Стереоскопия изображения объекта в различных масштабах.

Стереоскопия - способ получения стереоизображений, при котором обеспечивается условия одновременного рассмотрения объекта двумя глазами, имитирующие естественное бинокулярное зрение. Стереоскопическое зрение обеспечивает наилучшее восприятие структуры объекта, пространственного расположения отдельных его элементов. Стереоизображение может быть записано в виде стереопар, стереофильмов, стереотелевидения и пр. Устройства для просмотра стереизображений - стереоскопы, стереокинотеатры, компютерные программы (VRML).

Для нормального стереоскопического зрения необходимо следующие условия: нормальное функционирование глазодвигательной системы глаз; достаточная острота зрения и не очень большая разница в остроте правого и левого глаз; малое различие в масштабах изображений в левом и правом глазах. Неравенство размеров или различный масштаб изображений, получаемых на сетчатках правого и левого глаз при рассматривании одного и того же объекта, называется анизейконией. Она является одной из причин неустойчивости или отсутствия стереоскопического зрения. В основе ее чаще всего лежит различие в рефракции глаз.

35. Способы стереоскопического измерения аэрокосмоснимков и модели местности. Стереокомпаратор. Координаты и параллаксы точек стереопары.

Стереофотограмметрия - раздел фотограмметрии, изучающий методы и приемы полного описания объектов путем определения их формы, размеров и пространственного положения по фотографическим изображениям этих объектов. Ее методы находят применение не только в топографии, но и для решения широкого круга задач не топографического характера - изучения деформации сооружений, при архитектурных обмерах и т. п.

Два смежных перекрывающихся снимка образуют стереопару и позволят построить фотограмметрическую (стереоскопическую) модель- пов из совокупности точек пересечения соответственных проектирующих лучей.

Модель местности может быть построена в любом удобном масштабе. Она не разрушится, если обе связки одновременно, не меняя их взаимного положения, развернуть или наклонить в произвольном направлении. Следовательно, модель местности может быть построена в любой удобной координатной системе, а затем преобразована в нужную, используя для этого включенные в нее опорные точки или иные данные. Эта операция называется внешним (геодезическим) ориентированием.

Взаимное ориентирование - установление снимков в то взаимное положение, которое имело место во время съемки. Это обеспечивает построение модели местности. С учетом этого для построения модели и определения по ней пространственных координат точек необходимо выполнить:

• внутреннее ориентирование аэроснимков (построение связок);

• взаимное ориентирование снимков;

• построение модели местности;

• внешнее ориентирование модели:

• определение координат отдельных точек или составление карты. Совокупность перечисленных операций называют двойной обратной фотограмметрической засечкой.

Стереоскопическое зрение.Рассматривая предметы двумя глазами, мы видим их рельефными. точка JI - левый глаз, П - правый глаз= ЛП - базис зрения(65 мм). Предметы А и В на рисунке видны под параллактическими углами би в. ЛА>ЛВ; б < в. Чем более удален предмет от наблюдателя, тем меньше параллактический угол. Человек способен различать степень удаления предметов при параллактических углах больше 30", что соответствует ЛА-450 м (при ЛП=65 мм). Стерео эффект можно получить также, если одновременно рассматривать 2 фотографии одного предмета, снятые из 2 различных точек (рис).

Правила расположения аэроснимков под стереоскопом. Стерео эффект может быть получен при рассматривании общих частей двух смежных перекрывающихся аэроснимков. При рассматривании двух контактных отпечатков с одного и того же негатива, стерео эффект получить нельзя. Один снимок помещают под левым окуляром стереоскопа, другой - под правым. Наблюдатель должен заметить идентичные точки и контуры на перекрывающихся частях аэроснимков и двигая снимки, добиться совмещения двух изображений. При этом важно правильно расположить начальные направления - линии, соединяющие главную точку снимка с изображением главной точки смежного снимка на данном снимке (они должны быть на одной прямой линии, параллельной базису зрения наблюдателя). Если правильно расположенные снимки начать одновременно вращать вокруг их центров, то при a = 90° и a = 270° изображение будет казаться плоским. При a = 180° получается обратный стерео эффект (возвышенности как впадины и наоборот). Стерео эффект получится также, если переменить местами левый и правый снимки, не поворачивая их.

Монтаж фотосхем для стерео рассматривания (способ В. В. Кончина и Н.Н. Опалева). При продольном перекрытии 50 - 60% из одного комплекта аэроснимков можно изготовить 2 фотосхемы. Перед началом монтажа снимки раскладывают по номерам и добиваются совмещения идентичных точек. Затем разрезают каждый снимок (поперек направления маршрута) так, чтобы разрез проходил через центр (гл точку) каждого снимка. Этот разрез проходит также посредине тройного перекрытия (т.е. посредине части фотоизображения, общей для трех смежных снимков).Одновременно приходится разрезать 3 снимка, и каждый снимок оказывается разрезанным на 4 части (снимки в начале и конце маршрута - на 3 части). Для монтажа исп только средние части снимков (2 л, 2 п, 3л, 3п и т. д.), узкие полоски по краям не исп. Из этих частей монтируют две фотосхемы (только из левых частей (2 л+3 л +4 л +5 л) и только из правых (1 п +2 п +3 п +4 п). Эти две фотосхемы составляют стерео пару. Если для монтажа исп трансформированные снимки, то качество стереоэффекта будет выше.

