Perspectiva cilíndrica: Perspectiva cilíndrica: exploración de la percepción visual en la visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es la perspectiva cilíndrica

La perspectiva cilíndrica es una forma de distorsión causada por lentes de ojo de pez y panorámicas que reproducen líneas horizontales rectas por encima y por debajo del nivel del eje de la lente como curvas mientras reproducen líneas horizontales rectas en el nivel del eje de la lente como rectas. Esta es también una característica común de las lentes anamórficas gran angular de menos de 40 mm de distancia focal en cinematografía, así como la base para crear la visión periférica de 146 grados de Cinerama cuando se proyecta en una pantalla cilíndricamente curvada.

Cómo te beneficiarás

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Perspectiva cilíndrica

Capítulo 2: Aberración óptica

Capítulo 3: Proyección cartográfica

Capítulo 4: Fotografía panorámica

Capítulo 5: Distorsión (óptica)

Capítulo 6: Unión de imágenes

Capítulo 7: Lente cilíndrica

Capítulo 8: Rectificación de imágenes

Capítulo 9: Efecto Keystone

Capítulo 10: Vertical y horizontal

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre la perspectiva cilíndrica.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de la perspectiva cilíndrica en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de Perspectiva cilíndrica.

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 13 may 2024

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Capítulo 1: Perspectiva cilíndrica

La perspectiva cilíndrica es un tipo de distorsión de perspectiva creada por lentes de ojo de pez y panorámicas que representan líneas horizontales rectas por encima y por debajo del nivel del eje de la lente como curvas, mientras que las líneas horizontales rectas en el nivel del eje de la lente son rectas. Esta es también una característica de las lentes anamórficas gran angular de la cinematografía con distancias focales de menos de 40 mm, así como la base para crear la visión periférica de 146 grados de Cinerama cuando se proyecta en una pantalla cilíndricamente curvada.

El arte siempre ha sido un reflejo de cómo los seres humanos perciben el mundo que les rodea. Uno de los aspectos más fascinantes de la representación artística es el uso de la perspectiva. La perspectiva lineal tradicional, con sus puntos de fuga y líneas de horizonte, ha sido la piedra angular del arte occidental durante siglos. Sin embargo, hay otra técnica de perspectiva que ofrece una forma única de ver y representar el espacio: la perspectiva cilíndrica.

La perspectiva cilíndrica, también conocida como perspectiva panorámica o gran angular, se desvía de las estrictas reglas de la perspectiva lineal. En lugar de un solo punto de fuga en el horizonte, la perspectiva cilíndrica emplea una línea de horizonte curva, lo que da como resultado una vista panorámica que envuelve al espectador. Esta técnica imita la forma en que percibimos nuestro entorno en la vida real, especialmente cuando nuestro campo de visión se extiende más allá de los 180 grados.

Las raíces de la perspectiva cilíndrica se remontan a las formas de arte antiguas, como las pinturas panorámicas encontradas en las tumbas egipcias y los frescos griegos. Sin embargo, no fue hasta el Renacimiento que los artistas comenzaron a explorar y formalizar esta técnica. Los primeros experimentos se pueden ver en las obras de artistas como Paolo Uccello, quien incorporó elementos de perspectiva cilíndrica en sus pinturas, aunque sutilmente.

Uno de los defensores más notables de la perspectiva cilíndrica fue el pintor holandés Pieter Bruegel el Viejo. En sus pinturas de paisajes, como Los segadores y La torre de Babel, Bruegel empleó hábilmente la perspectiva cilíndrica para crear escenas vastas e inmersivas que atraen al espectador a la pintura. La curvatura de la línea del horizonte en las obras de Bruegel no solo añade profundidad y dimensión, sino que también realza la sensación de escala y grandeza.

Sin embargo, el verdadero potencial de la perspectiva cilíndrica se realizó en el siglo XIX con el advenimiento de la fotografía panorámica. Pioneros como Robert Barker y Thomas Sutton desarrollaron técnicas para capturar vistas de gran angular utilizando cámaras y lentes especializadas. Estas primeras fotografías panorámicas proporcionaron una nueva forma de experimentar y documentar el mundo, desde paisajes extensos hasta bulliciosas calles de la ciudad.

En el ámbito del arte contemporáneo, la perspectiva cilíndrica sigue inspirando e intrigando a los artistas a través de diversos medios. Los artistas digitales utilizan software de modelado 3D para crear entornos virtuales inmersivos, donde la perspectiva cilíndrica permite experiencias interactivas que trascienden las imágenes estáticas tradicionales. Del mismo modo, los cineastas y desarrolladores de videojuegos aprovechan la perspectiva cilíndrica para sumergir al público en mundos expansivos y realistas.

Los arquitectos y urbanistas también reconocen el valor de la perspectiva cilíndrica en la visualización y el diseño de espacios. Mediante el empleo de representaciones panorámicas y simulaciones de realidad virtual, pueden representar con precisión cómo se verán los edificios y los paisajes desde diferentes puntos de vista, proporcionando a los clientes y partes interesadas una comprensión más completa de sus proyectos.

Más allá de sus aplicaciones artísticas y prácticas, la perspectiva cilíndrica también ofrece una visión filosófica de la naturaleza de la percepción. Al abrazar la línea curva del horizonte, los artistas reconocen las limitaciones de nuestra comprensión lineal del espacio y el tiempo. La perspectiva cilíndrica nos recuerda que la realidad no se limita a un solo punto de vista, sino que es un panorama multifacético y en continua evolución.

