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3D映像はなぜ立体的に見えるのか


 3Dが普及しつつある今日、3D映像が立体的に見えるということは当然のような認識の方々が多いと思われます。 ここでは改めて、立体的に見えるしくみをご紹介してまいります。

人間が立体映像を認識するしくみ

   まず、そもそも人間が立体映像をどのように認識しているかを考えてみましょう。

 人間だけでなく地球上の多くの生物は2つの眼を持っています。

 1つの眼(単眼)でもレンズの役割をしている眼球の「水晶体」の調節によって立体感・奥行き感といった情報は得られますが、両眼による立体情報は単眼のそれをはるかに上回る精度の情報が得られます。

 従ってフローベルの3D撮影システムをはじめ、現在普及しつつあるシステムの多くは2つのカメラを搭載し、人間の両眼のように1つの眼(カメラ)では得られないような立体感を再現しているわけです。
 

キーワードは輻輳と両眼視差

 両眼による立体情報が単眼に比べて精度が良いと述べましたが、その理由を語る上で欠かせない要素が、輻輳(ふくそう)、両眼視差です。

 輻輳とは、医学、生物学領域では対象を見ようとするときに生じる両眼間の内向き・外向きの輻輳眼球運動の略称であるとされています。人間が対象の物を見るとき、その距離に応じて輻輳の変化量を調節し、相対的な距離感が判断されて奥行き感を得ています。

 また、左右の視線がなす角を、輻輳角とよびます。つまり、遠くから近くを見ようとするとき、左右の眼は内側に寄り、輻輳角は大きくなります。逆に遠くから近くを見ようとするときは左右の眼は外側に開き、輻輳角は小さくなります。

図1 輻輳

 もう1つのキーワード、両眼視差はある対象を見たときの左右の眼での映像のずれのことをいいます。人間の左右の眼は水平方向に約65㎜離れていると言われ、左眼と右眼ではわずかに違う映像を見ています。

 この両眼視差によって数メートル離れた場所の、数センチメートルの前後位置の違いを識別することができると言われ、単眼に比べて精度が高い理由がわかるかと思います。

 フローベルの3D撮影システムは、この両眼視差のしくみを使って映像を立体的に認識できるように作られています。

図2 両眼視差

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