Language
Country/Area
No result found
从平面到立体的飞跃：自动立体图是如何工作的？
自动立体图（autostereogram）是一种二维（2D）图像，能够创造出三维（3D）场景的光学illusion。这类图像仅使用一张图片来达成这种效果，与常规立体图需要两张图片相比，其运作模式独具特色。自动立体图的三维场景通常不容易被识别，直到以适当的方式观赏时，与传统的立体图有所不同。
观看任何类型的立体图时，观者可能会经历视距-调焦冲突。
自动立体图的光学illusion是基于深度知觉，这涉及到立体视觉（stereopsis），即由于每只眼睛对三维场景的不同视角所生出的深度感知。对于无法感知深度的个体，他们可能需要使用「摇摆立体图」（wiggle stereogram）来达到相似的效果。最简单的自动立体图包括一个水平重复的图案，这些图案中隐含着细微的变化，看起来如同壁纸一般。
当以适当的视距观赏这些重复模式时，重复的图案就会看似漂浮在背景之上或之下。知名的Magic Eye系列书籍中使用的正是这种名为随机点自动立体图（random-dot autostereogram）的方法。这一类的自动立体图，每个像素的计算都是基于一个图案带和一个深度图，当以正确的视距来观赏时，隐藏的三维场景便会浮现出来。
与常规立体图不同，自动立体图不需要使用立体镜（stereoscope）。立体镜会将相同物体的二维图片从微微不同的角度提供给左眼和右眼，这样便能够利用双眼视差来重构出原物体。因此，当以正确的视距观看时，自动立体图也能实现相同的效果，双眼之间的视差存在于相邻部分的重复二维图案中。
这类自动立体图一般设计为只用一种方式观看：外视或交叉视，大多数的自动立体图都是为外视而设计。
外视观看要求双眼保持相对平行的角度，而交叉视则需要相对靠近的角度。如果适当地观看为外视设计的图像，它将从背景中弹出来；反之，若以交叉视观看，则图像会看似切割在背景后面，且可能会难以完全聚焦。
历史背景
自然，这一技术也有着悠久的历史。早在1593年，吉安巴蒂斯塔·德拉·波尔塔便观察到使用一只眼睛观察一本书的某一页，另一只眼则观察另一页的现象。他发现，透过切换「视觉能力」可以读取内容。而直到1838年，查尔斯·维斯通才首次发表有关双眼图像合作的例子，说明了立体知觉的原理。
随着时间的推移，随机点立体图（random-dot stereograms）在1959年被贝拉·朱莱兹发明，当时正是在研究如何识别由间谍飞机拍摄的伪装物体时。这一发现显示出，立体知觉不仅依赖于可见的轮廓，而是可以从无可见轮廓的图像之中识别。因此，复杂性也在这一技术的演进中得到探索与完善。
自动立体图的运作原理
目前，自动立体图的基本运作原理是以视差为基础，在「毛利边距」内形成实际的三维印象。当人们观看某一重复的图样时，脑部会努力匹配双眼所见的图像。如果在透视的不同层面出现了一致的图像，那么便能创造出深度的错觉。简单的桌面壁纸风格的自动立体图便是利用这一原理，使得图案的深度由元素间的间隔距离决定。
随机点自动立体图的设计
随机点自动立体图依赖于图案和相对应的深度图来生成。计算机方案会根据深度图的像素信息及其位移来生成包含无数小点的随机图样，并搭建出一个可视的三维场景。在这一过程中，计算机会根据深度图上的灰度值来确定像素的位移，从而实现深度层次感的效果。而深度图本身是一幅灰度图，越接近的物体颜色越亮，这进一步使得观赏者在观看自动立体图时能够感受到深度的存在。
观看自动立体图的技巧
对于许多人来说，观赏自动立体图的过程中，可能需要一些训练才能够成功看到三维图像。毕竟，自动立体图建构的依据就是立体视觉，存在各种视觉障碍的人，甚至是只有一只眼睛有问题的人，可能都无法感知到这些三维图像。此外，视觉障碍问题若未在儿童成长过程中得到矫正，将导致他们在未来的生活中无法感知到自动立体图的奥秘。
结语
自动立体图不仅是视觉科技的一次飞跃，同时也是艺术与科学结合的产物，展现了人类对视觉世界的探索与理解。面对这个由平面逐渐增生立体的过程，我们不禁要思考，在光学技术的未来，是否还会出现更为惊人的视觉效果和理念？
