| Anaglyf animatie met dieptewerking |
 |
| Microscopische beelden onder verschillende projectiehoeken zijn als rood-groen anaglyf projecties achter elkaar tot een filmpje gemonteerd. Uit deze serie opnamen met diepte-informatie kan worden opgemaakt dat de dochterchromatiden in deze delende cel (anafase stadium) al los van elkaar zaten. |
De mens heeft het bijzonder vermogen om diepte fysiek te kunnen onderscheiden en drie-dimensionele vormen en ruimtelijke bewegingen te kunnen interpreteren. Dat komt doordat wij twee ogen hebben die naast elkaar elkaar staan. De beelden op het netvlies van het linker en rechter oog zijn net iets verschoven en verdraaid ten opzichte van elkaar (
retinale dispariteit) waardoor informatie over de diepte doorkomt. Dit verschijnsel heet
parallax. In de visuele cortex van onze hersenen worden deze twee grotendeels overlappende maar toch verschillende stereobeelden tot één geheel gecombineerd. Er ontstaat de sensatie van dieptezicht en begrip van de ruimtelijke samenhang om ons heen, wat heel opmerkelijk is als je erbij stilstaat (meer over
binoculair zicht = zicht met twee ogen). Ons gezichtsveld blijft betrekkelijk nauw en van volledige 3D zicht is geen sprake. Als we een voorwerp bekijken zien we alleen de kant die naar ons toe gericht is en een klein beetje van de zijkanten, maar de achterkant blijft voor ons verborgen. Behalve sommige leraren kunnen mensen niet zien wat bijvoorbeeld aan hun rugzijde gebeurt. We hebben geen ogen op steeltjes waarmee we rondom een voorwerp kunnen kijken en ook hebben we geen tien ogen alle kanten op gericht zoals een Google streetview camera! Overigens is volgens het "
Optometrics network" zo'n 12% van de bevolking niet in staat om optimaal stereo te kunnen zien. Opmerkelijk is het ook dat we met slechts één oog vaak toch een goede inschatting kunnen maken van de ruimtelijke opbouw om ons heen (dit kan ook met andere zintuigen dan ogen, trouwens!): we kunnen die ruimte 'scannen' bijv. door oog en hoofd te verdraaien, waarbij onze ogen traploos scherpstellen op de vormen waar we ons op richten. Uit de gegevens die uit deze beelden onstaat en wat ze uit eerdere ervaring oproepen, met name vertekeningen ten gevolge van perspectief, de afmeting en de betekenis van voorwerpen, kunnen we een "diepte plaatje" in ons hoofd na-creëren.
| Diepte-zicht |
 |
Dieptewaarneming: parallax verschijnsel: onze twee ogen nemen twee net verschillende vensters van de wereld op (zie schematische weergave hierlinks).
Testje: zet een aantal voorwerpen op ongeveer 1 meter afstand, zoals hier kruidenpotjes. Houd het hoofd stil, maar kijk dan met het rechter en dan linker oog naar deze voorwerpen (rechts en links snel afwisselen): de potjes lijken te verspringen. Wanneer we weer met beide ogen tegelijkertijd kijken blijken de twee beelden tot één rustige gehele indruk gecombineerd te worden.
Meer over stereozicht en parallax. Andere test over stereozicht).
|  |
| Interpretatie van diepte-effect uit perspectief en ruimtelijke samenhang: in één oogopslag kan uit dit fotootje opgemaakt worden welke boom dichtbij de fotografe stond en welke verder weg op de achtergrond waren, en dat het flinke bomen waren (door vergelijking met de zwaan bijvoorbeeld): en dan te bedenken dat het fotootje op een plat en klein vlak (een scherm) geprojecteerd wordt en de kijker deze plek hoogstwaarschijnlijk niet kent. |
Ruimtelijk zien door middel van kijkapparatuur, met name een stereo-kijker, -camera, -microscoop, -laparoscoop, die in de werkelijkheid stereo virtueel of op afstand weergeeft, soms vergroot, is niet alleen leuk (bijv. spelletjes), zelfs spectaculair (bijv. 3D beelden van de
ontdekking van Mars) het kan erg nuttig zijn, bijvoorbeeld om chirugische handelingen accuraat uit te uitvoeren, om een ruimtecapsule op afstand gericht te bedienen of om de samenhang beter te begrijpen in een macroscopisch (bijv.
aardwetenschappen) of microscopisch object (zie elders op deze website een
microscopie stereo viewer).
