VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 4

Дата публикации: 30-01-2004 09:00:00

Автор: КристоферВ этой, предпоследней, части нашего обзора по современным системам стереовидения и вывода объемного изображения мы остановимся на самых новейших разработках, некоторые из которых уже имеют практическое применение в инженерной науке и медицине. Также мы введем понятие воксель (voxel) - элемент объемного изображения ("трехмерный пиксель"). То есть до этого мы оперировали пискелями, теперь же входит в обиход и слово воксель. Так ли все просто?Для начала давайте рассмотрим некоторую таблицу:Модель Х3D-дисплеи (стерео)Обычные дисплеиПиксели768х768х198=100 миллионов1024х768х2=2 миллиона1600х1200=2 миллионаИз нее видно, что для того, чтобы предоставить видео в полноценном объеме Модели Х необходимо оперировать 100 миллионами точек, тогда как в стандартных самых современных решениях мы стоим на пороге обработки лишь 1/50-й части этого объема данных. Но, вместе с тем, Модель Х существует и продается, называется она Perspecta от производителя Actuality Systems. Perspecta 3D Угол обзора изображения для дисплея Perspecta составляет 360 градусов. Внешне этот 3D-монитор настоящего напоминает спиритический шар:). Объемное разрешение составляет 768 x 768 x 198 (100 миллионов вокселей), частота обновления кадров равна 24 Гц, встроенный графический процессор позволяет создавать изображения с цветовым разрешением от 3 до 21 бита, которые в натуральном виде воспринимаются как несколько сотен цветов. В общую систему входят джойстик, PCI ultraSCSI card, беспроволочный калибратор и кабели. Программное обеспечение включает WebLab ViewerPro 4.0 (сейчас тестируется DS ViewerPro 5.0) и Perspecta Viewer 1.0 для просмотра VRML-объектов (VRML - Virtual Reality Modelling Language, мы о нем писали в первых частях этого материала). На приведенной схеме с фотографией показана суть работы объемного диплея Perspecta. Как видно, он состоит из трех основных блоков: процессор обработки графического изображения, проектор и вращающаяся система, состоящая из двигателя, системы зеркал, полупрозрачного экрана и внутреннего купола. При большой скорости вращения (а она равна 730 RPM (730 оборотов в минуту)), получается объемное изображение. На следующей схеме схема устройства рассмотрена несколько более подробно. Как вы понимаете, проекционная система для этой конструкции должна обладать высокими характеристиками яркости и контрастности.Основные алгоритмы формирования и вывода объемного изображения заключены в сочетании конструктивных особенностей данной модели, алгоритмов обработки и преобразования изображений (аппаратная часть плюс программное обеспечение). Как это удается разработчикам можно увидеть на фотографиях, взятых с их собственного сайта. Как вы сможете заметить, главной особенностью этой конструкции является то, что на Perspecta можно смотреть с любой стороны под разными углами.Молекула ДНК.Картинка в формате JPEG показанная в 2D. Картинка в формате JPEG показанная в 2D (вид сбоку).Крупинка сахара.Самолет, летящий над горами.Тазобедренная часть человека.Тазобедренная часть человека (вид сбоку).Голова, изображение которой было снято на 3D-камеру и переведено в VRML.Голова, изображение которой было отснято на 3D-камеру и переведено в VRML (вид сбоку).Очевидно, Perspecta может помочь в медицине, инженерной науке, военных и научных исследованиях. Не так уж плохо увидеть молекулу ДНК или крупинку материала в объеме. Это одна из самых уникальных и интересных разработок на сегодня. На последок покажу как может выглядеть трехмерная математическая функция в объеме.