Domanda:
C'è la distanza massima per la fotografia stereoscopica?
Xaltar
2013-07-24 19:40:13 UTC
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Vorrei sapere se esiste un limite di distanza nell'uso della stereovisione con la fotocamera. Diciamo che voglio creare una matrice di profondità di un oggetto fisso che vedo con le mie fotocamere.

Per l'esempio, imposterò alcuni valori:

  • Distanza di separazione della fotocamera: 2,5 m
  • Qualità dell'immagine: 2 Mpx (fino a 9 Mpx)
  • Risoluzione della fotocamera: 656 * 492
  • Sensore: Sony ICX424
  • Tipo di sensore: CCD progressivo
  • Dimensioni del sensore: tipo 1/3
  • Lunghezza focale : 6 mm (non sono sicuro di quella)
  • Dimensione cella: 7,4 µm

Quindi, a quale distanza massima potrei vedere?

E in un contesto più generale, ci sarebbe una distanza massima alla quale la visione stereoscopica non funzionerebbe date alcune variabili come una linea di base, una dimensione in pixel e / o altre variabili?

Se desideri un valore specifico, dovresti comunicarci la lunghezza focale delle lenti e la dimensione del sensore o la dimensione di un pixel.
Ho modificato la domanda per fornire alcune variabili. Non ho cancellato l'aspetto più generale della domanda a causa delle risposte che ci sono già (e che sono buone tra l'altro)
Inserendo i numeri (e guardando le unità) ottengo un valore di 2000m. Ciò significa che la disparità di 0 px indica che è compresa tra infinito e 2000 m, la disparità di 1 px significa che è compresa tra 2000 e 1000 m. 2px è compreso tra 1000 me 666 m. Naturalmente, questo è un sistema fisico con altre fonti di errore (anche nel tuo algoritmo, caratteristiche dell'obiettivo, ecc.), Quindi mi aspetterei ancora meno. Questo dovrebbe darti una figura da ballpark.
Mi spieghi i tuoi calcoli?
Certo: "6 mm * 2,5 m / 7,4 µm = 2000 m", la distanza discreta successiva è "6 mm * 2,5 m / (2 * 7,4 µm) = 1000 m" e così via.
Due risposte:
Unapiedra
2013-07-24 23:48:18 UTC
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C'è un limite di distanza. Dipende dalla linea di base, dalla lunghezza focale e dal passo dei pixel.

Mappe di disparità

Le informazioni sulla profondità vengono calcolate confrontando due punti caratteristici nelle due immagini. La differenza nella posizione del punto è chiamata disparità. Nelle telecamere stereo parallele rettificate si ottiene una mappa delle disparità . Questo contiene tutte le informazioni per il calcolo della profondità, hai solo bisogno della linea di base e della lunghezza focale delle tue due fotocamere.

Matematica

Più è lontano il tuo punto nello spazio, minore è la disparità diventa. Un punto all'infinito avrà zero disparità.

Provalo con una fotocamera. Potresti farlo con il sole ma per sicurezza consiglierei una montagna molto lontana. Prendi la macchina fotografica. Puntalo verso la montagna, scatta una foto. Spostalo perfettamente parallelamente alla direzione in cui sta puntando. Scatta un'altra foto. L'oggetto non avrebbe dovuto spostarsi. Il test probabilmente fallirà perché non è possibile spostare la fotocamera parallelamente.

Tuttavia, esiste un limite pratico alla disparità. Possiamo solo calcolare la disparità per valori discreti (ignorando la precisione del subpixel). Pertanto i valori più piccoli che possiamo distinguere sono tra 0 e 1. Quindi la disparità può essere a 0px o a 1px. A 0px sarebbe all'infinito e per 1px sarebbe il massimo in cui possiamo ancora dire qualcosa sulla distanza.

Data la dimensione dei pixel in mm x, la lunghezza focale f e la linea di base b noi ottenere la distanza più lontana come: 

  d = f * b / x

Il mio modello

Ecco come arrivare al mio .

Schizzo 1: supponiamo che le telecamere siano parallele rispetto alla linea di base, che l'oggetto si trovi alla distanza de usa il modello di fotocamera pin-hole standard.

