원통형 관점: 원통형 관점: 컴퓨터 비전의 시각적 인식 탐구

By Fouad Sabry

원통형 관점이란 무엇입니까

원통형 원근법은 렌즈 축 수준 위와 아래의 직선 수평선을 곡선으로 재현하고 렌즈 축 수준의 직선 수평선을 직선으로 재현하는 어안 및 파노라마 렌즈에 의해 발생하는 왜곡 형태입니다. 이는 또한 영화 촬영에서 초점 거리가 40mm 미만인 광각 아나모픽 렌즈의 일반적인 특징일 뿐만 아니라 일치하는 원통형 곡선 스크린에 투사될 때 시네라마 의 146도 주변 시야를 생성하는 기초이기도 합니다.

당신이 얻을 수 있는 혜택

(I) 다음 주제에 대한 통찰력 및 검증:

1장: 원통형 관점

2장: 광학 수차

3장: 지도 투영

4장: 파노라마 사진

5장: 왜곡(광학)

6장: 이미지 스티칭

7장: 원통형 렌즈

8장: 이미지 수정

9장: 키스톤 효과

10장: 수직과 수평

(II) 원통형 관점에 관한 대중의 주요 질문에 답합니다.

(III) 다양한 분야에서 원통형 원근법을 사용한 실제 사례.

이 책은 누구를 위한 책인가

전문가, 학부 및 대학원생, 열성팬, 취미생활자 및 모든 종류의 원통형 관점에 대한 기본 지식이나 정보를 넘어서고 싶은 사람들.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: May 14, 2024

Book preview

챕터 1: 원통형 원근법

원통형 원근법은 어안 및 파노라마 렌즈에 의해 생성되는 원근 왜곡의 한 유형으로, 렌즈 축 레벨의 위와 아래에 직선 수평선을 곡선으로 렌더링하고 렌즈 축 레벨의 직선 수평선을 직선으로 렌더링합니다. 이는 초점 거리가 40mm 미만인 시네마토그래피의 광각 아나모픽 렌즈의 특징이기도 하며, 원통형 곡선 스크린에 투사할 때 Cinerama의 146도 주변 시야를 생성하는 기초이기도 합니다.

예술은 항상 인간이 주변 세계를 인식하는 방식을 반영해 왔습니다. 예술적 표현의 가장 매력적인 측면 중 하나는 원근법의 사용입니다. 소실점과 수평선이 있는 전통적인 선형 원근법은 수세기 동안 서양 미술의 초석이었습니다. 그러나 공간을 보고 묘사하는 독특한 방법을 제공하는 또 다른 원근법 기술인 원통형 원근법이 있습니다.

파노라마 원근법 또는 광각 원근법이라고도 하는 원통형 원근법은 선형 원근법의 엄격한 규칙에서 벗어납니다. 수평선에 단일 소실점 대신 원통형 원근법은 곡선 수평선을 사용하여 시청자를 감싸는 파노라마 뷰를 제공합니다. 이 기술은 특히 시야가 180도 이상으로 확장될 때 실생활에서 주변 환경을 인식하는 방식을 모방합니다.

원통형 원근법의 뿌리는 이집트 무덤과 그리스 프레스코화에서 발견되는 파노라마 그림과 같은 고대 예술 형식으로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 그러나 르네상스 시대가 되어서야 예술가들이 이 기법을 탐구하고 공식화하기 시작했습니다. 초기 실험은 파올로 우첼로 (Paolo Uccello)와 같은 예술가들의 작품에서 볼 수 있는데, 그는 미묘하지만 그의 그림에 원통형 원근법의 요소를 통합했습니다.

원통형 원근법의 가장 주목할만한 지지자 중 한 명은 네덜란드 화가 인 피터 브뤼겔 (Pieter Bruegel the Elder)이었습니다. 브뤼겔은 추수꾼들과 바벨탑과 같은 풍경화에서 원통형 원근법을 능숙하게 사용하여 관람객을 그림 속으로 끌어들이는 광대하고 몰입감 있는 장면을 만들었습니다. 브뤼겔의 작품에서 수평선의 곡률은 깊이와 입체감을 더할 뿐만 아니라 규모감과 웅장함을 더욱 돋보이게 한다.

