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.

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.

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.

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.

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.