アナグリフ3D

シンプルな赤シアンのアナグリフ画像。この画像を正しく表示するには、3D 赤シアンメガネの使用をお勧めします。
夕暮れ時のサワロ国立公園のアナグリフ。この画像を正しく表示するには、3D 赤青メガネの使用をお勧めします。
イラン、ペルセポリスの柱頭のアナグリフ。この画像を正しく表示するには、3D 赤青メガネの使用をお勧めします。
両眼視野闘争を示す画像です。赤シアン3Dメガネで画像を見ると、テキストが赤と青で交互に表示されます。この画像を正しく表示するには、赤シアン3Dメガネの使用をお勧めします。

アナグリフ3Dは、通常は色彩的に反対色の異なるフィルター（典型的には赤とシアン）を用いて左右の目の画像をエンコードすることで実現される立体3D効果です。アナグリフ3D画像には、左右の目にそれぞれ1つずつ、異なるフィルターを通した2つのカラー画像が含まれています。色分けされたアナグリフメガネを通して見ると、それぞれの画像はそれぞれの目にのみ見え、統合された立体画像が現れます。脳の視覚野はこれらの画像を融合させ、3次元の風景や構図として認識します。

アナグリフ画像は、 Web、Blu-ray 、CD、さらには印刷物における画像や動画の普及により、近年再び注目を集めています。安価な紙製フレームやプラスチックフレームのメガネには、2002年以降、一般的に三原色すべてを使用する正確なカラーフィルターが装着されています。現在最も一般的に使用されているカラーフィルターは赤とシアンで、赤は左チャンネル、青は右チャンネルに使用されますが、以前は利便性とコストの観点から赤と青が使用されていました。シアンフィルターを使用することで、フルカラー画像の再現性、特に肌の色合いの再現性が大幅に向上します。

アナグリフ方式の3D映像は、ビデオゲーム、劇場映画、DVDなどで利用できます。科学やデザインなど、奥行き知覚が重要な用途では、実寸大や顕微鏡レベルの立体画像などの実用的画像が活用されています。NASAの例として、火星探査機による画像撮影や、2機の軌道上探査機を用いて太陽の3D画像を取得する太陽探査ミッション「STEREO」などが挙げられます。その他の用途としては、米国地質調査所による地質図や、様々なオンライン博物館資料などがあります。最近の応用例としては、プラスチック製の赤青メガネを用いた3D超音波による心臓の立体画像撮影が挙げられます。

アナグリフ画像は、平行（発散）立体視や交差立体視よりもはるかに見やすい。しかし、これらの並列型は明るく正確な色再現性を備えており、これはアナグリフでは容易に実現できない。また、アナグリフメガネを長時間使用すると不快感を覚える場合があり、メガネの色による残像が一時的に現実世界の物体の視覚に影響を与えることもある。2000年代半ばには、[ 1 ]調整可能なマスキングを備えた交差立体視プリズムメガネが登場し、現代のHDビデオやコンピューターモニターでより広い画像を提供するようになった。

歴史

アナグリフ画像に関する最古の記述は、1853年8月にW・ロールマンによってシュタルガルトで書かれたもので、彼の「ファルベンステレオスコープ」（カラーステレオスコープ）について説明されています。ロールマンは、黄色と青の絵を赤と青のメガネで見たときに最も良い結果が得られました。ロールマンは、赤と青の絵では、青いメガネを通して見ると赤い線が黄色い線ほど明瞭ではないことを発見しました。[ 2 ]

1858年、フランスでジョセフ・ダルメイダは、赤と緑のフィルターを用いた3次元マジックランタンスライドショーを、赤と緑のゴーグルをかけた観客に投影する方法について、科学アカデミーに報告書を提出した。 [ 3 ]その後、彼はアナグリフを用いた3D画像を初めて実現した人物として評価されるようになった。[ 4 ]

ルイ・デュコス・デュ・オーロンは1891年に最初の印刷アナグリフを製作しました。[ 5 ]この製法は、立体写真を形成する2枚のネガを、1枚は青（または緑）、もう1枚は赤で、同じ紙に印刷することでした。鑑賞者は、左目に赤、右目に青または緑の色眼鏡をかけます。左目には黒に見える青い画像が見え、赤は見えません。同様に右目には赤の画像が見えますが、これも黒として認識されます。こうして、立体画像が得られます。

ウィリアム・フリーズ＝グリーンは1889年に世界初の3次元アナグリフ映画を製作し、1893年に公開された。[ 6 ] 3D映画は1920年代にブームを巻き起こした。[ 7 ] 1954年になっても、『黒い沼の怪物』のような映画は大きな成功を収めていた。 『黒い沼の怪物』は当初ポラロイドシステムで撮影・上映されたが、後にアナグリフ方式で再上映され、特別な機材を必要とせずに映画館で上映できるようになった。今日では、優れた画質のコンピュータディスプレイと使いやすいステレオ編集プログラムのおかげで、アナグリフステレオの実験に新たな可能性が開かれている。

アメリカの写真家クラウディア・クニンは、 2010年にこのレンダリング技術を使って美術印刷物を制作し始めました。[ 8 ]

短縮形の「3-D」は1950年代初頭までに専門的な技術文献で使用され、その普及は一般的にその10年間に関連付けられています。[ 9 ] 1953年には、アナグリフ画像が新聞、雑誌、漫画本に散発的に登場し始めました。