Voorbeelden uit de microscopie
Drie benaderingen om informatie over diepte in een microscopisch object op te nemen worden hier aan de hand van een schets van een prepareermicroscoop weergegeven, namelijk door
A het object te kantelen,
B series opnamen te maken op verschillende focushoogten,
C of het object stil te houden en opnamen onder mintens twee hoeken te nemen.
| Opnemen van diepte-informatie en parallel stereo-projecties in de microscopie |
 |
 |
|
Microscopisch voorwerp: paardenbeeld op de Reichstag op een Duitse 10 eurocent munt. |
 |
Manieren om diepte-informatie op te nemen:
A Het object wordt zoals bij een wipwap-schommel fysiek gekanteld terwijl het midden van het object in de centrale as van de microscoop wordt gehouden. De kanteling moet voor minstens twee standen (enkel graden met en tegen de klok) worden uitgevoerd. In die standen worden aparte plaatjes gemaakt. Deze benadering wordt breed toegepast, in het bijzonder in de Scanning elektronenmicroscopie (EM) en de Transmissie EM tomografie.
B. In de confocale laser scanning microscopie (CLSM) is het gebruikelijk om reflectie of fluorescentie en soms ook transmissie-beelden te maken die overeenkomen met dunne plakken (optische coupes) in het object en die telkens op verschillende focushoogte genomen zijn. Uit een dergelijke serie xyz micro-opnamen, vergelijkbaar met een stapel pannekoeken, kunnen twee ten opzichte van elkaar licht verschoven doorschijn projecties mbv een imaging programma geproduceerd worden (zie voorbeelden hieronder).
C Men kan ook hetzelfde object vanuit tenminste twee verschillende hoeken (ong. +3 en -3 graden tov de middenas) fotograferen of filmen. Dit behoort tot de nieuwste trend in opnamen met stereo en dissectie-microscopen).
|
Parallel projectie
De oudste methode voor stereoweergave is wellicht die waarbij twee perspectief-beelden overeenkomend resp. met het zicht zoals vanuit het rechter en linkeroog, naast elkaar als foto's worden afgedrukt of op een beeldscherm worden weergegeven (deze methode is al in de beginjaren van de elektronenmicroscopie toegepast). Wanneer men digitaal z-stapels van xy-plaatjes heeft, zoals dat vaak het geval is in confocale microscopie, kunnen deze gerecontrueerd worden tot duo-projecties die de verschillende hoeken van zicht nabootsen. Klik om in te zoomen op het voorbeeld: het diepte effect is het beste zichtbaar door op ongeveer 50 cm afstand naar het beeldscherm te staren en daarbij al kijkend toe te laten dat de twee plaatjes over elkaar heen schuiven en tot één versmelten. In de praktijk is deze methode van steeozicht voor veel mensen lastig; anaglyf projectie hieronder geïllustreerd werkt doorgaans makkelijker. |
3D weergave methoden
In de loop der tijd zijn er weergave methoden met statische beelden of animaties ontwikkeld om de 3D structuur van objecten, waaronder microscopische preparaten, aanschouwelijk te maken, bijvoorbeeld door middel van:
- Parallel projecties (zie uitleg hierboven en voorbeeld)
- Kleuren anaglyfen en polarisatie duo-beelden (zie toelichtingen hieronder met enkele anaglyfen waaronder dit voorbeeld)
- Orthogonale projecties (=projecties langs de rechte xyz-assen zoals hieronder; voorbeeld)
- Schaduw projecties(kunstmatige weergave alsof licht het object schuin zou beschijnen en hoog uitstekende delen schaduw zouden veroorzaken; voorbeeld)
- Kleur-code diepte weergaven (= de kleur geeft een indicatie van de diepte in het object; zie hieronder en voorbeeld)
- Hologrammen en stereogrammen
- Verscheidene 'skin' en reliëf weergaven (voorbeeld)
| Orthogonale, schaduw, kleur-code en reliëf diepte-weergaven |
 |
 |
| Orthogonale 3D projectie | Schaduw-effect diepte projectie |
 |
 |
| Kleur-code (Look-up table =LUT) diepte-weergave | Skin en wireframe weergaven |
Enkele links over stereo-zien
Software om anaglyfen te maken