Определение превышений по снимкам.При стерео рассматривании аэроснимков мы видим пространственную модель местности. Вертикальный масштаб этой модели значительно преувеличен, но является величиной постоянной. Точка Ал - изображение какой-то контурной точки А на левом снимке стереопары, точка А_п - изображение той же точки на правом снимке. Горизонтальным параллаксом р_А точки А называется разность координат точек: р_А = У'_А-У''_А

Точно так же горизонтальный параллакс другой точки В определится по формуле: P_B⁼Y' _B -Y"_B

Разность высот h_AB точек А и В пропорциональна разности горизонтальных параллаксов этих точек: h=k*Ap_AB,где Ар_лв=Рл-Рв - разность параллаксов точек А и В; к - параллактический коэфициент. Значение к может быть вычислено для данного снимка, если на нем есть точки, разность высот которых известна (ех, взята с карты). Измеряют параллаксы двух точек, вычисляют разность их параллаксов и, зная превышение, находят к по формуле: к=км/Ар мм. Следует произнести определение к по нескольким значениям h для разных точек и из полученных значений к взять среднее.

Способы измерения стереопар снимков. основаны на св-вах монокулярного или стереоскопического зрения и делятся на 2 группы: - монокулярные; стереоскопические. Независимо от способа применяемых приборов в поле зрения необходимо ввести измерительную марку, с пом которой осуществлялось бы визирование на выбранные точки снимков. Кроме того, измерительная марка либо снимки должны иметь необходимые движения, связанные с каким-либо мерным устройством. Чтобы отчетливо видеть марку на фоне снимков различной плотности, исп светящиеся марки разных цветов. Монокулярные способы исп в осн для измерений координат точек одиночных снимков и выполняются монокулярно с исп монокомпараторов или универсальных измерительных микроскопов. При стереоскопическом рассматривании фотоснимков и марок наблюдатель будет одновременно видеть мнимую пространственную модель и одну мнимую марку вместо двух действительных. Перемещение марок в плоскости фотоснимков параллельно глазному базису вызовет изменение положения мнимой марки по глубине и в плане. Благодаря этому мнимую марку можно совместить с любой точкой видимой модели. Очевидно, что при совмещении мнимой марки с точкой модели, действительные марки m1, m2 будут находиться в соответственных точках стереопары. Учет величин перемещения действительных марок позволяет измерить координаты и параллаксы точек пары снимков. Чтобы наблюдатель мог видеть модель, необходимо выполнить одно из основных условий получения устойчивого стереоэффекта – каждый глаз должен видеть изображение только одного фотоснимка. Точность измерений зависит от многих причин(инструментальные погрешности прибора, ошибки фотоснимков, их разрешающая способность; точность визирования на контурные точки фотоснимков). Точность визирования зависит от: остроты зрения наблюдателя, увеличения оптической системы прибора, качества и размера измерительных марок, их контраста относительно изображения, освещенности снимков и модели и т.п.

Способы наблюдения и измерения стереопар цифровых снимков. Осущ путем формирования на экране дисплея компьютера фрагментов левого и правого снимков стереопары с изображениями измерительных марок. Методы. Стереоскопическая наблюдательной системы в виде зеркально-линзового стереоскопа, его устанавливают перед экраном дисплея, в левой части которого формируют изображение левого снимка, а в правой - правого снимка стереопар. Анаглифический метод на экран дисплея одновременно выводится наложенные др на др фрагменты левого и правого снимков стереопары, первый окрашивают в синий, а второй в красные цвета. Перед левым глазом оператора устанавливают красный светофильтр, а перед правым глазом – синий. В этом случае оператор левым глазом наблюдает только левый снимок, а правым только правый. Возможна так же комбинация красного и зеленого, зеленого и синего светофильтров. Затворные очки перед глазами установлены жидкокристаллические фильтры, которые при подаче на них напряжения по команде компьютера становятся непрозрачными. Стереоскопическое наблюдение снимков проводится так: на экране дисплея попеременно выводятся фрагменты левого и правого снимков. При выводе левого изображения правый фильтр непрозрачен, а при выводе правого, левый непрозрачный. Поляроидный метод перед дисплеем устанавливается поляроидный экран, по команде компьютера, изменяющий ориентацию плоскости поляризации. Перед глазами оператора в очках устанавливаются поляризационные фильтры с взаимно-перпендикулярными плоскостями поляризации. На экран дисплея переменно выводятся фрагменты левого и правого снимков. При выводе левого снимка ось поляризации экрана устанавливается параллельной оси поляризации левого фильтра очков, а при выводе правого снимка параллельной оси поляризации правого фильтра. В этом случае левым глазом наблюдается только левый снимок, а правым только правый.

Пралакс-величина которая изменяется. П=П1-П2.Цель-дает высотную отметку тк разность высот h_AB точек А и В пропорциональна разности горизонтальных параллаксов этих точек: h=k*Ap_AB,где Ар_лв=Рл-Рв