立体化视觉语言（精选七篇）
立体化视觉语言 篇1
一、3D立体技术的原理
(一) 视差原理
首先通过一个小实验来看3D立体视觉效果到底是怎样产生的:闭上一只眼睛, 拿起两支铅笔, 尝试将这两支铅笔笔头对接, 会发现这样做比较困难, 因为人的左右眼是有视差的, 单眼无法判断物体的纵深感, 也就是前后空间感, 这个视差就是3D立体技术最基本的原理。
视差导致人看物体时会产生怎样的效果呢?请你举起一只笔放在眼前, 闭上一只眼睛, 让笔对准黑板上的点之后换另外一只眼睛观看 (手举起笔的位置不动) , 你会发现手中的笔相对于黑板上的点产生了偏移, 之所以会有偏移是由于人的左右眼有一定的间距, 因此两只眼睛分别属于两个不同的视角, 从而造成用两眼分别观察同一目标时会产生细微的位移偏差。人类对物体之所以能够产生有空间感的立体视觉效果, 恰恰就是因为人以左右眼看同样的对象, 两眼所看角度不同, 在视网膜上的成像并不完全相同, 而这两个成像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近, 从而产生立体视觉。 (如图1)
(二) 视差原理在3D立体电影中的运用
立体电影即以两台摄影机模仿人左右眼的视角同时拍摄 (如图2) , 在放映时亦以两台投影机同步放映至同一面银幕上, 再运用特殊的眼镜让观众左眼看到的是从左视角拍摄的画面、右眼看到的是从右视角拍摄的画面, 这样左右眼就各看到一组不同的影像, 再通过双眼的会聚功能, 合成为立体视觉影像 (如图3) 。
如图4, 两个摄像机分别代表人的左右眼在看物体, 这三个物体我们可以理解为同一画面中的远景、中景和近景, 或是同一物体的前半部分、中间部分和后半部分。那么, 左眼看到的成像是左摄像机的图像, 右眼看到的成像是右摄像机的图像, 当以圆柱体为汇聚点将左右眼画面重叠时, 画面中球体和方体分别产生了偏移。远景的球体视差成像为左眼看到的球在画面中的左侧, 右眼看到的球在画面中的右侧, 这种视差为正视差。而近景的方体则恰好相反, 在画面中右眼看到的是左方体左眼看到的是右方体, 我们把这种视差叫做负视差。至于中景完全重合的圆柱体为零视差。这三种视差给人的视觉效果分别为:正视差=入屏, 物体看起来往屏幕后面推进形成纵深感;零视差=屏幕平面, 物体看起来在屏幕上面, 与2D影像效果一样;负视差=出屏, 物体看起来在屏幕的前面, 这是3D立体中很经典的一个效果, 我们能感受到物体从屏幕中出来, 环绕在我们身边和我们一起共同存在于现实的三维空间中 (如图5) 。以3D红蓝图片图6为例:图片中头部为出屏负视差的位置, 红线在右, 绿线在左, 脖子的部位为零视差的位置, 红绿线是完全重合的, 图像显示应该是在屏幕平面上, 而身体部分为正视差, 它的红绿线恰好与头部负视差的位置相反, 其图像显示为屏幕后面。
二、3D立体影像制作原则和观看方式
(一) 3D立体影像制作原则
进行立体制作的时候必须遵寻原则。首先是在拍摄的时候模拟人眼的左右两台摄像机的间距 (Effective Camera Distance) , 根据经验, 应该等于目标距离的1/30。其次并不是所有目标距离范围之内的物体拍摄后都具有很完美的立体成像效果, 一般目标物体的前后分别1/2的范围内为最佳范围, 也称为有效立体成像区域 (Effective stereo zone) (如图7) 。
图7中, 物体B对应的是目标物体, 物体A对应的是前目标距离的1/2处, 物体C是目标物体向后的1/2处, 在观看时如果物体A继续像人的眼镜靠近, 人将需要努力旋转眼球, 以聚焦到该物体上, 也就是通常所说的斗鸡眼, 这会引起大脑不适。同样, 球体不断向后移动的话, 人眼想要看清球体就会很困难, 从而会造成心理上的焦虑感。只有充分把握这个有效立体成像区域, 才能制作出立体效果完美而且舒适的3D立体影像。
(二) 立体影像观看方式
立体影像观看方式都要运用一定的技术和设备让观者左眼看到左摄像机拍摄的影像, 右眼看到右摄像机拍摄的影像, 两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠后就现出3 D立体效果。目前观看方式种类较多, 只有一种为全息式裸眼3D, 其他都需要带上各自不同的立体眼镜, 配合各自的显示设备才能观看 (如图8) 。
三、3D立体技术作为三维动画视觉语言新特征的体现
三维动画视觉语言主要通过画面语言、镜头语言、剪辑语言构成。画面语言, 主要是指构成视觉形象的各种因素和方式, 如造型、材质、动作、光效、色彩、特效等体现创作构思的各种手段和技法的总和。而3D技术无疑是一个新的手段, 它使角色造型的视觉感和形象冲击力更强, 对场景造型而言它所营造的虚拟“真实”感、空间感能够充分地烘托主体, 在强烈的远近层次空间帮助下主体的突出显得更轻松和有力度。而镜头语言离不开摄像机也离不开全景、中景、近景、特写的基本规则和推、拉、摇、移的镜头运用, 但3D立体技术与普通的三维动画的制作不同, 需使用两台摄像机才能得出类似左右眼观察到的画面, 这也为镜头增添了新的语言表达方式。剪辑语言主要是通过镜头组接的顺序, 镜头持续时间的长短, 和镜头移动的轴线与节奏的控制来实现的, 3D立体技术则对镜头长短、画面主体的运动方向、场景转换、节奏的掌握等做出了新的判断和要求。
四、3D立体技术如何优化动画视觉语言
3D立体技术营造的离奇而震撼的视觉效果恰恰能与动画艺术夸张、变形、寓意和象征的特点完美结合, 因此目前的3D立体影片很大一部分为动画影片作品, 但要在整个动画影片中把3D立体用得恰到好处是很难的, 它需要在3D立体影片制作的充足经验之上, 根据动画剧本的类型、具体内容、情节的起伏等来灵活把握近景、中景、远景, 还有出屏、入屏等各个方面的“度”, 这是一个很庞大的体系。