生産

赤 (左目) とシアン (右目) のフィルター用にアナグリフされたステレオ モノクロ画像。この画像を正しく表示するには、3D 赤シアンメガネの使用をお勧めします。
上記のアナグリフのステレオグラムソース画像

ステレオペアからのアナグリフ

ステレオペアとは、わずかに異なる視点から同時に撮影された2枚の画像のことです。カメラに近い物体は、遠い物体よりも画像フレーム内での外観と位置が大きく異なります。

歴史的に、カメラは左右の目の視点から2枚のカラーフィルター画像を撮影し、それらを1枚の画像として投影または印刷していました。片方の画像は赤いフィルターを通して、もう片方の画像は青、緑、シアンなどの対照的な色のフィルターを通して撮影されていました。現在では、カラーフィルターの効果をシミュレートするために、カラー画像またはモノクロ画像のペアをソース画像として用いる画像処理コンピュータプログラムが一般的に使用されています。これはチャンネルミキシングと呼ばれ、デジタル合成またはブレンディングの一種です。

1970年代、映画監督のスティーブン・ギブソンは、アナグリフ方式のブラックスプロイテーション映画や成人向け映画を制作しました。彼の「ディープ・ビジョン」システムは、従来のカメラレンズを、同じフィルムフレームに焦点を合わせる2つのカラーフィルター付きレンズに置き換えました。[ 10 ] 1980年代、ギブソンはこの機構の特許を取得しました。[ 11 ]

多くのコンピュータ グラフィックス プログラムでは、ステレオ ペアからアナグリフを作成するために必要な基本ツール (通常はレイヤー化と、色フィルタリング用の個々の色チャンネルの調整) が提供されています。単純なワークフローでは、左目の画像は青と緑を除去するためにフィルタリングされます。これは、左画像の各ピクセルに単色の赤 (#FF0000) を乗算することで実現されます。右目の画像は赤を除去するためにフィルタリングされます。これは、そのピクセルに単色のシアン (#00FFFF) を乗算することで実現されます。通常、2 つの画像は、主要な被写体のオーバーレイ登録を密にして合成フェーズに配置され、その後、加法ブレンド モードを使用して結合されます。これらのプログラムの一部には、専用のアナグリフ作成プログラムだけでなく、プロセスを自動化するためのプラグインが用意されており、ユーザーはいくつかの基本設定を選択するだけで済みます。

ステレオ変換（単一の2D画像を3Dに変換）

1枚の画像のみを使ってアナグリフを作成する方法も存在します。これはステレオ変換と呼ばれるプロセスです。ある方法では、画像の各要素を1つのレイヤー内で異なる量だけ水平方向にオフセットし、オフセット量が大きい要素は奥行きの変化が大きく見えるようにします（オフセットが左か右かによって、前方または後方に変化します）。この方法で生成される画像は、ビューマスターの漫画画像のように、視聴者から様々な距離に配置された平らなスタンドのように見えます。

より洗練された方法としては、深度マップ（色が距離を示す擬似カラー画像。例えば、グレースケールの深度マップでは、明るい色は視聴者に近い物体を示し、暗い色は視聴者から遠い物体を示す）を使用する方法がある。[ 12 ]ステレオペアからアナグリフを作成する場合、単一の画像または画像とそれに対応する深度マップからアナグリフ（およびステレオグラム）を自動的に作成するスタンドアロンソフトウェアと一部のグラフィックアプリ用のプラグインが存在する。

深度マップを計算する完全自動の方法（程度の差はありますが）と同様に、深度マップは完全に手作業で描くこともできます。また、疎な深度マップや精度の低い深度マップから深度マップを作成する方法も開発されています。[ 13 ]疎な深度マップとは、完全な深度マップの作成の基準となる、比較的少数の線や領域のみで構成される深度マップです。疎な深度マップを使用すると、自動生成の制限を克服するのに役立ちます。たとえば、深度検出アルゴリズムが画像の明るさをヒントにする場合、前景の影の領域が誤って背景に割り当てられることがあります。この誤った割り当ては、疎な深度マップで影の付いた領域に近い値を割り当てることで克服できます。

力学

アナグリフをスペクトル的に反対のメガネやゲルフィルターを通して見ると、左右の目は単一のアナグリフ画像から独立した左右の画像を見ることができます。赤シアンフィルターが使用できるのは、人間の視覚処理システムが物体の色と輪郭を判断するために、赤とシアン、そして青と黄色の比較を使用しているためです。[ 14 ]

赤シアンアナグリフでは、赤フィルターを通して見るとアナグリフ内の赤が「白」に見え、シアンが「黒」に見えます。シアンフィルターを通して見ると、その逆の現象が起こります。[ 15 ]

アナグリフ表示では、実際の黒と白は色を持たないため、左右の目で同じように認識されます。脳は通常の両眼視と同様に、赤とシアンのチャンネル画像を合成しますが、色フィルタリングにより、シアンフィルターの後ろの目には緑と青のみが強く認識され、赤はシアンフィルターによって遮断されます。

赤色フィルターは赤色光を透過させ、青色と緑色光を遮断します。そのため、赤色の物体は赤色レンズを通して見ると明るく見えますが、シアン色レンズを通して見ると暗く見えます。逆に、青色と緑色（シアン）を含む色はシアン色フィルターを通過しますが、赤色フィルターでは見えません。このように、左右の目は奥行き知覚のための別々の情報を受け取り、脳は2つの視覚情報を統合します。[ 16 ]