그러나 원통형 원근법의 진정한 잠재력은 19세기에 파노라마 사진의 출현으로 실현되었습니다. 로버트 바커(Robert Barker)와 토마스 서튼(Thomas Sutton)과 같은 선구자들은 특수 카메라와 렌즈를 사용하여 광각 뷰를 캡처하는 기술을 개발했습니다. 이 초기 파노라마 사진은 광활한 풍경에서 번화한 도시 거리에 이르기까지 세상을 경험하고 기록하는 새로운 방법을 제공했습니다.

현대 미술의 영역에서 원통형 원근법은 다양한 매체를 통해 예술가들에게 계속해서 영감과 흥미를 불러일으킵니다. 디지털 아티스트는 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 원통형 원근법을 통해 기존의 정적 이미지를 초월하는 인터랙티브 경험을 제공하는 몰입형 가상 환경을 만듭니다. 마찬가지로 영화 제작자와 비디오 게임 개발자는 원통형 원근법을 활용하여 관객을 광활하고 생생한 세계에 몰입시킵니다.

건축가와 도시 계획가들은 공간을 시각화하고 설계할 때 원통형 원근법의 가치를 인식하고 있습니다. 파노라마 렌더링과 가상 현실 시뮬레이션을 사용하여 건물과 풍경이 다양한 관점에서 어떻게 보일지 정확하게 표현할 수 있어 고객과 이해 관계자가 프로젝트를 보다 포괄적으로 이해할 수 있습니다.

원통형 원근법은 예술적이고 실용적인 응용 프로그램 외에도 지각의 본질에 대한 철학적 통찰력을 제공합니다. 곡선 수평선을 수용함으로써 예술가들은 공간과 시간에 대한 선형적 이해의 한계를 인정합니다. 원통형 원근법은 현실이 하나의 관점에 국한되지 않고 다면적이고 지속적으로 진화하는 파노라마임을 상기시킵니다.

결론적으로 원통형 원근법은 예술에서 공간과 형태를 묘사하는 풍부하고 역동적인 접근 방식을 나타냅니다. 고대의 기원에서 현대에 이르기까지, 이 기법은 깊이, 규모, 몰입감을 전달하는 능력으로 예술가와 관객 모두를 사로잡았습니다. 회화, 사진, 디지털 아트 또는 건축 시각화에 사용되든 원통형 원근법은 새로운 각도에서 세상을 보고 인식의 무한한 가능성을 탐구하도록 초대합니다.

{챕터 1 종료}

챕터 2: 광학 수차

수차는 렌즈와 같은 광학 시스템의 특징으로, 빛이 한 지점에 초점을 맞추는 대신 공간의 특정 영역에 분산되도록 합니다. 이 현상은 광학 분야에서 알려져 있습니다.

1: 색수차가 있는 렌즈에 의한 이미징.

또한 색수차가 낮은 렌즈

수차가 발생할 수 있는 이미지 형성 광학 시스템은 선명하지 않은 이미지를 생성합니다. 광학 기기 제조업체는 수차를 보상하기 위해 광학 시스템을 조정해야 합니다.

기하학적 광학 기술은 수차 분석을 수행하기 위해 활용될 수 있습니다. 반사 및 굴절 광선의 일반적인 특성 중 일부는 반사, 굴절 및 화선에 관한 기사에서 논의됩니다.

구형 거울의 반사.

초점을 향하지 않는 반사 광선(녹색)은 거울 중심 F에서 멀어지는 입사 광선(빨간색)에 의해 생성됩니다.

구면 수차 때문에 그렇습니다.