(一) 正视差对场景空间纵深感的优化
3 D立体正视差的视觉效果是退入屏幕的后部向远处延伸, 使得远景和全景镜头的空间感更强, 并能使画面中的事物深藏画中同时富有极强的立体感和纵深感, 正视差的这种特点极大程度地对三维动画的场景纵深感起到了优化作用, 但在运用的时候也有需要掌握好度, 那就是应该在舒适的视野范围内, (如图9) , 绿色的范围就是可供采用的较舒适的视野范围。
(二) 负视差对视觉强烈冲击的优化
3D立体的负视差特点也是3D立体中很经典的一个视觉效果:出屏。下面以一个简单的情节作为例子讲解如何运用负视差才能优化视觉冲击力:在一段亲情主题的动画影片中, 其中有一段小女孩在经历种种磨难后终于与家人重逢的场面, 这一段视屏的立体效果为小女孩往前跑, 跑出屏幕, 跑向观众, 而观众呢, 在前面一系列感人情结的烘托下, 对小女孩的怜悯之爱被充分调动起来了, 这时这种出屏的目的是让观众入情入景, 想去拥抱这个跑向自己的小女孩。在这个出屏效果中有关键的几点需要把握好: (1) 出屏速度把握, 如果小女孩出屏的速度转换过快 (如图10, 不舒服转换) , 迅速来到观众眼前, 观众会有一种突如其来的攻击感, 不但不会想去拥抱反而条件反射地会躲避, 这时我们应该让出屏的转换过程在屏幕中心位置停留几秒钟 (如图10, 舒服转换) , 也就是小女孩从正视差位置跑到零视差的位置上时要停留一下, 然后再以减慢的速度出屏会有比较舒适的视觉体验。 (2) 出屏位置的把握, 也就是小女孩出屏出到哪个位置比较合适, 因为出屏的特点是离人眼越近影像越大, 如果不把握合适的位置, 小女孩出屏出得不够, 调动不了观众情感的共鸣;出屏太过, 那么来到观众眼前的就是一个巨人小女孩, 会降低观众想去拥抱她的情感, 同时还会造成视觉上和心理上的不适感。 (3) 出屏次数的把握, 在一部影片当中, 出屏的次数也应受到控制, 次数太多观众的视觉受到不断的冲击会出现头晕和疲惫感, 出屏次数就要根据具体的情节选择恰当的时机, 使得出屏为烘托情节、渲染气氛、阐释作品内涵起到画龙点睛的作用。
利用3D立体技术优化动画视觉语言的关键在于对各个视区“度”的把握与运用, 确保始终给观众建立一个正常的、统一的视觉空间。
参考文献
[1]3D立体影视技术发展与运营实践研讨会会议资料.国家广播电影电视总局广播电视规划院, 2011
[2]赖义德.三维动画的视觉语言分析.湖北工业大学硕士学位论文, 2006
[3]http://www.cnliti.com/ (3D立体中国论坛)
户外广告的视觉立体化 篇2
创意作为立体化户外广告的根本, 可以有效地提高广告的吸引力。全球户外广告大奖——奥比奖的评委, 大卫·勃恩斯坦说:“只要做好户外广告的创意, 你就已经有能力将其他所有媒体的广告做好”。由此可见, 户外媒体想要发挥创意绝非易事。目前, 好的户外广告作品并不多见, 大部分是从平面作品移植过来的, 创意无从谈起。立体化户外广告需要使用好的创意手法来丰富它的层次, 使其得到受众者的关注。
大多数的立体化户外广告受众处于动态中, 由于一般的广告受到空间和地点的制约, 所传递的信息量受到限制, 要以引起受众者的关注相对困难。所以, 立体化户外广告在考虑了创意环境因素的情况下, 更要把受众者的行为和心理作为主要内容。因为广告信息的传播状况直接受到受众者行为的影响, 因此, 立体化户外广告需要考虑到人们在不同时间里和不同心境下的具体情况来进行设计创作, 从而使受众者在观看广告后能产生互动。所以, 只有对广告受众进行全面的剖析, 才能对创造出震撼人心的立体化户外广告。
传统平面化户外广告的表现形式往往局限于平面, 容易禁锢于广告牌的条条框框中, 呈现出一种呆板、凝固的静止状态, 相对比, 立体户外广告则完全不一样, 其表现形式更为丰富, 而且日益呈现出多元化的表现趋势。首先, 立体化户外广告牢牢把握以人为本的理念精髓, 并在其广告创意方面比传统户外广告更是有过之而无不及。立体化户外广告以人为本的理念主要体现在它
对于夜晚灯光, 针对居者使用功能进行灯光设置, 如卧室是休息睡眠的地方, 不需要太亮, 书房则应该有足够的亮度, 客厅避免单调的照明灯光。每个空间尽量有主光源和辅助光源, 空间灯光设置应该做到协调统一而不单调乏味, 避免过亮或过暗。另外, 家居空间灯光颜色尽量选用暖色调或白色灯光, 尽量避免用冷光源。同时, 设置灯光应考虑对人体的健康。灯光的载体--灯具也是家居空间的点缀之一, 如:灯具的造型、布局、灯效等。我们对家居空间灯具的选择应该和整体的环境功能需求设置相适应, 需要灯具及其灯光突出质感、造型、色彩来表达一定的情感。
总之, 家居室内空间是人们休养身心的场所, 家居空间应该给人一种实用、便利、舒适、健康的环境。同时, 室内空间也体现了居者的品味操守、生活习惯和职业特点等等, 我们应该紧紧围绕“以人为本”、尊重居者、为了居者的理念来进行微观的室内空间处理, 在满足了居者人性化的室内空间的同时, 也要着重居者的个性化的室内空间要求, 真正的让“以人为本”的室内空注重受众对广告活动的参与, 重视受众对广告活动的体验过程, 强调受众对广告活动的感受。在立体化户外广告中, 广告受众者不再是单纯的接收信息的被动方, 相反, 他们是立体化户外广告的主角。
例如有一个汽车广告, 就巧妙的体用了镜子的反射原理, 将广告受众者和周围的环境一同成为广告的表现内容。只要路过的人就会看到自己正在驾驶广告中的豪华轿车, 这样就往往会激起人们去拥有这么一辆豪华汽车的欲望。受众在不经意间就已经接收了广告主所传播的信息。