種類

補色

紙製アナグリフ フィルターは低コストで許容できる画像を生成し、雑誌に掲載するのに適しています。
ピエロ・デラ・フランチェスカ作「理想都市」アナグリフ版この画像を正しく表示するには、 3D 赤青メガネの着用を推奨します。

補色アナグリフでは、左右の目にそれぞれ2枚の補色フィルターのうち1枚を使用します。最も一般的に使用されるフィルターは赤とシアンです。三刺激値理論によれば、人間の目は赤、緑、青の3原色に反応します。赤フィルターは赤のみを透過し、シアンフィルターは赤を遮断し、青と緑を透過します（青と緑の組み合わせはシアンとして認識されます）。赤とシアンのフィルターが入った紙製ビューアを折り曲げて、光が両方のフィルターを通過するようにすると、画像は黒く見えます。最近導入された別の形式では、青と黄色のフィルターが使用されています（黄色は、赤と緑の光がフィルターを通過したときに知覚される色です）。

アナグリフ画像は、インターネット上での画像表示のおかげで、近年再び注目を集めています。従来は主に白黒でしたが、近年のデジタルカメラと画像処理の進歩により、インターネットやDVD分野で非常に魅力的なカラー画像が見られるようになりました。改良された赤・シアンフィルターを備えた安価な紙製メガネや、品質が向上したプラスチックフレームのメガネがオンラインで入手できるようになったことで、3D画像の分野は急速に成長しています。奥行き知覚が有用な科学画像としては、複雑な多次元データセットの提示や火星表面の立体画像などが挙げられます。近年、3D DVDが発売されたことで、娯楽用途での3D利用が広がっています。アナグリフ画像は、平行視や交差視のステレオグラムよりもはるかに見やすく、特に赤色成分において、より明るく正確な色再現性を提供します。赤色成分は、最高のカラーアナグリフでさえも、一般的には抑えられていたり、彩度が低かったりします。これを補正する技術として、一般にアナクロームと呼ばれる技術があり、この技術に関連する特許取得済みのメガネに、わずかに透明度の高いシアンフィルターが使用されています。処理により、典型的なアナグリフ画像の視差が少なくなるように再構成され、フィルターなしで表示したときにより便利な画像が得られます。

赤シアン法用補正焦点視度計

単純なシート眼鏡や未補正の成形眼鏡では、赤シアンフィルターの波長における 250 ナノメートルの差が補正されません。単純な眼鏡では、コンピューター画面や印刷画像を近くで見ると、赤フィルターの画像がぼやけてしまうことがあります。これは、網膜焦点が目の焦点を合わせる中心となるシアンフィルター画像と異なるためです。より高品質な成形プラスチック眼鏡では、各レンズの視度を調整することでこれを補正しています。[ 17 ]コンピューターモニターへの直接焦点は、最近、一部の高級アナグリフ眼鏡の赤シアン一次フィルター内に装着された二次ペアレンズの製造元によって改善されました。これらは、科学、ステレオマクロ、アニメーションスタジオのアプリケーションなど、非常に高い解像度が求められる用途で使用されます。これらの眼鏡では、肌の色調の認識を改善するためにわずかな割合の赤を透過する、慎重にバランス調整されたシアン（青緑）アクリルレンズが使用されています。単純な赤青眼鏡は白黒画像には適していますが、青フィルターはカラーの人間の肌には適していません。

（ACB）3D

ACB（アナグリフコントラストバランス）は、Studio 555が特許を取得したアナグリフ制作方法です。[ 18 ]アナグリフ画像の色チャンネル内での網膜の色コントラストの闘争に対処しています。

ステレオペアのコントラストとディテールは維持され、アナグリフ画像内で再表示されます。ステレオペア内の色コントラストのバランスをとる（ACB）方式により、コントラストディテールの安定した表示が可能になり、網膜闘争が排除されます。この処理は赤/シアンの色チャンネルで使用できますが、反対色チャンネルの組み合わせであればどれでも使用できます。スクリーンや印刷物など、あらゆる立体アナグリフシステムと同様に、表示色はRGBに正確である必要があり、二重像を防ぐため、観察ゲルの色チャンネルと一致している必要があります。基本的な（ACB）方式では、赤、緑、青を調整しますが、6原色すべてを調整することが推奨されます。

(ACB) 処理の有効性は、ステレオペアに原色チャートを組み込むことで実証されています。(ACB) 処理によって得られたアナグリフ画像では、ステレオペアと原色チャートのコントラストバランスが取れた画像が明確に示されています。また、(ACB) 処理により、コントラストバランスの取れた白黒（モノクロ）アナグリフも作成できます。

交互カラーチャンネルとカラー交互表示フィルタによって両眼にフルカラー表示を可能にするACB（視差バリア）は、変調画像内の純色物体のちらつきを防ぎます。水平方向のレンチキュラースクリーンまたは視差バリアスクリーンを同時に使用することで、垂直方向と斜め方向の視差を実現できます。これにより、モニターから4次元のフルカラーホログラフィック効果を得ることができます。

カラーコード3D

カラーコード3Dは2000年代に導入され、アンバーとブルーのフィルターを使用しています。これは、既存のテレビや絵画媒体を用いて、ほぼフルカラー（特にRG色空間内）の視覚体験を提供することを目的としています。片方の目（左目、アンバーフィルター）はクロススペクトルカラー情報を受け取り、もう片方の目（右目、ブルーフィルター）は奥行き感を与えるように設計されたモノクロ画像を見ます。人間の脳は両方の画像を結び付けます。

