Реферат: Світ 3D ефектів

І без окуляр

Відсутність окуляр – є головною цінністю растрових систем. Найбільш розповсюджені сьогодня лінзові (лентикулярні растри), що складаються з циліндричних плоскостей лінз, розташованих вертикально. Розглянемо роботу такого растра на прикладі просвітлюваного растрового стереоекрана.

Стереоекран працює "на просвіт": з однієї йог сторони знаходятся проектори, а с другої - глядачі. Кодуючий лінзовий растр створює чергуюгуючі полоси зображення від правого і лівого проектора на дифузно розсіюючий екран. Декодуючий растр направляє випромінювання від непарних смуг вправо, а парних - вліво, в результаті глядач спостерігає обємне зображення. Дана технологія використовується для створення стереоскопічгих екранів великих розмірів.

Дуже схожий принцип дії у автостереоскопічних дісплеїв, де замість кодуючого растра и розсіюючого екрана приймається матричний монітор на основі плазменної (PDP) чи жидкокристалічної (LCD) панелі.

Лінзовий растр в таких пристроях може бути нахиленим - для боротьби з ефектом окраски стереозображення в один із основних кольорів (червоний, зелений чи синій) або для створення багатоколярових зображень.

Головний недолік растрових систем – зміна якості стереоскопічного зображення при зміщенні очей користувачем від деякого оптимального положення. Для боротьби з цим ефектом розроблені пристрої, які відшукують положення голови глядача і здвигають в потрібному напрямі або лінзовий растр, або весь стереодисплей.

Тривимірні зображення об’єктів допомогли б хімікам – контролювати процеси утворення нових молекул речовини, геологам – знайти напрям буріння, хірургам збільшити точність при проведенні різноманітних маніпуляцій. Та всі раніше розроблені пристрої не були без вад,,як, наприклад блимання зображення, не достатньо великий кут спостереження, необхідність одягання спеціальних окулярів під час перегляду оберту.

Одним з таких пристроїв є PERESPECTA .

Це такий собі пристрій, що в більшості складається з полі карбонатного куполу в середині якого знаходиться напівпрозорий екран у формі диска діаметром 254 мм який рухається навколо вертикальної осі зі швидкістю 900 об/хв. Система отримує данні зі сканеру комп’ютера, магнітно-резонансного або ж позитронно-емісійного томографа, математичними методами сегментує інформацію на 198 радіальних елементів у формі дольки яблука. Ці дольки що зберігаються в буфері кадрів на три пристрої відображення Digital Light Processor(DLP), що представляють собою матриці з сотень тисяч мікроскопічних дзеркал, кути нахилу яких змінюються внутрішньою електронікою.

DLP – серце системи проекційного телебачення мультиплікаційних проектів, що займають рулоні кіноплівки в кінотеатрах. В пристрої PERESPECTA кожній DLP присвоєно свій колір, вона проеціює світло через призму на швидко рухаючійсь екран.

На написання математичного алгоритму пішло 4 роки.

PRESPECTA створює напівпрозоре сяюче зображення. Кожний об’ємний піксель (воксель), що знаходитися в деякій точці простору стає видним лише у момент проходження екрану. Екран створений з пластика и відображає лише 50% падаючих променів світла, що дозволяє спостерігачу бачити зображення об’єкта, в шарі, з всі сторін.

PRESPECTA вже використовується в онкології. До цього часу лікарі маючи лише двовимірні зрізи сканування, годинами розраховували найбільш оптимальний шлях променя. Але завдяки PRESPECTA це не проблема. Сучасна онкологія вимагає видаляти пухлину мозку з найменшою шкодою для здорових тканей.

Іншим пристроєм 3D зображення є Depth Cube який був створений компанією Light Space Technology.Пристрій Depth Cub приставляє великий телевізор екран якого має розміри 406305 мм и проекцією зображення ззаду. Екран товщиною 105 мм складається з 20 вертикальних пластин. Кожний глядач бачить об’ємну картинку. При зміні кута бачення одні структури зникають інші з’являються. Ця інновація буде корисна конструкторам які зможуть бачити як прилягають деталі між собою.