其实, 立体户外广告的创意具有鲜明的互动性, 这是传统户外广告所不具备的。如果基于广告营销的角度, 传统户外广告也存在互动性, 但此互动性仅仅在广告受众对营销活动的反馈中体现, 及广告主根据反馈采取的市场行动。然而, 在互动性上, 立体户外广告与传统户外广告有着本质区别。立体户外广告的互动性旨在体现受众者与广告的主动交流, 使其与广告传播的设计思想发生碰撞。
在广告设计过程中, 通过视觉符号创建一个三维立体的视觉效果和组合, 三维的动态的形式表现出来的形象。设计战略和立体的视觉效果, 有多种方式, 多种形式, 例如打散重构、利用视错觉、光影、动态、借景、造景等手法来达到视觉立体化的视觉效果。
户外媒体外在环境是非常复杂的, 但是也提供了非常多的创意元素, 所以这些创意元素又是非常难以掌握的。利用户外媒体的这种环境, 关键是现有的建筑和环境的空间更好的融合, 打破二维空间, 并创造新的立体三维空间, 因此, 就扩大了广告空间, 从不同的水平线和多视角上去观察, 从而使立体化的户外广告发散到每个空间中去。
立体化视觉语言是一个从时间和空间的角度去探讨和展示商品与人、社会、文化等因素的相互结合, 运用立体化视觉语言, 需要产品、创意、媒介、技术的共同配合, 才能使整个广告完美呈现.总之, 一定要超越平面, 因地制宜。使广告形成无比震撼的威力, 或营造独特的艺术氛围, 立体化视觉语言使传统的户外平面广告更具有时尚性和现代性, 为户外平面广告的发展开启新篇章。
摘要：随着人类社会的不断发展和科技的快速进步, 户外广告也在不断的变化和发展, 人们对于户外广告的要求也早已不是"实用"就能满足的, 设计过程中沿用的早期规律也正被一一打破, 单一的平面符号已经无法满足受众的视觉感受和审美需求。而“立体化”视觉语言的出现使得户外广告的发展呈现出新的态势.以前的方式已不再被使用, 从而更多的是在利用不同空间, 不同形式来表达信息的方式, 而这种方式使得我们的视觉更加丰富, 更加多样化。
关键词：户外广告,立体化,立体化视觉语言
参考文献
[1]王令中.视觉艺术心理[M].北京:人民美术出版社, 2005.
[2]何洁.平面广告设计[M].北京:中南大学出版社, 1999.
[3]鲁道夫·阿恩海姆.艺术与视知觉[M].成都:四川人民出版社, 1998.
成人单纯屈光参差与立体视觉 篇3
关键词：成人单纯屈光参差,立体视觉,治疗
屈光参差是指双眼的屈光状态不同,其程度或性质有一定的差别,而单纯屈光参差是指一眼正视,另一眼为远视或近视者。屈光参差因影响双眼单视,为儿童弱视的常见原因之一,关于此类报道的文章颇多。而本文仅讨论成人单纯屈光参差与立体视觉的关系。现将本科在眼科体检过程中发现的157例单纯屈光参差的立体视觉调查分析如下。
1 资料与方法
1.1 资料
157例患者中男性97例,女性60例,年龄为15～42岁,平均年龄34岁。屈光参差在2.5D以内的128例,大于2.5D的29例。屈光参差眼裸眼视力在0.04～0.6之间,视力好眼在0.8及以上,矫正视力在1.0及以上134例,23例在0.04～0.6之间。
1.2 方法
采用《双眼立体视觉检查图》检查,立体视觉在60″以内者为正常,大于60″者为立体视觉异常。157例患者中149例患者的立体视觉均大于200″,其中200″～600〃者92例,600″～1 200″者57例,无立体视觉者8例。
1.3 治疗
对于屈光参差者采用完全矫正,对于屈光参差小于2.5D者采用框架眼镜治疗,对于屈光参差大于2.5D或不愿配戴框架眼镜者采用角膜接触镜矫正,对成人屈光不正且已稳定者可行屈光矫正手术治疗,对有斜视程度大影响立体功能恢复的患者可考虑行斜视矫正手术,同时要求患者进行立体视觉恢复训练,治疗1年后复查。
2 结果
1年后157例中有130例复查,其中经治疗后立体视觉恢复正常者102例,在60″～400″者19例,400"～600″者5例,600″～800″者3例,1例因患者斜视无立体视觉,治疗痊愈率达64.9%,有效率82.8%,无效率2%。
3 讨论
双眼立体视觉是由于双眼视觉产生的深度感知,是人类视觉的基本功能之一,它是视觉器官对外界客观景物三度空间的视知觉,也是对周围物体的远近、凹凸和深浅的判断能力[1]。立体视觉是人特有的一项高级视功能,由立体视锐度、交叉视差和非交叉视差三部分组成。立体视觉是以单眼视力为基础,通过不断地实践和锻炼由双眼单视和生理性复视发展而来[1]。形成双眼立体视觉的必要条件包括单眼视力、双眼视、健康的视觉感觉通路、健康的运动通路。双眼单视在立体视觉的形成中起到了重要的作用,双眼单视是指双眼视轴平行,注视的物体同时在双眼黄斑上聚焦成像,被大脑皮层视中枢重叠成为一个完整并具有立体感觉的单一物象。形成双眼立体视觉的生理基础包括集合和调节[1]。屈光参差是指双眼的屈光状态不同,其程度或性质有一定的差别[2],而单纯屈光参差是指一眼正视,另一眼为远视或近视者[3]。近年发现造成双眼屈光度不等的主要原因是双眼眼轴长度发育不平衡,与角膜屈光力无明显关系,近视眼的眼轴较长,屈光参差会引起对比敏感度和视觉诱发电位以及视乳头旁视网膜神经纤维厚度、视盘面积的改变[4]。屈光参差引起的视网膜像模糊和不等像视是影响立体视觉的主要原因[5]。轻度的屈光参差因常可保持双眼单视对双眼立体视功能影响不大,但屈光参差超过一定程度(约2.5D)后就会影响双眼单视,从而使立体视觉受到影响。成人屈光不正中的单纯屈光参差因一眼视力正常而不影响患者的日常工作和生活,加之配戴眼镜的不方便和女性为了追求美观等因素而不愿配戴眼镜,于是为了缓解屈光参差而引起的视疲劳(包括双眼干涩、酸痛、胀痛、视物模糊等症状),逐渐形成交替视力,即在某一时间用一眼,在另一时间用另外一只眼。