Поделиться

суббота, 28 января 2012 г.

Редакторские будни: Стереомания

Я достаточно долго ждал, когда же стереовидение и стереоизображения, которые сегодня распространились под маркой "3D" начнут проталкиваться в профессиональную и научную деятельность, когда нас начнут уверять, что "объемное изображение значительно повышает скорость и достоверность восприятия информации человеком". Судя по всему, произошло это некоторое время назад, но мне довелось побывать на парочке презентаций только в два последних месяца. Было довольно весело, создавалось впечатление, что выступающие не слишком-то уверенно чувствуют себя на стерео-поле в части технической и научной подкованности, но речь не об этом.

Примечание: Когда в тексте встречается "3D", речь идет о том 3D, которое, на самом деле, стерео, объемное, с очками или без, в общем о том, что под ним сегодня подразумевают производители телевизоров и зрители, идущие на "кино в 3D". Когда в тексте используется "3Д", я имею в виду любое изображение, которое передает эффект глубины. Неразбериха, конечно, но не я в ней виноват.

Вообще-то, я не против 3D или стереовидения - я за любой забавный кипиш в быту, в работе, в науке, да где угодно. Чего я терпеть не могу, так это когда что-то одно выдается за что-то другое, а вокруг 3D в настоящее время уж слишком много домыслов и рекламной шумихи.

Начнем с того, что технология или, точнее, группа технологий для создания объемных изображений не нова. Анаглиф-очки (это очки с разноцветными стеклами, то есть светофильтрами, при надевании которых левый и правый глаза с одного изображения на экране или на бумаге воспринимают два разных изображения) известны, бог знает, сколько времени. Еще в 1975—1978 годах ленинградский телецентр проводил опытные трансляции цветного стереоизображения с использованием анаглифического метода (это было еще до моего рождения). Сегодня применяются, в основном, более дорогие и технически продвинутые методы, но принцип всегда остается одним и тем же: показываются две разных картинки - одна для левого, другая для правого глаза. Разница между 3D-технологиями лишь в том, как организовано разделение изображений, то есть как получается эффект, при котором левый и правый глаза в одно и то же время считывают разные изображения (с одного экрана или с двух). То есть все это известно много лет, просто раньше новые телевизоры лучше покупались: сначала был переход с электронно-лучевых трубок на ЖК и плазму и с кассетных видеомагнитофонов на DVD-проигрыватели, потом с обычного (как оно в тот момент стало называться) разрешения на высокое (720p, 1080p) и с обычных (как они в тот момент стали называться) DVD-проигрывателей на Blu-ray. Но время идет, производителям нужно продолжать продавать телевизоры, предлагая потенциальному потребителю какие-то новые "заманухи", и следующей (и, видимо, последней оставшейся на тот момент) идеей стало 3D.

Применение 3D в компьютерных и консольных играх - это тоже не новость. Да, Nintendo 3Ds появилось только что, недавно поддержка 3D появилась в Playstation 3 и Xbox360, но, быстренько пробежавшись по своей библиотеке, я обнаружил две довольно давние игрушки, в комплекте с которыми поставлялись анаглиф-очки: Sly 3: Honor Among Thiefs (2005 года выпуска) для Playstation 2 и Metal Gear Acid 2 (того же 2005 года) для PSP, и я сомневаюсь, что они были первыми или последними.


Первой домашней консолью с "настоящей" 3Д-графикой был Virtual Boy от Nintendo. Появилось устройство в 1995 году, позиционировалось как переносное, при этом напоминая маску-переросток для сварщика, использовало два проектора, создавая отдельные изображения для левого и правого глаз (причем изображения были монохромные - красно-черные). Консоль не вызвала интереса у покупателей, и ее поддержка прекратилась уже в следующем году.

Еще в первых версиях спецификаций графической библиотеки OpenGL (выпуска 90-х годов XX века) подразумевалась возможность визуализации в стереорежиме (хотя мне и неизвестны реализации, которые позволяли это делать).

Само название "3D" - это отдельный бред. Как человек, который с детства играл в компьютерные игры, а позже стал считать компьютерную графику одной из областей своей специализации, я привык к таким выражениям, как: "3Д-шутер", "3Д-ускоритель", "3Д-карта", "Direct 3D" и прочим. Иными словами, для меня "3Д" - это что угодно с претензией на передачу объема тем или иным способом. Вообще же, "3D" - это "3 dimensional", то есть нечто в трех измерениях. Добавляем к паре (x, y) дополнительную координату z и получаем 3Д. Однако, мое 3Д - это не сегодняшнее 3D. Оно, согласно принятому нынче определению, вообще к 3D не относится. Хотя, если уж на то пошло, современное 3D - это всего лишь изображение, созданное с применением стерео, то есть с применением одного из методов передачи глубины (таких методов много: перспектива - далекие объекты кажутся меньшими, чем близкие; освещение, которое падает по мере удаления объекта от источника света; туман - близкие объекты выглядят четкими, а дальние - размытыми и т. д.), то есть это самое современное 3D - всего лишь часть моего 3Д.