フィルターなしで視聴した画像は、水色と黄色の水平フリンジが現れる傾向があります。メガネをかけていない視聴者にとって、後方互換性のある2D視聴体験は向上しており、従来の赤と緑のアナグリフ画像システムよりも概ね良好です。さらに、フリンジを最小限に抑えるデジタル後処理によって、さらに向上しています。表示される色相と明度を微調整することで、2D画像の知覚をさらに向上させることができますが、問題は主に青色が極端に濃い場合にのみ発生します。

青色フィルターは450nmを中心とし、アンバーフィルターは500nm以上の波長の光を透過します。アンバーフィルターはスペクトルのほとんどの波長の光を透過し、青色スペクトルのわずかな漏れも含むため、幅広いスペクトルの色再現が可能です。元の左右の画像を提示すると、ColorCode 3-Dエンコード処理が実行され、1枚のColorCode 3-Dエンコード画像が生成されます。

イギリスでは、テレビ局チャンネル4が2009年11月16日の週にこのシステムを使用してエンコードされた一連の番組の放送を開始した。[ 19 ]以前、このシステムは米国で2009年のスーパーボウルでのSoBeの「オール3D広告」、モンスターvs.エイリアンアニメ映画、そして翌夜に全エピソードでこのフォーマットが使用されたテレビシリーズ Chuckの広告に使用されていた。

インフィカラー3D

TriOvizが開発したInficolor 3Dは特許出願中の立体視システムで、2007年の国際放送会議で初めて実演され、2010年に導入されました。従来の2DフラットパネルやHDTVセットで動作し、複雑なカラーフィルターと専用の画像処理を備えた高価なメガネを使用することで、3D体験で自然な色知覚を実現します。これは、左の画像に緑チャンネルのみを使用し、右の画像に赤と青のチャンネルを使用し、さらに後処理を加えることで実現され、脳が2つの画像を組み合わせてほぼフルカラーの体験を生み出します。メガネなしで観察すると、アクションの背景にわずかな二重の見え方が見られ、映画やビデオゲームをメガネなしで2Dで鑑賞できます。これは、従来の力ずくのアナグリフシステムでは不可能なことです。[ 20 ]

Inficolor 3DはTriOviz for Games Technologyの一部であり、TriOviz LabsおよびDarkworks Studioとの提携により開発されました。Sony PlayStation 3（公式PlayStation 3ツール＆ミドルウェアライセンシープログラム）[ 21 ]、Microsoft Xbox 360コンソール、およびPCで動作します。[ 22 ] [ 23 ] TriOviz for Games Technologyは、 Electronic Entertainment Expo 2010でMark Rein （ Epic Gamesの副社長）によって、Xbox 360でGears of War 2を実行する3D技術デモとして紹介されました。[ 24 ] 2010年10月、この技術はEpic Gamesが開発したコンピュータゲームエンジン であるUnreal Engine 3に正式に統合されました。[ 22 ] [ 23 ]

人間の脳 の表面のステレオ 3D 視覚化ビデオ。この画像を正しく表示するには、3D 赤シアングラスの使用をお勧めします。

TriOviz for Games Technology が搭載されているビデオゲームは、PS3およびXbox 360向けBatman Arkham Asylum: Game of the Year Edition (2010 年 3 月)、[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] Enslaved: Odyssey to the West + DLC Pigsy's Perfect 10 (PS3 および Xbox 360 向け、2010 年 11 月)、[ 28 ] [ 29 ] PS3 および Xbox 360 向けThor: God of Thunder (2011 年 5 月)、PS3 および Xbox 360向け Green Lantern: Rise of the Manhunters (2011 年 6 月)、 PS3 および Xbox 360 向けCaptain America: Super Soldier (2011 年 7 月) です。Xbox 360版『Gears of War 3』 （2011年9月）、 PS3およびXbox 360版『Batman: Arkham City』 （2011年10月）、 PS3およびXbox 360版『Assassin's Creed: Revelations 』（2011年11月）、 Wii U版『Assassin's Creed III』（2012年11月）。Inficolor 3Dテクノロジーを採用した最初のDVD/Blu-rayは、『Battle for Terra 3D』（フランスのPathé & Studio 37社より2010年に発売）です。

アナクローム赤/シアンフィルター

アナクロームグラス
この画像を正しく表示するには、フルカラー アナクローム レッド (左目) とシアン (右目) フィルターの3D アナクロームメガネの使用をお勧めします。

2000年代初頭に登場したアナグリフ技術のバリエーションは、「アナクローム方式」と呼ばれています。この手法は、2Dまたは3Dの小さな画像において、メガネなしでもほぼ正常に見える画像を提供し、小さなディスプレイによってほとんどの欠点が自然に隠されるようにする試みです。通常、3Dのドラマチックな鮮明度を完全に再現するには、より大きなファイルを選択できます。3D（Z軸）の奥行き効果は、通常、より広い間隔のステレオペアから作成される単純なアナグリフ画像よりも、より繊細です。

アナクローム画像は、通常、ステレオベース（カメラレンズ間の距離）が狭い状態で撮影されます。2枚の画像を重ね合わせることで、より美しく重ね合わせられるよう、緻密な調整が行われます。わずか数ピクセルの非登録領域が奥行き感を与えます。アナクローム画像は、所定のフィルターをかけて見ると、認識される色の範囲が著しく広くなります。これは、赤色情報のごく一部（1～2%）を意図的にシアンフィルターに通しているためです。両目に赤色の参照色が見えるため、暖色系の色調を強調できます。脳は、メンタルブレンディングと通常の知覚において反応します。これにより、より暖かく、より複雑な肌の色合いと鮮やかさが認識されると言われています。