当看远时用正视眼,而看近就用近视眼,这样就不会产生不适,日久就影响双眼单视功能及集合、调节功能造成立体视觉的障碍。同时因双眼单视功能失调,集合调节功能下降,除非产生周边融合,否则将会产生眼位偏斜,从而进一步影响双眼立体视觉功能。而有的患者因双眼屈光参差太大就可能形成单眼视力,即只使用视力好的那只眼,而视力差的眼就不用,这样就会形成弱视和斜视,最终导致患者的立体视觉丧失。随着科学技术的高度发展,立体视觉在人类生活中的重要性逐渐引起人们的重视,要求具有敏锐的立体视功能的职业越来越多,如特殊兵种、各种司机、运动员以及现代化机械操作精密仪器制造、显微外科手术人员等。当立体功能逐渐下降或丧失时就会使我们在从事一些精细工作时因立体功能差而感到不能适应而丧失一些机会或工作,因此对于成人单纯屈光参差引起的立体功能障碍应当引起医务工作者和广大屈光参差患者的重视。而对于本病的治疗,重要的是矫正屈光参差或立体功能恢复训练,一方面可以配戴框架眼镜或角膜接触镜矫正屈光不正,也可以采用屈光手术治疗矫正屈光不正,同时对于有眼位斜视者可考虑行斜视手术治疗。另一方面通过立体视觉训练来恢复我们的立体视觉。对于成人单纯屈光不正,由于不是在儿童时期就丧失了立体功能,而是在青壮年时期因屈光参差未能矫正而丧失治愈机会,因此通过上述治疗患者的立体功能多数能够得到恢复。
参考文献
[1]徐广第．眼科屈光学[M]．北京：军事医学科学出版社，2001：144-152．
[2]刘家琦．李凤鸣．实用眼科学[M]．北京：人民卫生出版社，1995：503．
[3]周桂荣，郑竺英．双眼立体视觉检查图[M]．北京：人民卫生出版社，2000：30．
[4]王海英，赵堪兴．屈光参差研究进展[J]．国际眼科纵览，2006：3-35．
复眼立体的机器人视觉仿真 篇4
机器人立体视觉要能准确识别被摄目标的三维立体信息,要求摄像设备摄得的现场画面中,应包含被摄目标的深度与方位信息,并能通过机器人计算机系统准确识别与计算。用普通双目立体摄像机所摄立体图像对,虽然能分辨出被摄目标的方位与深度信息,但深度信息受两摄像机的安装位置、安装精度、各摄像机的光学参数及其参数差异等影响,导致深度信息的计算难度大、精度差[1],直接影响了双目立体摄像机在机器人立体视觉中的应用,阻碍了机器人立体视觉仿真技术的发展。
本文给出一种复眼立体摄像技术,通过对其原理分析,找出被摄目标的深度、方位与摄像机之间的几何关系,并推出其数学公式。该技术可在多个方位记录被摄目标的三维立体信息,使机器人立体视觉的实现变得简单可行。
1 复眼立体视觉形成原理
1.1 复眼立体摄像系统结构
如图1所示,复眼立体摄像系统包括普通摄像机与复眼镜头。复眼镜头是将普通镜头光圈分割成大小相同的多个部分,为说明方便,本文复眼镜头光圈是以a～g共7个正六边形图案紧密排列成蜂窝结构的子光圈构成,工作时,控制电路连续打开各个子光圈摄取一组视差图像,送图像存储与输出电路[2,3,4,5,6]。
由于各子光圈相对于被摄目标有不同的视觉方位,因此,可在不移动设备的情况下,摄得多张不同方位的视差图像,为机器人立体视觉仿真提供尽可能多的方位信息。
1.2 复眼立体摄像原理
如图2所示,由镜头成像理论分析可知,即使子光圈将镜头光路进行了空间分割,各子光圈单独工作时也能将场景完整的聚焦并成像于CCD上,形成各视差图像[7]。
在相同的容许弥散圆直径δ条件下,由景深公式[8,9]可知,当子光圈全部打开时,镜头口径越大主景深越小。在同一镜头主(或副)光束上的物点,不论远近,在CCD上的成像位置不变,只是其像点光斑直径大小发生变化[10]。各子光圈单独打开时形成的视差图像景深RQ,其值远大于全部打开子光圈时拍摄的图像主景深CB,同时主景深上的物点成像位置在各子光圈形成的视差图像上的位置完全重合。
单个子光圈工作时,处于其景深内的不同深度的被摄目标点成像位置将发生变化,形成视差,如图2上部所示,远点R成像于R',近点Q成像于Q',R'与Q' 的偏移距离(即视差大小)与被摄目标相对于镜头焦平面的距离成严格的几何对应关系。
由以上分析可知,复眼立体摄像系统是在单个镜头光学系统中充分利用成像光路偏移,将立体纵深信息转变为平面视差的变化。
1.3 复眼立体摄像的三维立体信息分析
如图3所示,以镜头等效物镜中心点为坐标原点,主光轴为Z轴,平行于CCD底边并过原点的直线为X轴,垂直于CCD底边并过原点的直线为Y轴,建立空间笛卡尔直角坐标系O-XYZ。在此坐标系中绘制在焦平面与镜头之间的一被摄目标成像示意图,为了推理方便,将图在坐标平面XOZ上进行了投影。
以复眼镜头的d,e光圈工作为例,在d,e光圈分别摄得的两视差图片上找出均出现的特征图像,以其特征像点在视差图像上的位置坐标(xl,yl,zl)与(xr,yr,zr)、d光圈的位置L(x0l,y0l,0)、e光圈的位置R(x0r,y0r,0)、镜头焦距f、像距v来计算被摄物的空间位置坐标P(x,y,z)。
在O-XYZ坐标系中,欲求P点坐标,先找出通过镜头中心与被摄目标点的副光轴与像平面的交点坐标(X,Y,-v)。由于光圈平面在XOY坐标平面上,光圈平面、像平面、焦平面互相平行,有undefined,由镜头成像公式undefined可得镜头的放大倍数为
undefined
由(X,Y,-v)可得P点的坐标为
undefined
将undefined代入,并令undefined,有
undefined
式中:β反应了复眼立体摄像设备将相对于焦平面的深度信息转变为视差能力的大小,其值为
undefined