Перший прототип тривимірного екрану було створено 9 років тому президентом компанії Light Space Technology Аланом Саліваном. У своїй конструкції він використав три DLP кожна з яких складалась з 786 432 мікро дзеркал, порозміщувались на території в розмір нігтя.

Та Саліван не міг зробити зображення з глибиною. Щоб вирішити цю проблему він використав серійні плати тривимірної графіки з буфером кольорів (причому кожному пікселю задавалась своя глибина кольору). 20 розсіюючих пластин здатні переходити з стану прозорості до стану розсіювання, що дозволяє при потребі відображати пік селі.

50 разів в секунду на пластини проекціюються зрізи об’єкту. Таким чином зображення має ширину глибину і висоту.

Екран відображав тривимірне зображення, але зрізи на екрані виглядали,як театральні декорації, що стояли один за одним. Саліван, що працював в Ліверморській Національній Лабораторії, і вивчав там потужні лазери зрозумів, що алгоритми згладжування контурів двохвимірних зображень можна примінити для згладжування зображення 20 екранів.

Це дозволило добитися того що 15,5 млн. об’ємних векселів почали бути схожими на 456 млн. віртуальних. При цьому людський мозок бачить глибину 305 мм. На даний час таких пристроїв продано небагато, але компанія збирається знизивши ціни на пристрої збільшити сферу використання Depth Cube.

Цікавий пристрій тривимірної графіки, Cheoptics360 , представила компанія viZoo

Показана ними технологія схожа скоріше на кадри з фільму чи відеогри, але не на пристрій реальності.. Та все ж таки вона існує. Розмова ведеться про візуальну середовище Cheoptics360,яка дає змогу дивитись відеофільми и презентації в 3D. Тривимірне зображення виникає просто в повітрі и з якого кута не дивилися б глядачі – воно бачиме з довільної точки.

С технічної точки зору Cheoptics360 представляє собою чотирьох сторонню піраміду, зроблену з прозорого матеріалу. Зображення, збережене в спеціальному форматі FreeFormat, розроблено viZoo спеціально для цієї візуальної середи, проекціює на піраміду. Завдяки такій формі, пристрій поглинає все світло,зображення відбиваються від поверхні, и створюється ефект 3D-бачення.

Але на даний час схожі пристрої, ще не зявились на ринку. За словами президента компанії ViZoo, плоскі HD-телевізори – це прямі конкуренти їхній технології. Незважаючи на те що вже були деякі пропозиції від великих компаній бажаючих втілити Cheoptics360 в масове виробництво немає.

Але не тільки показують тривимірну реальність, а й намагаються зняти реальність і відправити в світ віртуального. Наприклад, тривимірна веб-камера Minoru 3D

За допомогою веб – камери Minoru 3D від компанії Novo світле майбутне стало ближче: завдяки одразу двох оптичних систем, що дозволяють записувати зображення з двох різних точок відстанню між якими дорівнює приблизно відстані між очами людини, новинка моделює зображення и дозволяє одразу отримувати його в інтернеті.

На відміну від аналогів продукту Minoru 3D, він дає на виході не два зображення а одно(здвоєне). Недоліком такого підходу є необхідність надягати червоно – сині окуляри при перегляді, а плюсом повна назалежність від програмного забезпечення, вашого комп’ютера або телефону. Єдине що залишається додати, що Minoru 3D, який походить від японського слова “реальність”, буде запроваджений цього року в продаж, за ціною $1.

Чимсь схожим став компактний 3D фотоаппарат Fujifilm.

Fujifilm представила робочий прототип 3D-камеры. FinePix Real 3D System , яка робить по тому ж принципу що й 3D-фотоаппарати, задіяно дві лінзи. Відеокамера в один момент отримує одразу дві картинки, які перетворюються на одну тривимірну.

Нова маленька камера оснащена двома 6-мегапіксельними ПЗС - матрицями, які можуть фокусувати статичні об’єкти та об’єкти в русі. Крім того, відзняту тривимірну картинку можна подивитись за допомогою власного 2,8-дюймовом екрана фотоапарата, не одягаючи спеціальних окуляр.