干渉フィルターシステム

干渉原理

この技術では、右目に赤、緑、青の特定の波長を使用し、左目には赤、緑、青の異なる波長を使用します。特定の波長を遮断する眼鏡をかけることで、フルカラーの3D映像を見ることができます。眼鏡とプロジェクターに内蔵された特殊な干渉フィルター（二色性フィルター）が主要な技術要素であり、この方式は「スーパーアナグリフ」と呼ばれます。スペクトルコムフィルタリング、または波長多重可視化とも呼ばれます。この技術は、従来のアナグリフ方式の中核を成すスペクトル多重化の高度な形態であるため、「スーパーアナグリフ」と呼ばれることもあります。この技術により、映画館で最も一般的な3D表示システムであるRealDなどの偏光システムに必要な高価な銀スクリーンが不要になります。ただし、偏光システムよりもはるかに高価な眼鏡が必要になります。

ドルビー3Dはこの原理を利用しています。フィルターは可視光線のスペクトルを6つの狭い帯域に分割します。赤領域に2つ、緑領域に2つ、青領域に2つです（説明のために、R1、R2、G1、G2、B1、B2と呼びます）。R1、G1、B1帯域は片方の目の画像に使用され、R2、G2、B2帯域はもう片方の目の画像に使用されます。人間の目はこのような微細なスペクトルの違いにはほとんど反応しないため、この技術により、両目の色差がわずかであるフルカラーの3D画像を生成することができます。[ 30 ]

オメガ3D/パナビジョン3Dシステムもこの技術を採用していましたが、スペクトルがより広く、櫛歯の数もより多くなっています（オメガ/パナビジョンシステムでは片目につき5本）。片目につき多くのスペクトルバンドを使用することで、ドルビーシステムで必要な画像の色処理が不要になります。可視スペクトルを両目に均等に分配することで、光エネルギーと色のバランスがほぼ50/50となり、視聴者はよりリラックスした「感覚」を得ることができます。ドルビーシステムと同様に、オメガシステムは白または銀のスクリーンで使用できます。ただし、ドルビーフィルターはドルビーが提供する色補正プロセッサを搭載したデジタルシステムでのみ使用されますが、オメガシステムはフィルムプロジェクターとデジタルプロジェクターのどちらでも使用できます。また、オメガ/パナビジョンシステムは、自社のメガネはドルビーが使用するメガネよりも製造コストが低いと主張しています。[ 31 ]

2012年6月、オメガ3D/パナビジョン3Dシステムは、パナビジョンの代理で販売していたDPVOシアトリカルによって、「厳しい世界経済と3D市場の状況」を理由に製造中止となった。[ 32 ] DPVOは事業を解散したが、オメガオプティカルは劇場市場以外への3Dシステムの販売促進と販売を継続している。オメガオプティカルの3Dシステムには、投影フィルターと3Dメガネが含まれる。パッシブ立体3Dシステムに加えて、オメガオプティカルは拡張アナグリフ3Dメガネも製造している。オメガの赤/シアンアナグリフメガネは、複合金属酸化物薄膜コーティングと高品質の焼きなましガラス光学系を使用している。

閲覧

赤緑アナグリフメガネ（右目が赤）（珍しい）
1:8 スケールの赤シアン アナグリフライブ蒸気機関車 3D画像を正しく表示するには、赤シアンメガネの使用をお勧めします。

アナグリフ写真画像を見るときは、反対色のフィルターが付いた眼鏡をかけます。左目に赤いフィルター レンズを付けることにより、アナグリフ内の赤からシアンへのグラデーションが、明るい色から暗い色へのグラデーションとして認識されます。逆に、右目にシアン (青/緑) フィルターを付けることにより、アナグリフ内のシアンから赤へのグラデーションが、明るい色から暗い色へのグラデーションとして認識されます。アナグリフ表示の赤とシアンの色の縁は、視差が付けられた左右の画像の赤とシアンの色チャンネルを表しています。各表示フィルターは、純粋度の低い反対色領域のグラデーションを含め、反対色の領域を打ち消し、それぞれの色チャンネルから画像を表示します。したがって、これらのフィルターにより、各目は単一のアナグリフ画像内の色チャンネルから、意図した画像のみを見ることができます。赤緑眼鏡も使用できますが、赤と緑は補色ではないため、より強い色で見える場合があります。

赤いシャープなアナグリフメガネ

単純な紙製未補正ゲル眼鏡では、赤とシアンのフィルターの波長差である250ナノメートルを補正できません。単純な眼鏡では、コンピューター画面や印刷物を近くで見ると、赤色フィルターでフィルタリングされた画像がややぼやけます。赤色の網膜焦点は、目の焦点調節を左右するシアンフィルターを通した焦点とは異なります。高品質の成型アクリル眼鏡では、多くの場合、補正用の差度数（球面補正）を採用し、シアンに対する赤色フィルターの焦点ずれを補正しています。これにより、赤色フィルターが持つ本来の柔らかさと回折が軽減されます。また、紙製眼鏡と併用する低度老眼鏡も、画像を顕著に鮮明にします。