式中:ɑ为(x0l,y0l,0)和(x0r,y0r,0)两点间的距离,Δx为(xl,yl,-v)和(xr,yr,-v)两点间的距离,其值为
undefined
式中:j是用来确定Δx的符号,当物点P(x,y,z)在焦平面之内时,Δx的符号为正,否则为负,由成像理论可知,Δx与a平行,所以j的值可由符号函数确定,公式为
j=sgn(sgn((x0l-x0r)(xl-xr))+
sgn((y0l-y0r)(yl-yr))) (7)
在图3所示的XOZ平面上:当x0l≠x0r时,有undefined,整理可得undefined;当x0l=x0r时,有xl=xr,说明两成像子光圈垂直排列。考虑到设备读取精度及设备安装精度的影响,在x0l=x0r时可能会出现xl≠xr情况,令undefined。设通过成像子光圈中心的物点成像光线与焦平面交点在面YOZ上投影为(x' ',0,u),则有
undefined
将undefined代入,整理得x=Kβx0lr-(K-1-β)xlr,根据式(3)可得undefined。
综上分析有
undefined
同理,如将被摄目标成像示意图投影在坐标平面YOZ上,有
undefined
复眼立体摄像系统的任意两子光圈工作摄得的两视差图像,均可根据上述过程计算出被摄目标的空间位置坐标P(x,y,z),不同光圈组合对同一被摄目标的测试结果可用来相互校验与纠正。
2 系统应用方案
如图4所示,对特定目标进行三维建模时,系统控制复眼立体摄像机顺次打开相应的子光圈摄取一对立体视差图像;同时,计算机系统在特征图像库中找出特征图像送视差读取电路;视差读取电路在视差图像对中找出与之匹配目标图像,求出目标图像各特征点的视差Δx送三维图像处理器。三维图像处理器根据此时的v,f,K,Δx等参数计算出特征点的位置坐标P(x,y,z),并送计算机系统对被摄目标进行三维建模。
如对非特定的现场进行三维建模,视差读取电路对摄像机送来的一对视差图像以区块为单位逐一进行比较,找出匹配区块并进行特征点坐标提取,由视差读取电路计算出所有匹配区块的全部特征点的视差Δx,逐一送三维处理器与CPU对现场进行三维建模。
3 结论
复眼立体摄像技术能提供三维建模的多方位视差图像,且各视差图像来源于同一光学系统,有效防止了普通双目立体图像对三维建模的视差图像源少、不同光学系统参数一致性差等引起的计算难度大、精度差等问题。该技术三维建模方便,使机器人视觉仿真简单可行,可用于机器人的位姿检测与控制、无人飞行器导航与航测、汽车自动驾驶、现场三维测量学及虚拟现实等军用、民用场合,具有很好的发展前景。
参考文献
[1]叶锦华,吴海彬,陈天炎.移动机器人双目立体视觉测量系统研究[J].测控技术,2008,27(9):15-17.
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[3]刘振宇,姜楠,张令涛.基于人工路标和立体视觉的移动机器人自定位[J].计算机工程与应用,2010,46(9):190-192.
[4]赵钦君,赵东标,韦虎.Harris-SIFT算法及其在双目立体视觉中的应用[J].电子科技大学学报,2010,39(4):546-550.
[5]谢俊国,周永明,于丙涛.基于微透镜阵列实现全真立体显示技术的研究[J].中国体视学与图像分析,2008(1):42-46.
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[9]邹艺方,王艳平.浅谈电视摄像中的景深控制[J].电视技术,2007,31(10):77.
视觉语言与网络广告的视觉传播 篇5
网络广告视觉形式借助语言学的方法, 可以分为语素、词汇与语法三个层面。语素是视觉世界的最基本的元素;词汇是语素的组合方法和表达方法;语法是造句的规则。视觉的语素、词汇和语法构成了视觉语言系统。
视觉语言的概念
“视觉语言”这一名词源于英文“Language of%Vision”, 而“视觉语言”这一概念, 早在20世纪20年代的包豪斯 (建筑设计学校) 时期就开始形成。美国麻省理工学院的克宾斯教授以视觉传达的观念探讨视觉元素, 并对形态和色彩进行了大量系统的研究, 使人们对视觉机制有了进一步的认识。他在这些研究活动的基础上, 于1944年完成了《视觉语言》一书, 使“Language of Vision”这一词汇在设计文化领域正式确立起来。
而“视觉语言”一词真正广泛见诸于设计类刊物及词典上, 还是近几十年艺术与科技飞速发展时代的事, 它一般被学术界定于形象思维的范畴, 限定在艺术造型中的审美领域。假如要我们给视觉语言做一个浅易的解释, 那就是视觉语言 (视觉形象语言) 其实源于科学的造型理论, 在造型艺术领域, 这种可以传达情感、理念和信息的形象以及由图形、色彩等因素所构成的视觉样式。视觉语言属于无声的语言, 但是它包括的范围却很广, 它是国际性的语言, 无国籍之分, 属于“观念的语言”。当人们用声音语言不能了解和沟通的时候, 常常可以借助视觉语言立刻会意。视觉语言与其他各种感知语言相同, 也是作用于人知觉的客观存在, 是由视觉形式存在的符号与符号系统来传递特定的信息内容。
视觉要素是视觉语言的“基本词汇”, 是视觉传达的“基本单位”。视觉符号是指相对于语言符号的点、线、面、色彩等视觉性记号。和其他语言一样, 广告视觉语言的语法和句法也是在视觉交流和沟通的长期实践中逐渐形成的规律。网络广告视觉语言基本词汇、语法和句法和其他用来交流信息的语言一样, 来源于人类的日常生活、社会活动, 来源于视觉艺术和视觉交流活动。而且随着人类物质生活和精神生活的进步和变化, 视觉语言也在不断进步和发展。
网络广告视觉语言的符号属性
