Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Эффект Пулфриха — это психофизическое восприятие, при котором боковое движение объекта в поле зрения интерпретируется зрительной корой как обладающее глубиной, вследствие разницы во времени поступления сигналов от двух глаз.
The Pulfrich effect is a psychophysical percept wherein lateral motion of an object in the field of view is interpreted by the visual cortex as having a depth component, due to a relative difference in signal timings between the two eyes.
Обзор
Эффект обычно вызывается наложением темного фильтра на один глаз, но также может возникать спонтанно при ряде глазных заболеваний, таких как катаракта, оптический неврит или рассеянный склероз. В таких случаях сообщалось о симптомах, таких как трудности с оценкой траектории движения встречных автомобилей. Феномен назван в честь немецкого физика Карла Пулфриха, который впервые описал его в 1922 году. Карл Пулфрих был родственником (зятем) Генриха Герца. Эффект был использован в качестве основы для некоторых 3D-презентаций в телевидении, кино и играх.
The effect is generally induced by placing a dark filter over one eye but can also occur spontaneously in several eye diseases such as cataract, optic neuritis, or multiple sclerosis. In such cases, symptoms such as difficulties judging the paths of oncoming cars have been reported. The phenomenon is named for German physicist Carl Pulfrich, who first described it in 1922. Carl Pulfrich was the brother in law of Heinrich Hertz. The effect has been exploited as the basis for some television, film, and game 3D presentations.
Демонстрация
В классическом эксперименте с эффектом Пулфриха испытуемый наблюдает за маятником, качающимся в плоскости, перпендикулярной линии взгляда. Когда нейтральный светофильтр (затемнённая линза, обычно серая) помещают перед, например, правым глазом, маятник начинает казаться движущимся по эллиптической орбите: он приближается, когда качается вправо, и удаляется, когда качается влево. Если бы за ним наблюдали сверху, он казался бы вращающимся против часовой стрелки. Напротив, если закрыть левый глаз, маятник будет казаться вращающимся по часовой стрелке при взгляде сверху, приближаясь при движении влево и удаляясь при движении вправо. Подобный эффект можно получить, используя неподвижную камеру и непрерывно вращая объект, который в противном случае был бы неподвижен. Если вращение прекратится, глаз, смотрящий через затемнённую линзу (который может быть любым, в зависимости от направления движения камеры), "догонит" изображение, и эффект исчезнет. Одним из преимуществ этой системы является то, что люди, не надевшие очки, видят совершенно нормальное изображение.
In the classic Pulfrich effect experiment, a subject views a pendulum swinging in a plane perpendicular to the observer's line of sight. When a neutral density filter (a darkened lens—typically gray) is placed in front of, say, the right eye, the pendulum seems to take on an elliptical orbit, appearing closer as it swings toward the right and farther as it swings toward the left, so that if it were to theoretically be viewed from above, it would appear to be revolving counterclockwise. Conversely, if the left eye is covered, the pendulum would appear to be revolving clockwise from top, appearing closer as it swings toward the left and farther as it swings toward the right. A similar effect can be achieved by using a stationary camera and continuously rotating an otherwise stationary object. If the movement stops, the eye looking through the dark lens (which could be either eye depending on the direction the camera is moving) will "catch up" and the effect will disappear. One advantage of this system is that people not wearing the glasses will see a perfectly normal picture.
Пояснение
Широко принятое объяснение кажущейся глубины состоит в том, что уменьшение освещенности сетчатки (по сравнению с другим глазом) вызывает соответствующую задержку в передаче сигнала, создавая мгновенное пространственное расхождение в движущихся объектах. Это происходит потому, что задержки (латентность) зрительной системы обычно короче (то есть зрительная система реагирует быстрее) на яркие объекты, чем на тусклые. Это движение с ощущением глубины – решение зрительной системы для движущейся цели, когда между двумя глазами существует разница в освещенности сетчатки и, следовательно, разница в задержках сигнала. Эффект Пулфриха обычно измеряется в условиях полного поля зрения с использованием темных объектов на ярком фоне, и дает задержку около 15 мс при десятикратной разнице в средней освещенности сетчатки. Эти задержки монотонно увеличиваются с уменьшением яркости в широком диапазоне (> 6 логарифмических единиц). Фильтр для правого глаза был серо-фиолетовым (напоминающим цвет красного вина), а для левого – очень светло-янтарным (напоминающим цвет белого вина). Эти цвета дополняли друг друга, создавая эффект Пулфриха, при этом избегая искажения естественных цветов изображения. В данном случае реклама была ограничена объектами (такими как холодильники и скейтбордисты), движущимися сверху вниз по крутому склону слева направо по экрану, что определялось направленной зависимостью от того, какой глаз был закрыт более темным фильтром. Сообщалось, что реклама была создана с использованием технологии Nuoptix 3D для создания эффекта Пулфриха.
The widely accepted explanation of the apparent depth is that a reduction in retinal illumination (relative to the fellow eye) yields a corresponding delay in signal transmission, imparting instantaneous spatial disparity in moving objects. This seems to occur because visual system latencies are generally shorter (i. e., the visual system responds more quickly) for bright targets as compared to dim targets. This motion with depth is the visual system's solution to a moving target when a difference in retinal illuminance, and hence a difference in signal latencies, exists between the two eyes. The Pulfrich effect has typically been measured under full field conditions with dark targets on a bright background, and yields about a 15 ms delay for a factor of ten difference in average retinal illuminance. These delays increase monotonically with decreased luminance over a wide (> 6 log units) range of luminance. The right eye's filter was grayed purple (resembling red wine color), while the left was very light amber (resembling white wine color). These colors complemented each other to produce the Pulfrich effect while avoiding distortion in the broadcast's natural colors. The commercial was in this case restricted to objects (such as refrigerators and skateboarders) moving down a steep hill from left to right across the screen, a directional dependency determined by which eye was covered by the darker filter. The commercial was said to be created using Nuoptix 3D technology to create the Pulfrich effect.