이상적인 렌즈는 물체의 모든 지점에서 나오는 빛이 렌즈를 통과하여 사진 평면(또는 더 일반적으로 이미지 표면)의 단일 지점에 수렴할 수 있도록 합니다. 렌즈가 완벽하다면 그럴 것입니다. 반면에 실제 렌즈는 완벽하게 구성되더라도 한 지점에 빛을 정확하게 집중시키지 않습니다. Aberrations of the lens는 렌즈의 이상적인 성능에서 벗어난 이러한 편차를 설명하는 데 사용되는 용어입니다.

수차의 두 가지 범주는 단색 수차와 색수차로 알려져 있습니다. 빛이 반사되거나 굴절되면 단색 수차가 발생할 수 있습니다. 이러한 수차는 렌즈 또는 미러의 형상에 의해 생성되며 이 두 프로세스 중 하나에서 발생할 수 있습니다. 이름은 단색 조명을 사용할 때도 볼 수 있다는 사실에서 비롯됩니다.

색수차는 파장에 관계없이 발생하는 렌즈의 굴절률 변화인 분산에 의해 발생합니다. 분산으로 인해 뚜렷한 파장의 빛이 특정 위치의 다른 지점에 초점을 맞추게 됩니다. 단색광을 사용하면 색수차가 나타나지 않습니다.

단색 수차의 경우 가장 일반적인 수차는 다음과 같습니다.

디포커스

구면 수차

혼수

난시

필드 곡률(Field curvature)

이미지 왜곡

디포커스는 이론적으로 광학 수차의 가장 낮은 차수라는 사실에도 불구하고 일반적으로 렌즈 수차로 간주되지 않습니다. 이는 이미지 평면을 렌즈의 광학 초점에 더 가깝게 만들기 위해 렌즈(또는 사진 평면)를 이동하여 수정할 수 있기 때문입니다.

이러한 수차는 초점이 이동하게 할 수 있는 유일한 요인이 아닙니다. 피스톤 및 틸트 효과는 이러한 효과의 또 다른 예입니다. 피스톤과 틸트에 의해 완벽한 웨이브프런트가 변경되어도 여전히 흠잡을 데 없고 수차가 없는 이미지를 생성합니다. 유일한 차이점은 새로운 위치로 옮겨진다는 것입니다. 이것이 피스톤과 틸트가 실제 광학 수차 오류를 구성하는 것으로 간주되지 않는 이유입니다.

링(1)의 이상적인 이미지와 축(2) 및 가로(3)만 있는 이상적인 이미지 비교 색수차

서로 다른 파장이 같은 곳에 집중되지 않으면 색수차로 알려진 현상이 발생합니다. 색수차의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

종종 세로로 알려진 축 방향의 색수차

횡방향 색수차라고도 합니다.

고전적 광학 이론에서 완벽한 광학 시스템은 다음을 포함합니다., James Clerk Maxwell이 수행한 조사

그림 1

S(그림 1)가 광학 시스템인 경우, 축 점 O에서 이동하고 각도 u1 아래에 있는 광선은 축 점 O'1에서 병합되는 반면, 각도 u2 아래로 이동하는 광선은 축 점 O'2에서 결합합니다. 집단 구면 또는 얇은 포지티브 렌즈를 통해 굴절이 있는 경우 각도 u2가 u1보다 큰 한 O'2는 O'1 앞에 놓입니다(보정 중). 반면에 분산 표면이나 렌즈에 굴절이 있으면 O'2가 O'1 앞에 놓입니다(보정 이상). 첫 번째 시나리오에서 화선은 보다 큼을 나타내는 기호 >와 비슷하지만 두 번째 시나리오에서는 보다 작음을 나타내는 기호 <와 유사합니다. 각도 u1이 매우 작을 때 가우스 이미지는 O'1로 표시됩니다. 조리개가 u2인 연필의 종방향 수차는 O'1 O'2라고 하고 측면 수차는 O'1R로 표시됩니다. 각도가 u2인 연필이