瑞士语言学家索绪尔指出“语言是一种表达观念的符号系统……”, 在这里, 我们把网络广告视觉要素作为一种语言, 不仅仅是因为它具有明显的符号属性, 重要的是从符号学角度来解释和分析网络广告视觉语言要素, 有助于网络广告设计方法的发展。
人类所创造的各种语言, 都是运用符号体系来表达思想的。日本语言学家池上嘉彦说:“当某事物作为另一事物的替代而代表另一事物时, 它的功能称为符号功能, 承担这种功能的事物被称为‘符号’。”简而言之, 符号的功能就是替代, 给予某种事物以某种意义, 又从某种事物中提炼某种意义。人们用不同的符号如词语、声音、图形等来思想, 来传达信息。非语言传达, 即视觉传达是利用形象和色彩这些视觉元素, 通过一定的法则和约定俗成的形式进行组合, 创造了独特的视觉语言。网络广告视觉传播就是创造性地、艺术地运用这些视觉符号和符号系统来构成网络广告视觉语言, 用来传达信息。
利用符号学的理论来解释和指导网络广告视觉语言的设计, 对设计师来说主要有两个问题需要解决:一是如何运用恰当的符号形式来表达一个主题信息, 二是怎样用符号学理论来分析网络广告视觉语言。
网络广告中视觉语言的特点
视觉语言的简明性、刺激性。网络广告设计与其他视觉艺术相比有着自己鲜明的特点, 它不像绘画那样具有独立性, 而是依附或从属于某一商品或某一观念的网络信息的传达, 人们在网络广告前停留的时间往往很短暂, 这就要求网络广告必须在几秒内用视觉语言把设计信息传达出去, 如两幅广告在其他条件相同时, 光度对比强, 色彩鲜艳, 其刺激程度就强, 这样也会相应地吸引消费者更多的注意力。因此, 简明性、刺激性就成了平面设计中视觉语言的主要特征。
视觉语言的生动性、交互性。生动优美的语言比一般的语言更能打动人心, 同样, 运用生动的、交互性的视觉语言对网络广告来说更能够起到突出设计主题, 传达设计信息的作用。在网络广告中运用生动的、交互性的、动态的视觉语言进行设计表达的作品是很容易被受众理解和接受的。如在丰田汽车的网络广告设计图中, 页面中心的汽车图片位置是用来发布新作品的, 图片上的汽车是可360°转动的动画, 有效地吸引了受众的注意力。
网络广告视觉语言的“说服”功能。对网络广告进行设计就是要综合利用各种表现手法和技术手段创造具有“说服性”的视觉形象和环境氛围。设计的目的应是使网络广告中的各要素成为“无语”的推销者, 让受众在无需过多解释的情况下通过视觉强化对所传达信息的信赖。
视觉传达是具有双向性的信息交流方式, 传达的功能性与目的性要求传达与接受的互动构成。而网络广告强调“互动性”和“双向性”, 通过传者与受者之间的双向互动实现信息的传达和信息的反馈。在这种状态下, 受众与各视觉要素之间、受众与受众之间都是一种开放的双向性的交流。但它们之间并不矛盾, 因为在某种程度上来说, 说服是一种艺术, 作为视觉说服, 它应首先创造出具有艺术感染力且蕴涵丰富信息和意义的视觉形象, 从而通过这种直觉的物态形式去感染、打动和说服观众。
网络广告中视觉语言的合理运用与设计信息的有效传播
视觉比其他感觉器官都要发达, 并且与外界的大量信息有关, 人从环境中所接受到的信息大部分是通过视觉和听觉获得的, 其中视觉可以得到听觉的千倍以上的信息。在网络广告设计中的信息传播也是从受众的视觉开始的, 对设计作品来说, 牵住受众的视线是个起码的要求, 否则设计信息的传播就谈不上。
一件优秀的网络广告设计作品总是能形成和传递大量的有效信息, 在这个传递过程中, 选择恰当的视觉语言能加强信息传递的有效性, 因此合理地运用视觉语言对于网络广告信息的有效传递具有积极的意义。
从信息传递的有效性考虑, 含义太过于生僻艰涩的视觉语言、与周围环境难以结合的视觉语言以及主题含糊不清的视觉语言都不会有顺畅的信息流动和大量的有效信息传递出去, 应该尽量避免这样的视觉语言出现。因为网络用户在众多信息包围之下, 已经没有足够的耐心来接受晦涩难懂、模糊不清的信息。人们需要快速地接受各种信息, 需要通过对视觉图像的认知, 在瞬间对信息作出反应。信息的快速传达也是网络信息社会的基本要求, 视觉语言可以强化信息的速效性, 既能满足传达的基本要求, 也能够使信息在短时间内迅速传播, 具有显著的传达效率。
网络广告传播为了达到更好的效果, 往往会采用一些特殊的手法吸引网络受众的注意, 进而产生兴趣, 自觉地浏览网络的海洋。在网络广告设计中, 主要通过视觉语言要素有目的地组合, 形成一个完整的视觉图形来传递信息, 从而引导网络受众接受信息。其中图形、图像是视觉语言的要素之一, 同时也是视觉语言的核心, 它在信息的视觉传达中起着极其重要的作用。图形、图像在设计信息传达上比文字更有优势, 图形是信息传达的主要载体, 文字是重要补充。图形比文字传递信息更快, 语言文字常受到国家、地域或民族的限制, 视觉图像则具有超越国界和听觉语言的优越性, 是一种能够直接传播信息、交流思想的特殊语言形式。在网络背景下, 视觉图形、图像的广泛应用能消除障碍, 使听觉语言信息和思维意识通过视觉语言的传达得以快速识别和传播, 因此要十分重视图形、图像在网络广告信息传播中的重要作用。
摘要：本文通过分析视觉语言和网络广告的相互作用与关系, 从而寻找出合理解决网络广告视觉传播的方法与理论依据。
关键词：视觉语言,网络广告,视觉传播,符号
参考文献
[1].张乃仁:《设计词典》, 北京:北京理工大学出版社, 2002年版。
[2].池上嘉彦:《符号学入门》, 上海:东方出版中心, 1997年版。
[3].刘东峰:《数字时代的商业展示视觉语言研究》, 《硕士学位论文》, 上海:同济大学, 2006年版。
[4].孙汝亭:《心理学》, 广西人民出版社, 1982年版。
立体化视觉语言 篇6