Примеры
Эффект также был умело использован на протяжении всего благотворительного специального выпуска "Доктора Кто" 1993 года "Размеры во времени" и в эпизодах "Кошмар на улице Дика" 1997 года, являвшихся финалом второго сезона сериала "3-й камень от Солнца". Во многих странах Европы по телевидению демонстрировалась серия короткометражных 3D-фильмов, снятых в Нидерландах. Очки продавались в сети автозаправочных станций. Эти короткометражные фильмы в основном представляли собой путевые очерки о голландских достопримечательностях. Фильм "Могучие рейнджеры: Спасение Световой скорости" под названием "Могучие рейнджеры в 3D: Тройная сила" (позже транслировавшийся в двух частях как "Месть Тракеены") распространялся на VHS через McDonald's, якобы с использованием технологии "Circlescan 4D", основанной на эффекте Пулфриха, однако реального 3D-эффекта в нем было очень мало. В США и Канаде шесть миллионов 3D-очков Пулфриха были розданы зрителям для эпизода "Недели акул" на канале Discovery Channel в 2000 году. Анимационные программы, использовавшие эффект Пулфриха в отдельных сегментах, включают Yo Yogi!, The Bots Master и Space Strikers; эффект достигался, как правило, за счет постоянно движущихся слоев фона и переднего плана. Во Франции "Le Magazine de la Santé", популярная медицинская телепередача с долгой историей, подробно представила этот эффект в октябре 2016 года, предложив своим зрителям "впервые увидеть программу в 3D". В некоторых эпизодах итало-германского телевизионного игрового шоу "Tutti Frutti" использовался данный эффект. Одна из девушек раздевалась до топлесс, пока другие танцевали вокруг нее против часовой стрелки, а два дополнительных задних слоя создавались графикой, движущейся с разной скоростью. Неизвестно, каким образом распространялись очки для просмотра. Эпизоды широко доступны в интернете, но лишь немногие из них используют эффект Пулфриха. Видеоигра Orb 3D для Nintendo Entertainment System использовала этот эффект (за счет постоянного движения корабля игрока) и поставлялась в комплекте с очками. То же самое относится и к Jim Power: The Lost Dimension in 3D для Super NES, где эффект создавался за счет постоянно прокручивающихся фонов. Также в день выхода Super Mario 64 магазин Toys R Us предлагал очки для просмотра Super Mario 64. Существовало всего две 2D-совместимые технологии, использующие прозрачные линзы: ChromaDepth и Pulfrich. Поскольку ChromaDepth заставил бы Марио (персонажа красно-синего цвета) выглядеть неестественно, а большинство сцен с участием Марио были сняты так, что он находился на переднем плане, немного левее центра, с левой стороной, перпендикулярной горизонту, и правой линией обзора, уходящей в горизонт, предполагалось, что в комплект Toys R Us входили очки Пулфриха.
The effect was also used well throughout the whole 1993 Doctor Who charity special Dimensions in Time and in dream sequences of the 1997 3rd Rock from the Sun two part season 2 finale Nightmare on Dick Street. In many countries in Europe, a series of short 3D films, produced in the Netherlands, were shown on television. Glasses were sold at a chain of petrol stations. These short films were mainly travelogues of Dutch localities. A Power Rangers Lightspeed Rescue movie called Power Rangers in 3D: Triple Force (later broadcast as two part Trakeena's Revenge) sold on VHS through McDonald's purportedly used "Circlescan 4D" technology, which is based on the Pulfrich effect, but there was very little 3D present. In the United States and Canada, six million 3D Pulfrich glasses were distributed to viewers for an episode of Discovery Channel's Shark Week in 2000. Animated programs that employed the Pulfrich effect in specific segments of its programs include Yo Yogi!, The Bots Master, and Space Strikers; they typically achieved the effect through the use of constantly moving background and foreground layers. In France, "Le Magazine de la Santé", a long lasting popular medicine TV show, has extensively presented the effect in October 2016, inviting its viewers "to see the program in 3D for the first time". Some episodes of the Italian/German TV game show "Tutti Frutti" utilised the effect. One of the showgirls stripped topless while others danced around her in an anticlockwise pattern, while two additional rear layers were created by graphics moving at different speeds. It is not known how viewing glasses were distributed. Episodes are widely available on the internet, but only a few use the Pulfrich effect. The video game Orb 3D for the Nintendo Entertainment System used the effect (by having the player's ship always moving) and came packed with a pair of glasses. So did Jim Power: The Lost Dimension in 3 D for the Super NES, using constantly scrolling backgrounds to cause the effect. Also on the first day of Super Mario 64's release, Toys R US offered glasses to view Super Mario 64 through. There were only 2 2D compatible technologies which use clear lenses, ChromaDepth and Pulfrich. Since ChromaDepth would make Mario (a red and blue colored character) look odd, and most walking scenes were filmed with Mario in the foreground slightly left of center, the left having the perpendicular to the long horizon, and the right line of sight extending into the horizon, Pulfrich glasses were assumed to be the type included in the Toys R Us pack.