Все математики дружно облизнулись:)Смотри реально! SeeReal Отделение Компьютерной Науки (Department of Computer Science) Дрезденского Технологического Университета (Dresden University of Technology) на протяжении достаточно большого срока времени ведет исследования в области пользовательских 3D-дисплеев. При этом стоит отметить, что разработчики используют в своих опытах весьма интересное изобретение основанное на базе рельефных ЖК -мониторов. Вы наверняка помните из детства пластмассовые календарики, которые при изменении угла просмотра показывали разные картинки. Точно также, с помощью цилиндрических линз формируется рельефный экран ЖК-монитора, таким образом, чтобы правый глаз видел только нечетное (например) количество вертикальных полос с толщиной в один пиксель, а левый - четное. В результате мы имеем тот же "календарик", только позволяющий передавать объемное изображение на мониторе. Недостатка у этих технологий два: двукратное уменьшение разрешающей способности экрана и позиционирование зрителя строго по центру. При этом стоит отметить, что не смотря на недостатки, в этом направлении велось много исследований разработок и от других производителей, но…В Дрезденском Технологическом Университете была разработана более сложная модель, которая позволяла определять месторасположение головы зрителя и подстраивать объемное изображение относительно ее текущего положения. Первая модель называлась просто "The Dresden 3D Display" и над этой разработкой трудилась команда из 20 физиков, ученых и инженеров. На данный момент изобретение перекочевала под торговую марку SeeReal, название которой можно перевести как "смотри реально". Схематическое представление дрезденской разработки можно увидеть на следующей схеме. Система состоит из TFT-матрицы, определителя положения головы и смещающейся светоделительной пластины. При изменении положения головы зрителя на определенный угол, пластина смещается соответственно этому изменению. В результате, изображение постоянно получается объемным и передается с минимумом искажений. SeeReal C-nt На данный момент в продаже находятся две модели SeeReal C-i (для исследований и трехмерного проектирования) и SeeReal C-s (для медицины) с разрешениями 1280х1024 пикселей, 16,7 млн цветов, контрастностью 500:1 и яркостью 250 cd/m? и диагоналями в 18,1 дюма. Помимо этого разработан прототип C-nt с увеличенными значениями некоторых технических характеристик - 1600х1200, контрастность 600:1, диагональ - 20. Также важным параметром для всех этих устройств является значение оптимальной дистанции, оно равно 55 - 75 см. Да-а… трудно приводить иллюстрации по 3D-мониторам на двухмерных картинках:).В завершении частиНа протяжении четырех частей мы рассмотрели передовые системы объемного видеизображения, которые имеются в продаже. Пятую, завершающую часть мы посветим новым изобретениям в этой области.Что касается некоторых выводов по данным изобретениям, то можно сказать одно - они крайне полезны и предоставляют видеоинформацию в качественном объеме. Эти изобретения дают на порядок лучшее изображение нежели обычные 3D-очки. При этом пользователю не нужно никаких вспомогательных средств для того, чтобы качественно ощутить 3D. Также хочется отметить возвращение языка VRML как базисного для построения трехмерных моделей. Мы можем наблюдать его в таких сферах как конструирование, исследования, анимация и т.п. При этом на протяжении многих лет его считали устаревшим, но им пользуются! Дополнительные материалыVR-шлемы и системы стереовидения. Часть 3 VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 2 VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 1