赤いレンズの視力矯正は、約1/2ディオプタープラスです。しかし、矯正眼鏡をかけている人の中には、レンズの視力の違いが気になる人もいます。片方の像がもう片方よりもわずかに拡大されるためです。多くの3Dウェブサイトで推奨されているにもかかわらず、この視力矯正は依然として議論の的となっています。特に近視の人は、不快感を覚えるかもしれません。成形された視力フィルターを使用することで、視力が約400%向上し、コントラストと黒の鮮明度が著しく向上します。アメリカ弱視財団は、学校での子供の視力検査用のプラスチック眼鏡にこの機能を採用しており、鮮明度の向上を大きなプラス要因と見ています。

アナクロームフィルター

近年開発されたプラスチック製の眼鏡は、前述の視度補正とシアンフィルターの変更の両方を実現しています。この処方は、従来のフィルター範囲において、赤色光を最小限（2%）意図的に「漏れ出す」ように設計されています。これにより、両眼で「赤みの手がかり」を捉え、唇の色や赤い服などの物体や細部を脳内で融合させることができます。ただし、赤色領域をほぼ完璧に重ね合わせるように注意する必要があります。そうでないと「ゴースト」が発生する可能性があります。アナクローム処方のレンズは白黒画像でも良好に機能しますが、適合する「アナクローム対応」画像と併用すると優れた結果が得られます。米国地質調査所は、米国国立公園システムの地質や景観を描いた、こうした「適合」フルカラー画像を数千枚保有しています。慣例的に、アナクローム画像はカメラ間の過度な距離と視差を避け、余分な色帯域によって画像に生じるゴーストを軽減します。

従来のアナグリフ処理方法

ザグレブの白黒アナグリフ。1台のカメラで撮影。画像は2メートル（6メートル）の距離から撮影。+3D 効果を得るには、視聴者と視聴者の間を約1 ⁄ 2 フィート離してください。この画像を正しく表示するには、3D 赤青メガネの使用をお勧めします。
奥行き効果を高めるために、約 40 cm (15 インチ) 離れた 2 台のカメラを使用して撮影されたカラーアナグリフです。この画像を正しく表示するには、 3D 赤青メガネの使用をお勧めします。

モノクロ法の一つは、デジタル画像として利用可能なステレオペアと、汎用画像処理ソフトウェアを利用する方法です。この方法では、画像は一連の処理を経て、JPEGなどの適切な伝送・表示形式で保存されます。

Adobe Photoshop を使わずにカラーアナグリフを作成できるコンピュータプログラムはいくつかありますが、Photoshop では、従来型のより複雑な合成手法を使用することもできます。色情報を使用することで、青空、緑の植生、適切な肌の色合いなど、妥当な（ただし正確ではない）表現が可能です。ただし、標識、おもちゃ、柄物の衣服など、赤やシアンに近い色を含む、明るい色や高コントラストの物体に色情報を使用すると、乱雑に見える場合があります。

フルカラーの3D画像を再現できるカラーアナグリフ方式は、ドルビー3Dに用いられる干渉フィルターシステムなど、ごくわずかです。しかし、アクティブシャッター3Dや偏光3Dシステムなど、他の立体表示方式では、フルカラーの写真や映画を容易に再現できます。これらの方式は、ほとんどの限定的なカラーアナグリフ方式よりも快適な視聴体験を提供します。エンターテインメント業界紙によると、近年3D映画が復活し、 3Dテレビにも3Dが利用されています。

深さ調整

NASAが当初提示した画像では、前景がフレームからはみ出ています。これはマーズ・パスファインダー・ミッションの2色（赤シアン）アナグリフです。ご覧になるには、左目に赤フィルター、右目にシアンフィルターをご使用ください。遠くの山々が画面に重なるように並んで表示されており、右下隅の見え方が分かりにくいです。この画像を正しくご覧いただくには、 3D対応の赤シアンメガネのご使用をお勧めします。
ほとんどの物体がフレームの外に見えるように画像を調整しました。メガネなしで見ると、山の画像が分離しています。これは、遠くの物体が画像面の外にある場合の左目用赤色フィルターのルール（RRR：赤から右への後退）に従っています。フィルターを装着していない状態では、暗い物体が明るい背景に隠れています。この画像を正しく表示するには、3Dレッドシアンメガネの着用をお勧めします。

この調整は、あらゆるタイプのステレオグラムに適用できますが、アナグリフ画像をコンピューター画面や印刷物で表示する場合に特に適しています。

左右の画像が一致する部分は、画面表面に現れます。被写体や構図によっては、主要被写体の最も近い点の少し後ろに配置するのが適切な場合もあります（肖像画を撮影する場合など）。これにより、被写体の近い点が画面から「飛び出す」ように見えます。最適な効果を得るには、画面表面より前方に映る人物の一部が画像の境界を遮らないようにする必要があります。そうしないと、不快な「切断された」ような印象を与える可能性があります。もちろん、この状態を回避するために、被写体の周囲に立体的な「飛び出す」フレームを作成することも可能です。

被写体が風景である場合、最前面のオブジェクトを画面の表面か、やや後ろに配置することを検討してください。これにより、被写体がウィンドウの境界に囲まれ、遠くに後退するようになります。調整が完了したら、左右両方の画像を含む部分だけを含むように画像をトリミングします。例では、上の画像は（視覚的に混乱した方法で）画面から溢れ出しているように見え、遠くの山々が画面の表面に現れています。この画像の下の修正では、赤のチャンネルが水平方向に移動され、最も近い岩の画像が一致するように（したがって画面の表面に現れるように）なり、遠くの山々が画像の中に後退しているように見えます。この後者の調整された画像はより自然で、窓から風景を眺めた景色のように見えます。

