po pravé perspektivní korekci

Jak jsme již v úvodu řekli, naprostá většina grafických editorů pravou perspektivní korekci neumí, obvykle perspektivu koriguje lichoběžníkovou korekcí. Nutno povědět, že pro 2D snímky není rozdíl podstatný a pro drobné korekce v 3D snímcích je rozdíl také zanedbatelný. Větší korekce 3D snímků už ale pravou perspektivní korekci vyžadují, zejména je-li vergenční úhel kamer velký. Taková situace, jak uvidíme později, běžně nastává při přípravě pro vícepohledový displej, například pro lentikulární snímky.

Přeslechy a jejich odstranění

Několikrát jsme tiše naznačili, že oddělení levého a pravého snímku brýlemi nemusí být dokonalé, čili pravé oko může částečně vidět levý snímek a naopak. Technicky se jev, kdy do užitečné informace prosakuje neužitečná, nazývá přeslechem. Konkrétní důvody vzniku přeslechů ve stereoskopickém zobrazení jsou zjevné:

Jelikož přeslechy se vyskytují v každém skutečném zařízení, navrhují se metody, jak jejich vliv potlačit. Metodu potlačení přeslechů ve 3D reprodukci ("duchů" v obraze, odtud termín ghost-busting) si vysvětlíme na anaglyfickém obrazu. Dejme tomu, že levý snímek obsahuje čtverec, pravý snímek kruh - tyto snímky samozřejmě netvoří stereopár, ale k vysvětlení principu jsou dobré. Ideálně by levé oko mělo vidět jen čtverec, pravé jen kruh:

Nahoře snímky pro pravé a levé oko,
dole pohled ideálními červeno-azurovými anaglyfickými brýlemi.

V praxi ale oči částečně uvidí i druhý obraz:

Nahoře snímky pro pravé a levé oko, dole pohled reálnými anaglyfickými brýlemi.

Problém je obzvlášť patrný vinou černého pozadí: i nepatrný přeslech je na něm spolehlivě vidět. Vyřešit jej můžeme fintou za cenu omezení kontrastu obrazu.

Víme, že levé oko uvidí tmavý kroužek na černém pozadí, což je špatně. S kroužkem nic neuděláme, s pozadím ovšem můžeme. Kdyby totiž levé oko vidělo tmavý kroužek na stejně tmavém pozadí, nebylo by schopno kroužek objevit. Místo černého pozadí bychom tedy mohli použít pozadí o něco světlejší:

Nahoře špatně upravené snímky pro pravé a levé oko,
dole pohled reálnými anaglyfickými brýlemi.

To samozřejmě problém neřeší, protože světlo z pravého snímku se přičítá ke světlu levého snímku. Na místě kruhu ale můžeme v levém snímku udělat černý kruh. Pokud bude pozadí správně tmavé, přeslechy zmizí:

Nahoře dobře upravené snímky pro pravé a levé oko,
dole pohled reálnými anaglyfickými brýlemi.

Princip metody odstranění přeslechů je tedy snadný: vyrobíme verzi levého snímku se světlejším pozadím a hodně ztmavenou verzi pravého snímku. Finální levý snímek pak vznikne odečtením "tmavého pravého" snímku od "světlého levého". Míru ztmavení, resp. zesvětlení, je nutné najít pokusně pro každý reálný systém. Samotná tvorba korigovaných snímků se pak obvykle nedělá ručně, ale pomocí nástrojů v 3D programech (např. StereoPhotoMaker).

Další korekce

Dosud jsme se nezmínili o obecných korekcích barevnosti a retuši. Nic konkrétního ale o nich povědět nelze.

Stejně jako u 2D fotografie i ve stereofotografii platí, že kontrastnější snímek obvykle považuje většina diváků za lepší. Ve 3D fotografii si musíme navíc uvědomit, že černé plochy (zejména části objektů ve stínu) obsahují minimum informace k určení disparity a mozek je bude těžko vnímat jako prostorové. Kontrast tedy obecně musíme zvyšovat spíš zesvětlováním než ztmavováním. Dále si musíme uvědomit, že vyšší kontrast sice vede k lepšímu rozpoznávání disparit, ale současně také vede k větším přeslechům. Navíc vyšší kontrast může být na obtíž, vzniká-li konflikt mezi akomodací a vergencí. Obvykle tedy kontrast zvyšujeme uprostřed snímků, zatímco poblíž okrajů snímků se hodí spíš kontrast menší. Obdobně by se hodilo snížit kontrast pro objekty v blízkém popředí a ve vzdáleném pozadí: na to ale musíme mít specializovaný software, který dokáže stereoskopický snímek analyzovat a vliv barevné korekce určovat v závislosti na vnímané hloubce.

Retuš ve 3D snímku je samozřejmě výrazně náročnější než retuš v obyčejné fotografii; podobně jako je obtížnější retuš ve videu. V obou případech - ve videu i ve 3D - totiž nekorigujeme několik nezávislých snímků, ale snímky související. Ve videu musíme zařídit, aby byla retuš mezi snímky konzistentní, aby retušované místo "neplavalo", nepoblikávalo apod. Obdobně ve 3D snímku musíme zařídit, aby retuš pravého a levého snímku vedla ke korektní disparitě. Celkem snadno to lze zařídit u retuše v plochách s minimem textury, naopak v bohatých a nepravidelných strukturách (listí, tráva apod.) je retuš komplikovaná. Pro kvalitní retuš je proto prakticky nutné využít specializovaný software, který umožňuje provádět retuš v pravém i levém snímku "najednou", například nějaký software pro retuš ve videu.

Zpět na hlavní stránku.