空间

在新维度中看到太阳系

电影观众从他们的感官体验中要求更多,而3D观看已经在许多大片电影中流行。解锁3-D成像的奥秘不仅激发了有关最伟大的3D电影的讨论,而且还提供了与学生讨论视觉感知,光学和颜色的机会。

儿童和成人在娱乐中都被3D技术吸引,并且相同的技术可以增强科学观察。制作红色/蓝色3-D观看眼镜并在NASA的照片库中共享3D图像,您的学生将在一个全新的维度上看到地球和太阳系。

什么是3-D图像?

我们能够在3个维度(3-D)中能够战术体验周围的环境。当我们拿着一杯水时,我们会感到身高,宽度和深度,但是我们的眼睛如何感觉到3尺寸?我们的立体表演促进了深度的感知;由于它们之间的距离,我们两只眼睛中的每一个都从略有不同的角度捕获了图像。我们的立体电视网告知3D图像的一代。各种类型的3D成像技术都依赖于每只眼睛提供不同的图片。右眼一定看不到左眼看到什么,左眼一定看不到右眼看到什么。大脑被欺骗到从每只眼睛的视图重叠以形成一个3-D的复合图像。

展示立体电视

您可以通过将手指握在鼻子前面并首先闭上1只眼,然后再闭上另一只眼睛来证明每只眼睛的不同视角。当您睁开眼睛并闭上眼睛时,您的手指似乎正在移动。物体越靠近您的眼睛,图像从左眼和左眼之间的差异越大。当两只眼睛观看场景时,大脑重叠(叠加)2个图像以产生似乎具有深度的单个图像。

证明深度感知

一只眼睛中有低视力或无视力的个体通常在深度感知方面遇到困难。您可以证明在以下练习中感知深度的能力。首先,用食指互相指向彼此,将手臂伸出来。双眼都睁开,将手指慢慢地扎在一起,直到触摸。现在,只需打开1眼,尝试同一件事。大多数人发现只使用1眼时将手指保持一致更具挑战性。

捕获图像

大多数3-D图像都是从2个略有不同的角度捕获的,以模仿眼睛的立体表演。在制作3-D静止图像中,可能有2个相机中的相邻摄像机镜头或2张相距几英寸的照片。同样,在3-D视频中,将2个相机馈送后进行处理后,以创建3D图像。另外,某些计算机软件的设计目的是以数字方式移动1个图像,以便从不同的角度拍摄。

3种3-D类型

立体图像对

使用立体声图像创建3D图像是最基本的技术。从略有不同的角度拍摄的两个图像可以并排放置。如果一个人交叉凝视着图像,从而将右图像隐藏在左眼上,并从右眼隐藏左图,则叠加图像在视场中间出现在3-D中。设备可以帮助促进这种效果,但是可以在没有帮助的情况下实现。保持交叉的视野可能会导致眼睛疲劳和头痛,如果学生尝试一下,他们很快就会意识到这种方式看整部电影的不便。现场卫星肯尼亚的大裂谷。

立体声视觉中的非洲大裂谷

彩色眼镜

请记住,在3​​-D中看到图像的关键是为每只眼睛提供不同的图像。Anaglyph图像呈现2个偏移,叠加的图片,每张图像具有不同的颜色,最常见的是色彩对立面,例如红色和青色。然后戴带有2个不同颜色镜头的眼镜,可以通过红色过滤器观察1个图像,另一个通过青色滤镜看到。大脑融合了每只眼睛的输入,观众感知到3D图像。您可以通过跟随这些说明。这是一个示例,其中是从火星探路者着陆点拍摄的红色和青色图像的示例。通过红色/青色眼镜,图像看起来是黑色和白色。通过红色过滤器观察到红色图像为黑色,并通过黑色观察青色(蓝色)图像。

双峰峰,火星探路者摄像机采用的火星

这是从太阳和地层观测站(SOHO)航天器中取出的太阳的棒棒。

SOHO航天器拍摄的太阳的3-D Anaglyph图像

极化

您可能已经注意到,使用颜色的彩甘甘甘甘(Color Anaglyph方法),保持照片的原始颜色成为挑战。为了在不使用彩色过滤器的情况下向每只眼睛传递单独的图像,使用偏光过滤器开发了一种新方法。电影院提供的当前大多数3-D眼镜都有清晰的两极分化镜头。学生可能熟悉两极分化的太阳镜,从而减少了眩光,从而减少了从1个方向进入的光线。3-D眼镜的镜头相对两极化,因此左眼可见一个图像,右眼可见另一个图像。需要特殊的视频投影仪过滤器和屏幕才能以正确的方向发送灯。对于3-D电影,可能有2个投影仪在屏幕上铸造叠加图像或1个投影仪,左右图像交替交替,以至于大脑没有注意到。在以下网站上找到这些和其他3-D图像:

http://stereo.gsfc.nasa.gov/gallery/gallery.shtml

http://photojournal.jpl.nasa.gov/

http://photojournal.jpl.nasa.gov/

在教室或家里制作3D图像

3D图像设计的两种彩色盲方法与学生很容易做到,并且不需要艺术才能,只是追踪能力。借助简单的黑线图,透明胶片和标记,学生可以创建任何东西的3D图像。为了制作自己的图像,请尝试我们的快速提示说明,从页面上弹跳,或者如果您想要指示,教师技巧,学生指南,材料和NGSS标准,请尝试卡罗来纳州STEM挑战®:3-D艺术和人类视觉套件。3-D成像是桥接生物学,物理,工程,艺术和设计的概念。挑战您的学生以不同的方式看待世界!

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