シーン構成

2Dまたは3Dの「互換アナグリフ」技術

インターネットの登場以来、2つのレイヤーの視差を最小限に抑えるために画像を特殊処理する、新たな技術が開発されました。この技術は様々な名称で知られていますが、最も一般的なのは、視度計や暖色系の肌色と関連付けられるアナクロームです。この技術により、ほとんどの画像を大きなサムネイルとして使用できると同時に、従来のアナグリフよりも視差の少ない3D情報を画像にエンコードできます。

現代のアナグリフレンダリング技術

カメラで撮影したアナグリフ画像は、かつてはレンズに適切な色のフィルターを貼り付けることで生成されていました。現代のビデオ/画像レンダリングプログラムは、同様の手法を用いてアナグリフ効果を実現しています。現代のアナグリフレンダリングプログラムは、仮想カメラに擬似フィルターを適用していました。赤/シアンアナグリフの場合、左カメラは赤色以外の光を遮断し、右カメラは青色と緑色以外の光を遮断していました。この方法はカラフルなアナグリフ画像の作成には適していましたが、網膜闘争が発生しやすいという欠点がありました。

2001年、エリック・デュボア[ 33 ]は「アナグリフステレオ画像を生成するための投影法」と題した論文を発表しました。[ 34 ]この論文では、色彩を多く保持し、ゴーストや視野闘争を軽減したアナグリフ画像のフィルタリング法が説明されています。この効果を生み出すアルゴリズムは最小二乗アルゴリズムと呼ばれています。その結果得られる行列は各仮想カメラに適用され、フィルターを形成します。彼の行列は、StereoPhoto Maker [ 35 ]やthree.jsのアナグリフ効果など、多くのアナグリフプログラムに組み込まれています。[ 36 ] [ 37 ]

アナグリフカラーチャンネル

アナグリフ画像は、カラー チャネルの任意の組み合わせを使用できます。ただし、立体画像を追求する場合、色は正反対である必要があります。カラー チャネル表示または表示フィルタの不純度により、もう一方のチャネル用画像の一部が見えてしまいます。これにより、立体的な二重像、つまりゴーストが発生します。カラー チャネルは左右反転している場合があります。赤/シアンが最も一般的です。マゼンタ/緑と青/黄も人気があります。赤/緑と赤/青は、特に赤/緑の単色画像を可能にします。多くのアナグリフ メーカーは、不純度のカラー チャネルと表示フィルタを意図的に統合して色の知覚を向上させていますが、これにより、対応する程度の二重像が発生します。カラー チャネルの明るさ (白の割合: 赤 30/シアン 70、マゼンタ 41/緑 59、特に青 11/黄 89)、明るい方のディスプレイ チャネルを暗くするか、明るい方の表示フィルタを暗くして、両目でバランスの取れた視界が得られるようにすることができます。しかし、プルフリッヒ効果は明暗フィルターの配置によって得られる。アナグリフ画像の色チャンネルは、純色表示の忠実性とそれに対応する観察フィルターゲルを必要とする。最適な観察フィルターの選択は、観察するアナグリフの色チャンネルによって決まる。ゴーストは、純色表示とそれに適合した観察フィルターによって除去できる。網膜闘争は、[ 38 ]が特許を取得した（ACB）3Dアナグリフ・コントラストバランス法によって除去できる。この方法では、任意の色で色チャネリングを行う前に画像ペアを準備する。

スキーム 左目 右目 知覚される色 説明
赤緑純粋な赤     純粋な緑 モノクロ 赤シアンの前身。書籍や漫画などの印刷物に使用される。
赤青純粋な赤     純青 モノクロ 緑青の色覚がある程度。印刷物によく使用されます。液晶ディスプレイやデジタルプロジェクターでは、色分離が激しいため、赤の知覚が弱く、青の知覚も不十分です。
赤シアン純粋な赤     純粋なシアン、つまり緑+青 色（赤は悪い、緑は良い） 緑と青の色覚が良好です。デジタルメディアでは、赤の分離が強いため、赤が見えません。これが最も一般的に使用されています。通常バージョン（赤チャンネルは視野の3分の1のみ）ハーフバージョン（赤チャンネルは赤みがかったグレースケール表示。視野闘争が少ない）。
アナクローム濃い赤     シアン、つまり緑＋青＋赤 色（貧弱な赤） 赤シアンのバリエーションです。左目には暗い赤のフィルターがあり、右目には赤が漏れるシアン フィルターがあります。色覚がより優れており、ゴーストを伴う赤い色合いが表示されます。
ミラクローム濃い赤とレンズ     シアン、つまり緑＋青＋赤 色（貧弱な赤） アナクロームと同様ですが、赤の色収差のソフトフォーカスを補正するために、赤チャンネルに弱い正の補正レンズが追加されています。
三眼鏡純粋な緑     純粋な マゼンタ、つまり赤＋青 色（赤/シアンよりも赤、オレンジ、青の表現が優れている） レッドシアンと同じ原理ですが、やや新しい方式です。マゼンタの明るさにおける赤と青の明るさが緑とよく調和するため、色収差が少なくなります。デジタルメディアでは、色分離が強いため、モノクロの緑が見にくくなります。コントラストの高い画像ではゴーストが目立ちます。
カラーコード3D琥珀色（赤 + 緑 + ニュートラルグレー）     ピュアダークブルー（オプションレンズ付き） 色（ほぼフルカラーの知覚） イエローブルー、オーカーブルー、ブラウンブルーとも呼ばれる。2000年代に導入された新しいシステム。演色性は向上しているが、画像が暗いため、暗い部屋か非常に明るい画像が必要である。濃い青に対する感度が低いため、両眼で受ける明るさを均等にするために左のフィルターを暗くする。高齢者は青の知覚に問題が生じることがある。ミラクロームシステムと同様に、色収差は右目に弱い負の補正レンズ（-0.7ジオプター）を装着することで補正できる。 [ 39 ] RG色空間で最もよく機能する。青画像の知覚が弱いため、メガネなしで映画を見ても不快な二重像が見えなくなる可能性がある。[ 40 ] 
マゼンタシアン純粋な マゼンタ、つまり赤＋青     純粋なシアン、つまり緑+青 カラー（赤シアンよりも優れている） 実験的。赤青緑に類似し、色チャンネルの輝度バランスが優れ、網膜闘争も同様。青チャンネルは平均視差に相当する量だけ水平方向にぼかされ、両眼に見える。このぼかしにより、両眼が青チャンネルを用いて立体画像を構築するのを防ぎ、ゴーストの発生を防ぐと同時に、両眼に色情報を提供する。[ 41 ]