针对非特定环境下的三维模型重建受到背景干扰而无法达到精度的问题,提出了采用基于Grabcut的图像分割方法,该方法基于图割理论能量最小化的原则,可以较好地分离前景背景,去除图像的冗余信息。且系统采用三视图进行空间点的重建,相对于传统的只用两幅图的重建算法精度更高,稳定性更好。
1 基本原理
三维重建需要对输入的二维图像进行一系列的如相机参数、成像原理等分析,最终获得图像中特征点所对应的实际物体的三维坐标。总体上,该系统采用的具体流程如图1所示。
1.1 图像预处理
图像的获取是三维模型重建的基础,在通过传感器(如CCD摄像机)获取图像后,考虑到光照条件、摄像机性能等影响,需要对获取的图像做进一步处理,提高清晰度,改善视觉效果,将图像转换成一种更适合于人或机器分析处理的形式[2]。该过程包括两个部分:(1)图像的平滑、滤波及增强;(2)背景与目标物体的分离。
针对图像质量退化的问题,采取基于简化PCNN模型进行噪声滤波及图像增强。对于重点讨论的去除图像中的冗余信息,采用基于Grabcut的图像分割方法。
1.2 相机标定
为了从图像中获取世界坐标系中三维物点与像点的对应关系,如图2,计算物体的位置形状等信息,必须建立摄像机成像的几何模型并获得其参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到,这个求解参数的过程就称之为摄像机标定[3]。
摄像机标定确定了摄像机内部几何和光学特性(内部参数),相对世界坐标系的摄像机坐标系的三维位置和方向(外部参数),标定的精度直接决定了模型重建的精度。
1.3 特征匹配
寻找两幅或多幅图像中的对应特征点,使图像间的均方误差最小化,就可以得到更精确的相对位置关系,从而对两帧图像进行匹配。现有的特征点提取方法可以分为基于模板的特征点检测,基于边缘特征检测和基于亮度变换的特征检测三类[4]。文中SIFT特征匹配算法是一种稳定的局部特征匹配算法[5]。该算法匹配能力较强,具有优良的尺度和旋转不变性以及对光照和视角变化的鲁棒性,广泛应用于机器人视觉、三维目标重建及医学图像配准等领域。
1.4 三维重建
在进行特征点匹配并且得到相机的内外参数后,就可以从像素坐标系中的某个像素点逆向映射成世界坐标系中的点。通过特征点在图像中的匹配关系,建立方程组,求解各个特征点在世界坐标系中的坐标值,再将各个特征点按对应关系连接成相应的三维立体图,完成物体的三维重建[6]。
2 系统设计
2.1 图像分割
Grabcut是一种交互式的图像分割方法,以简单的“硬分割”代替三分图的构建,减少了人工交互部分的工作量,是Rother等人对Graph cuts算法的改进[7]。该方法有以下三点改进:(1)采用高斯混合模型(Gaussian Mix-ture Model,GMM)来取代直方图,完成对彩色图像的目标提取。(2)多次迭代估计GMM参数取代一次最小化估计完成能量最小化的过程。(3)通过非完全标记的方法降低了对交互工作的要求。
Grabcut目标提取算法中每一个GMM都可以看做是一个K维协方差,在优化过程中引入向量k作为每个像素的独立GMM参数,相应的像素点上不透明度α=0或α=1,用θ表示目标/背景颜色分布的概率模型,所以图像分割分割问题可以转化为
Grabcut的主要步骤如下:
(1)初始化
(1)人工设置背景TB来初始化三分图。前景区域TF为空,未知区域TU取背景TB的补集。
(2)将背景区域像素的α值设为0,未知区域像素的α值设为1。
(3)分别用α=0和α=1两个集合来初始化前景与背景的高斯混合模型。
(2)迭代最小化
(1)求出未知区域中每个像素n所对应的GMM参数。
(2)由各个像素的数据切得高斯混合模型参数θ。
(3)利用最小能量得到初始分割,
(4)重复执行步骤(1),直到收敛。
(3)用户交互编辑
(1)人工交互制定图像中某些像素的α值,令其为0或1,更新三分图,执行迭代最小化中的第3步。
(2)优化:重新执行整个迭代最小化的步骤。
若用户给出的初始化信息没有得到满意的分割效果则进一步交互,利用更多的信息重新最小化能量,直到满意的分割结果。
2.2 Zhang相机标定
这里采用基于2D平面标靶的标定方法,又称张正友标定法。该方法[8]基本原理可用式(1)表示
平面模板和相机可以自由移动,且内部参数始终不变,这里假定模板平面在世界坐标系Z=0的平面上。通过现行模型分析可以计算出相机参数的优化解,然后通过最大似然法进行非线性求精。得出镜头畸变的目标函数后,就可以求出所需的相机内外部参数。
基本流程描述如下:(1)打印一张黑白棋盘格模板贴于平面上。(2)采用Harris角点检测法检测出图像的特征点。(3)从不同角度拍摄若干张模板照片。(4)根据公式求出相机的内外参数。(5)求出畸变系数。(6)优化求精。
2.3 SIFT特征点检测与立体匹配
宽基线条件下的特征匹配是要提取稳定的特征并进行描述,从而实现差异较大的两幅图像之间的特征匹配。
SIFT特征向量生成算法包含以下四步:(1)尺度空间极值检测,确定关键点位置和所在尺度。(2)通过拟合函数精确确定关键点位置和尺度,去除低对比度的点。(3)通过梯度方向分布特性为关键点指定方向参数。(4)生成SIFT特征向量,如图3所示。
图4所示为特征匹配一般流程,SIFT描述子生成后,采用欧式距离作为相似性度量
D越小,表明特征点对应距离越近,形似程度越高。匹配过程中对待匹配的点采用最近邻域法搜索图像2中的特征点,找到最近的2个特征点,如果最近距离和次近距离的比值小于某个阈值,则接受这一对匹配点。据此得到的初始匹配结果后,采用随机抽样一致性算法(RANSAC)剔除误匹配。
2.4 3D坐标确定及纹理恢复