Schizzo2: Trasforma lo schizzo 1 in modo che le sono uno sopra l'altro e l'oggetto è diviso in due punti. Il primo punto è visto dritto davanti a sé e il secondo è visto di lato da una distanza di b.

Calcoli: ora x può essere calcolato utilizzando rapporti triangolari. Per distinguere la profondità, la lunghezza x deve essere 1px o la lunghezza equivalente in mm.

my sketch

Wow, molto completo. C'è qualche possibilità che potresti trovare un esempio? Diciamo, due fotocamere, a 1 metro di distanza entrambe con sensori da 10 mp?
Modello di fotocamera specifico? Ho bisogno di conoscere la risoluzione in ogni direzione e la dimensione del sensore, come APS-C ecc. Inoltre quale lunghezza focale / obiettivo?
Penso che tu sia sulla strada giusta, ma credo che ci siano più fattori oltre alla linea di base, alla lunghezza focale e al pixel pitch. Almeno uno a cui riesco a pensare è la dimensione dei dettagli che devi risolvere. Forse questo si traduce nella (b) nel secondo triangolo del diagramma, che tra l'altro è una (b) diversa dalla linea di base nel primo triangolo.
Hai ragione, il dettaglio fa la differenza. Ho pensato che possiamo risolvere i dettagli fino ax e ho pensato che fosse un pixel. A causa della precisione dei pixel secondari nel rilevamento delle caratteristiche, potrebbe effettivamente essere inferiore. Oppure potrebbe essere più di un pixel ma dipende dalla qualità ottica.
Bene, se siamo specifici per me, allora sarebbero due Canon 550D, che sono 18mpx, sensori APS-c. Entrambi con obiettivi da 50mm 1.8f, probabilmente impostati su f / 5.6 per la massima nitidezza.
Jay Carr
2013-07-24 23:12:27 UTC
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Ci sono telescopi che possono scattare foto stereoscopiche di corpi celesti a diversi anni luce di distanza, quindi non c'è davvero un limite di distanza :-). Certo, lo fanno dalle estremità opposte dell'orbita terrestre (come indicato nei commenti), quindi sono abbastanza distanti.

Detto questo, c'è un limite pratico, ed è principalmente basato su la differenza nell'angolo di incidenza di entrambe le fotocamere, vale a dire l'oggetto che viene fotografato e la qualità delle immagini utilizzate.

Non credo che ci sia una formula esatta per ciò che stai cercando di fare fallo, ma penso che una buona idea sarebbe scoprire come l'occhio umano usa la parallasse per creare immagini stereoscopiche nella mente. Questo articolo afferma che il 97% delle persone può vedere un'immagine stereo quando ci sono almeno 2,3 minuti d'arco di separazione (o circa 0,03 gradi di separazione sull'angolo di attacco). Se fai un po 'di matematica, sono sicuro che puoi capire la distanza massima a cui puoi essere in base al fatto che le telecamere sono a circa 2,5 metri l'una dall'altra. Suppongo che sarà una distanza molto lunga ... ma non sono poi così bravo in matematica ad essere onesti.

Per quanto riguarda la qualità dell'immagine, dipenderà da quanto lontano il soggetto è. Se è a soli 3 piedi di distanza e sta riempiendo la maggior parte del frame, direi che 2mpx andrebbe bene. Ma se è una distanza considerevole, diciamo 100 m, probabilmente vorrei essere più vicino a 10 mpx, altrimenti sarei preoccupato di perdere troppi dettagli.

Inoltre, tieni presente la nitidezza delle tue immagini è influenzato anche dalla scelta dell'obiettivo. Se hai i soldi, potresti prendere in considerazione l'acquisto di un paio di reflex e forse un paio di obiettivi a focale fissa da 50 o 85 mm economici. In questo modo avresti un'ottima densità di pixel (12mpx +) e anche una nitidezza davvero buona.

Scusa, non è una risposta precisa, ma si spera che aiuti ...

Qualche fonte per i telescopi?
Questo in realtà funziona perché fotografano quegli oggetti dalle estremità opposte dell'orbita terrestre, quindi la separazione stereoscopica è dell'ordine di circa 300 milioni di km.


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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