理論上は、三色原理により、限定的に多視点機能を導入することが可能です（偏光方式では不可能な技術です）。これは、緑、赤、青の順に、2 つの画像ではなく 3 つの画像を重ね合わせることで実現します。このような画像を赤緑メガネで見ると 1 つの視点が得られ、青赤メガネに切り替えると若干異なる視点が得られます。実際には、一部の青は緑のゲルを通して認識され、ほとんどの緑は青のゲルを通して認識されるため、これはまだ困難です。また、理論的には、暗いシアン色で最適に機能する桿体細胞を、十分に最適化された薄明視に組み込んで 4 番目のフィルター色とさらに別の視点を作成することも可能ですが、これはまだ実証されておらず、ほとんどのテレビはこのような四色フィルタリングを処理できません。

アプリケーション

2010 年 4 月 1 日、Google は、通常の画像ではなくアナグリフを表示し、ユーザーが道路を 3D で見ることができる 機能をGoogle ストリート ビューに導入しました。

ホームエンターテイメント

ディズニー・スタジオは2008年8月に、同社初のアナグリフ3Dブルーレイ『ハンナ・モンタナ＆マイリー・サイラス：ベスト・オブ・ボス・ワールズ・コンサート』をリリースしました。この作品は2008年7月にディズニー・チャンネルで赤青紙メガネ付きで 放映されました。

しかし、ブルーレイディスクでは、アナグリフ方式は近年、マルチビュービデオコーディング（MVC）を用いて完全な立体画像をエンコードするブルーレイ3D形式に取って代わられました。ブルーレイ3Dは特定の表示方式を必要とせず、一部のブルーレイ3Dソフトウェアプレーヤー（Arcsoft TotalMedia Theatreなど）はアナグリフ再生に対応していますが、ほとんどのブルーレイ3Dプレーヤーは、オルタネートフレームシーケンス（アクティブシャッターグラスを使用）やFPR偏光（RealD劇場3Dと同じパッシブグラスを使用）といった、より高度な立体表示方式を採用した3Dテレビやその他の3DディスプレイにHDMI 1.4で接続されます。

漫画

これらの技術は、主に1950年代初頭に、付属のフィルターガラスに適した色で印刷された、綿密に構成された線画を用いて3Dコミックブックを制作するために用いられてきました。掲載された作品は、戦争、ホラー、犯罪、スーパーヒーローなど、多岐にわたるジャンルにわたりました。アナグリフコミックは通常のコミックよりも制作がはるかに難しく、各コマをアセテート層に複数回描画する必要がありました。1953年に発売された最初の3Dコミックは200万部以上を売り上げましたが、年末までに売上は底を打ってしまいました。しかし、3Dコミックは現在まで不定期にリリースされ続けています。[ 42 ]

科学と数学

関数値が高さとして表示される2変数の単価関数z（×、y）＝×2+y3{\displaystyle z(x,y)=x^{2}+y^{3}}
火星探査機HiRISEの アナグリフ。象のように見える火星の溶岩地形を強調している。
タンパク質DHFRのアナグリフ画像
この画像を正しく表示するには、3D 赤青メガネの使用をお勧めします。

3次元表示は、科学データセットの表示や数学関数の図解にも使用できます。アナグリフ画像は、論文発表だけでなく、動画表示にも適しています（ニューロイメージング関連論文[ 43 ]を参照）。科学書籍への掲載も容易で、安価なアナグリフメガネで鑑賞することも可能です。

アナグリフ（航空写真、望遠鏡、顕微鏡写真などを含む）は、科学研究、科学普及、高等教育に応用されている。[ 44 ]

また、化学構造、特に大規模な系では、幾何学的な情報を省略せずに二次元で表現することが困難な場合があります。そのため、ほとんどの化学用コンピュータソフトウェアはアナグリフ画像を出力でき、一部の化学教科書にもアナグリフ画像が掲載されています。

今日では、シャッターグラスと高速モニターを組み合わせた、より高度な3D画像ソリューションが利用可能になっています。これらのソリューションは科学分野で既に広く利用されています。それでも、アナグリフ画像は科学的な視覚化を安価かつ快適に視聴する方法を提供します。

参照

参考文献

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