采用一部数码相机从不同角度对同一物体拍3张照片,并确保同一特征点出现在3张照片中。然后通过三幅视图的图像对应计算可得到三焦点张量,与两视图几何的基本矩阵类似,只与相机参数有关,相机矩阵在相差一个三维空间的射影变换下可借由三焦点张量恢复,同时确定图像之间的基本矩阵。图5为直线L投射到三幅视图的几何关联。
具体流程如下:(1)从序列视图中估计二视图几何然后连接两视图的匹配集,计算跨三幅视图的一组对应特征点。(2)由至少7组非退化的对应关系计算三焦点张量。(3)由三焦点张量恢复基本矩阵。(4)确定两个相机的矩阵后,在相差一个射影矩阵下恢复第三个相机矩阵。(5)可行性误差处理。中对于非特定环境下的三维模型重建提出了一套切实可行的方案并进行了系统的设计,该系统不仅稳定,且操作简单、更加实用,大大提高了自动化的程度。可以通过三幅图像恢复物体的三维形状,该系统在虚拟现实、植物建模等领域具有重要的理论意义和实际应用价值。
在得到三维坐标后,还要进行物体表面的可视化,文中采用Delaunay三角剖分法重建出物体的三维表面。最后通过Open GL完成纹理映射[9]。
3 结束语
三维重建技术是计算机视觉、人工智能、虚拟现实、医学图像等前沿领域的热点和难点,也是在基础研究和应用研究中面临的重大挑战之一。文
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摘要：以计算机视觉理论为基础,研究了基于立体视觉的三维重建技术。早期的三维重建技术受到理论研究水平的限制,建模过程需要专用设备如视觉坐标测量机来实现,且摄像机的运动受到严格的限制。在非特定环境下,对不特定模型采用普通的数码相机进行三维重建。该系统切实可行,操作简单,可以精确地恢复出二维图像检测方法所不能提供的物体的位置、几何形状等三维信息。
关键词：三维重建,Grabcut,张正友标定,SIFT匹配
参考文献
[1]Linda G Shapiro,George C Stockman.计算机视觉[M].赵清杰,钱芳,蔡利栋,译.北京:机械工业出版社,2005.
[2]冯宇.基于计算机立体视觉的三维重建系统研究[D].青岛:青岛科技大学,2009.
[3]马颂德,张正友.计算机视觉——理论与算法基础[M].北京:科学出版社,1998.
[4]陈兵,吕文阁,丁少华.焦点检测技术研究进展[J].自动化技术与应用,2005,24(5):1-4.
[5]David G Lowe.Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints[J].International Journal of ComputerVision(S0920-5691),2004,60(2):20.
[6]魏冲.基于数码相机图像的三维重建技术研究[D].太原:中北大学,2009.
[7]ROTHER C,KOLMOGOROV V,BLAKE A."GrabCut"-interac-tive foreground extraction using iteratedGraph Cuts[EB/OL].(2004-05-20)[2008-01-03].
[8]Zhang Z.A Flexible New Technique for Camera Calibra-tion[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Ma-chine In-telligence,2000,22(11):1330-1334.
视觉语言的追寻 篇7
一、构图形式
构图是一件作品形式美的集中体现。谢赫《古画品录》提到的“经营位置”意指画面构图。构图形式包括疏密、重复、特异和错视等设计原理,构图过程就是探索内容和形式统一的过程。如何在规定范围内安排画面的各种视觉元素,是构图设计的首要任务。一张风景画其实蕴涵着作者的智慧劳动,我们需要将其中的自然元素如精神、文化、形态、观念整合重构,以主观的愿望重新认识和表现风景。在《暖石》系列中,我选取的构成很简单,对主体与局部的呼应以及黑白、疏密、曲直等对比手法的运用,通过点、线、面的设计,使各元素和谐地构成一个整体画面,以求取得强烈的视觉效果。
二、色彩语言
色彩语言作为油画艺术中重要的表现手段,是绘画美学范畴里独特的审美元素,是人们欣赏油画作品时最先接受的视觉信息。色彩与形体结构是油画艺术的主要构成因素,它们共同构成了油画的整体,都是油画中不可缺少的基本造型语言。近期,我去除了早期风景画作品中鲜艳、亮丽、跳跃的色彩,逐渐强化了沉稳、拙朴和幽静的视觉感受。我希望观众能够从我的画面中那些山石细微光影的变化、细小块面的组接、笔触的把控中,领会它的静穆之美和孤寂之美,以及朴素的视觉感受。深灰色的画面给人凝重而沉闷之感,但沉默之中有跳动的笔触和简洁的构成,似乎有一股倔强的生命力在打破一种寂静,预示着新生。我通过理性的方式,在画面上用视觉形象构筑起自己心中的世界,实现了远离古典的审视法则,从中仿佛能看到我的状态和兴致。
光,一直是油画艺术家表达主观情感、揭示作品内涵的重要媒介,同时它也是色存在的基础和条件。根据意境的不同,光呈现的方式也不尽相同。在我的作品中,与其说是对光的表达,倒不如说是对影的感悟。从《石·影》系列中,可以看出我对影的情有独钟。带有沧桑感的砖石、悠长的树影、干爽的午后阳光,令人仿佛可以触及石头的肌理。枯树的影子与斑驳的石头相互交映,再现阳光的温暖与悠然。大自然的自在和生活的真切被创造成一种新的视觉图式,使具体的物象借助光影而幻化成意象之美。对光与影更为纯粹的追求,使长期以来担负叙事性的绘画降低到次要位置,而以光影为主宰的形式要素则成为绘画的灵魂。
三、个性语言