3D фильмы и игры нужно правильно создавать и правильно показывать (угол обзора, расстояние до экрана, специфика физиологии каждого отдельного зрителя и т. д. - каждая технология имеет те или иные ограничения). Эффект 3D должен быть выражен ярко и при этом не должен приводить к головным болям и прочим проблемам - здесь нужна довольно тонкая настройка, которой часто пренебрегают и производители фильмов, и кинотеатры, и счастливые обладатели домашнего 3D - вам это становится ясно, если никакого 3D вы не видите, или если через пять минут после начала фильма у вас начинают болеть глаза, а к концу фильма они становятся красными, как у кролика, и не ворочаются. Это все эмпирические познания, в рекламе мы такое слышим редко. Что мы слышим часто, так это указания на то, что когда мы смотрим на обычную плоскую (как она с недавнего времени стала называться) картинку, мозг вынужден самостоятельно интерпретировать ее, восстанавливая 3Д-сцену, в то время как стереовидение (новое 3D), напрямую поставляет мозгу объемные данные. Это еще вопрос, стоит ли мешать мозгу делать привычную для него работу - вы же не вручную восстанавливаете сцену, в конце-то концов.

Но это все лирика. Физика начинается, когда говорится о том, что стереоизображения сами по себе облегчают восприятие информации, в том числе научной. Это неправда, все зависит от информации. При проектировании любой графики с информацией, в том числе геодезической, статистической, какой угодно, следует сначала определиться с тем, что вы хотите донести до зрителя/читателя (или до себя самого: что вы надеетесь увидеть на графиках?). Этот шаг очень важен, и он совсем не зависит от того, как в итоге будет выглядеть изображение. Следующий шаг - понять, как лучше расположить все элементы графики, что нужно включить, что выкинуть, какие цвета использовать (или не использовать их вообще), какие выбрать оси координат, какое представление точек (всех и важных) и так далее, и тому подобное. По окончании этого этапа уже становится понятно, на что накладывать данные: на плоскость, на трехмерный объем или использовать больше координат, использовать гиперграфику. И только после этого стоит задумываться над тем, а не будет ли стерео наилучшей технологией визуализации для всего этого? Только так и никак иначе. Я с ужасом жду 3D-шаблонов для PowerPoint (если их еще нет - может, просто я не сталкивался).

Приведу один исторический пример, он обсуждается в книге Эдварда Тафти "Визуальные разъяснения". 31 августа 1854 года в центральном Лондоне, вблизи Броад Стрит разразилась эпидемия холеры. Джон Сноу, который исследовал эту эпидемию и другие до нее, заключил, что виной всему является зараженный источник воды. Доступ к источнику был закрыт, и эпидемия тут же пошла на убыль. Все это может показаться вполне банальным, если бы не пара "но":
  • в те времена еще не было известно, что холерой можно заразиться от воды - бытовало несколько точек зрения, господствующей из которых была та, согласно которой причиной заболевания холерой и некоторыми другими болезнями был некий "Плохой воздух";
  • графика, которую в то время использовали ученые в ходе исследования эпидемий, в основном отражала изменения числа заболевших и умерших от болезни во времени, что никак не помогало установить источник заразы.
Сноу решил, что нет ни одного агента, ничего, связывающего заболевших в районе Броад стрит, кроме источника воды. Решил он так не на пустом месте: он нанес штрихи, соответствующие заболевшим в каждом из домов в районе Броад стрит, на карту.


Дальнейшее исследование показало, что заболевшие люди, проживавшие далеко от зараженного источника воды, либо гостили у своих родственников, проживавших вблизи оной, либо традиционно посылали за водой именно из этого источника, потому что им нравился вкус воды. Еще интереснее, что из работников пивоварни, располагавшейся недалеко от источника, не заболел никто. Расспросы показали, что вода для варки пива бралась из колодца на самой пивоварне, а работникам разрешалось выпивать некоторое количество пива в течение дня (со слов владельца предприятия, они вообще не пили воды).

У Сноу была идея, которая обратилась простой и блестящей плоской по форме, но не по сути графикой и подтвердила теорию. Хочется задать вопрос: неужели то же или схожее изображение в виде стерео, с объемными домами и фигурками людей могло бы дать больше? Для рассмотренной задачи - нет! Для рассмотренной задачи объемная графика затруднила бы восприятие, а не облегчила его. И это несмотря на то, что изображенные на карте объекты (в частности, дома) в реальности объемны. Да, используя 3D, можно было бы отобразить число или даже фигурки заболевших на разных этажах зданий, но для рассматриваемой задачи это не имело бы смысла.

Я допускаю, что для определенных задач, после осознания контекста, в котором должна быть представлена информация, после рассмотрения нескольких вариантов ее отображения, 3D может дать уникальные преимущества. Но утверждать безусловное превосходство стерео, 3D, объемной графики над традиционной плоской или "псевдо" 3Д, что в искусстве, что в науке абсолютно необоснованно.

3 комментария:

  1. я жду 3D-интерфейсы в стиле Джонни-Мнемоника. их каждые пару лет обещают, а воз известно где.
    в бизнес-приложениях 3D применимо во всяких там кубах решений (Decision Cube) и слегка применимо в ГИС.

    ОтветитьУдалить
  2. Она, конечно, слегка применима в ГИС, но я только что выше показал задачу, где она неприменима. :)

    Мне тут коллеги еще подсказывают, что будущее - за 3D-порно. :)

    ОтветитьУдалить
  3. Что касается интерфейсов в стиле Мнемоника, то это, скорее, голография. Она, действительно, как-то слабовато прогрессирует.

    ОтветитьУдалить