En conclusión, la perspectiva cilíndrica representa un enfoque rico y dinámico para representar el espacio y la forma en el arte. Desde sus orígenes antiguos hasta sus manifestaciones modernas, esta técnica ha cautivado tanto a artistas como a espectadores por su capacidad para transmitir profundidad, escala e inmersión. Ya sea que se use en pintura, fotografía, arte digital o visualización arquitectónica, la perspectiva cilíndrica nos invita a ver el mundo desde un nuevo ángulo y explorar las posibilidades ilimitadas de la percepción.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Aberración óptica

La aberración es una característica de los sistemas ópticos, como las lentes, que permite que la luz se disperse a través de una determinada región del espacio en lugar de enfocarse en un solo punto. Este fenómeno es conocido en el campo de la óptica.

1: Imagen con una lente con aberración cromática.

Además, una lente que tiene una menor aberración cromática

Los sistemas ópticos de formación de imágenes que están sujetos a aberraciones darán como resultado la producción de imágenes que no son nítidas. Los fabricantes de instrumentos ópticos están obligados a realizar ajustes en sus sistemas ópticos para compensar la aberración.

Las técnicas de óptica geométrica se pueden utilizar para hacer un análisis de aberración. Algunas de las características generales de los rayos reflejados y refractados se discuten en los artículos dedicados a la reflexión, la refracción y la cáustica.

Reflejo de un espejo esférico.

Los rayos reflejados (verde) que no se dirigen hacia el punto focal son producidos por los rayos incidentes (rojo) que se dirigen hacia afuera del centro del espejo, F.

Debido a la aberración esférica, este es el caso.

Una lente ideal permitiría que la luz de cualquier punto de un objeto pasara a través de él y convergiera en un solo punto en el plano de la imagen (o, más generalmente, en la superficie de la imagen). Este sería el caso si la lente fuera perfecta. Las lentes reales, por otro lado, no concentran con precisión la luz en un solo punto, incluso cuando están construidas a la perfección. Las aberraciones de la lente son el término utilizado para describir estas desviaciones del rendimiento idealizado de la lente.

Las dos categorías de aberraciones se conocen como aberraciones monocromáticas y aberraciones cromáticas. Cuando la luz se refleja o refracta, pueden desarrollarse aberraciones monocromáticas. Estas aberraciones son creadas por la geometría de la lente o el espejo, y pueden ocurrir en cualquiera de estos dos procesos. El nombre proviene del hecho de que son visibles incluso cuando se emplea luz monocromática.

Las aberraciones cromáticas son provocadas por la dispersión, que es el cambio en el índice de refracción de una lente que se produce independientemente de la longitud de onda. Es debido a la dispersión que las distintas longitudes de onda de la luz llegan a enfocarse en diferentes puntos en lugares específicos. El uso de luz monocromática no da lugar a la aparición de aberración cromática porque.

En cuanto a las aberraciones monocromáticas, las más comunes son:

Desenfoque

Aberración esférica

Coma

Astigmatismo

Curvatura de campo

Distorsión de la imagen

A pesar del hecho de que el desenfoque es teóricamente el orden más bajo de las aberraciones ópticas, no se considera típicamente una aberración de la lente. Esto se debe a que se puede rectificar desplazando la lente (o el plano de la imagen) para acercar el plano de la imagen al enfoque óptico de la lente.

Estas aberraciones no son los únicos factores que pueden hacer que el punto focal se desplace; Los efectos de pistón e inclinación son otros ejemplos de estos efectos. Cuando un frente de onda que de otro modo sería perfecto se ve alterado por el pistón y la inclinación, seguirá creando una imagen impecable y sin aberraciones; La única diferencia es que será desplazado a una nueva posición. Esta es la razón por la que no se considera que el pistón y la inclinación constituyan errores de aberración óptica reales.

Comparación de una imagen ideal de un anillo (1) y otras con aberración cromática solo axial (2) y solo transversal (3)

Cuando las diferentes longitudes de onda no se enfocan en el mismo lugar, se produce un fenómeno conocido como aberración cromática. Algunos ejemplos de aberración cromática incluyen:

Aberración cromática axial, a menudo conocida como longitudinal

También se conoce como aberración cromática transversal.

En la teoría clásica de la óptica, un sistema óptico perfecto implica lo siguiente:, Las investigaciones que fueron realizadas por James Clerk Maxwell

Figura 1

En el caso de que S (figura 1) sea un sistema óptico, los rayos que viajan desde un punto del eje O y están bajo un ángulo u1 se fusionarán en el punto del eje O'1, mientras que los rayos que viajan bajo un ángulo u2 se unirán en el punto del eje O'2. Si hay refracción en una superficie esférica colectiva o a través de una lente positiva delgada, entonces O'2 se encontrará frente a O'1 siempre que el ángulo u2 sea mayor que u1 (bajo corrección). Por otro lado, si hay refracción en una superficie dispersiva o en lentes, entonces O'2 se encontrará frente a O'1 (sobrecorrección). En el primer escenario, el cáustico es comparable al símbolo >, que significa mayor que, mientras que en el segundo escenario, es similar al símbolo <, que significa menor que. Cuando el ángulo u1 es muy pequeño, la imagen gaussiana se