Основное содержимое страницы с новостью.

Пиксели 768х768х198=100 миллионов 1024х768х2=2 миллиона 1600х1200=2 миллиона

Из нее видно, что для того, чтобы предоставить видео в полноценном объеме Модели Х необходимо оперировать 100 миллионами точек, тогда как в стандартных самых современных решениях мы стоим на пороге обработки лишь 1/50-й части этого объема данных.

Но, вместе с тем, Модель Х существует и продается, называется она Perspecta от производителя Actuality Systems.

Perspecta 3D

Угол обзора изображения для дисплея Perspecta составляет 360 градусов. Внешне этот 3D-монитор настоящего напоминает спиритический шар:).

Объемное разрешение составляет 768 x 768 x 198 (100 миллионов вокселей), частота обновления кадров равна 24 Гц, встроенный графический процессор позволяет создавать изображения с цветовым разрешением от 3 до 21 бита, которые в натуральном виде воспринимаются как несколько сотен цветов.

В общую систему входят джойстик, PCI ultraSCSI card, беспроволочный калибратор и кабели. Программное обеспечение включает WebLab ViewerPro 4.0 (сейчас тестируется DS ViewerPro 5.0) и Perspecta Viewer 1.0 для просмотра VRML-объектов (VRML - Virtual Reality Modelling Language, мы о нем писали в первых частях этого материала).

На приведенной схеме с фотографией показана суть работы объемного диплея Perspecta. Как видно, он состоит из трех основных блоков: процессор обработки графического изображения, проектор и вращающаяся система, состоящая из двигателя, системы зеркал, полупрозрачного экрана и внутреннего купола. При большой скорости вращения (а она равна 730 RPM (730 оборотов в минуту)), получается объемное изображение. На следующей схеме схема устройства рассмотрена несколько более подробно.

Как вы понимаете, проекционная система для этой конструкции должна обладать высокими характеристиками яркости и контрастности.

Основные алгоритмы формирования и вывода объемного изображения заключены в сочетании конструктивных особенностей данной модели, алгоритмов обработки и преобразования изображений (аппаратная часть плюс программное обеспечение).

Как это удается разработчикам можно увидеть на фотографиях, взятых с их собственного сайта. Как вы сможете заметить, главной особенностью этой конструкции является то, что на Perspecta можно смотреть с любой стороны под разными углами.

Очевидно, Perspecta может помочь в медицине, инженерной науке, военных и научных исследованиях. Не так уж плохо увидеть молекулу ДНК или крупинку материала в объеме.

Это одна из самых уникальных и интересных разработок на сегодня. На последок покажу как может выглядеть трехмерная математическая функция в объеме.

Смотри реально! SeeReal

Отделение Компьютерной Науки (Department of Computer Science) Дрезденского Технологического Университета (Dresden University of Technology) на протяжении достаточно большого срока времени ведет исследования в области пользовательских 3D-дисплеев.

При этом стоит отметить, что разработчики используют в своих опытах весьма интересное изобретение основанное на базе рельефных ЖК -мониторов. Вы наверняка помните из детства пластмассовые календарики, которые при изменении угла просмотра показывали разные картинки. Точно также, с помощью цилиндрических линз формируется рельефный экран ЖК-монитора, таким образом, чтобы правый глаз видел только нечетное (например) количество вертикальных полос с толщиной в один пиксель, а левый - четное. В результате мы имеем тот же "календарик", только позволяющий передавать объемное изображение на мониторе.

Недостатка у этих технологий два: двукратное уменьшение разрешающей способности экрана и позиционирование зрителя строго по центру. При этом стоит отметить, что не смотря на недостатки, в этом направлении велось много исследований разработок и от других производителей, но…

В Дрезденском Технологическом Университете была разработана более сложная модель, которая позволяла определять месторасположение головы зрителя и подстраивать объемное изображение относительно ее текущего положения. Первая модель называлась просто "The Dresden 3D Display" и над этой разработкой трудилась команда из 20 физиков, ученых и инженеров. На данный момент изобретение перекочевала под торговую марку SeeReal, название которой можно перевести как "смотри реально". Схематическое представление дрезденской разработки можно увидеть на следующей схеме.

Система состоит из TFT-матрицы, определителя положения головы и смещающейся светоделительной пластины. При изменении положения головы зрителя на определенный угол, пластина смещается соответственно этому изменению. В результате, изображение постоянно получается объемным и передается с минимумом искажений.

На данный момент в продаже находятся две модели SeeReal C-i (для исследований и трехмерного проектирования) и SeeReal C-s (для медицины) с разрешениями 1280х1024 пикселей, 16,7 млн цветов, контрастностью 500:1 и яркостью 250 cd/m? и диагоналями в 18,1 дюма. Помимо этого разработан прототип C-nt с увеличенными значениями некоторых технических характеристик - 1600х1200, контрастность 600:1, диагональ - 20. Также важным параметром для всех этих устройств является значение оптимальной дистанции, оно равно 55 - 75 см.

Да-а… трудно приводить иллюстрации по 3D-мониторам на двухмерных картинках:).

В завершении части

На протяжении четырех частей мы рассмотрели передовые системы объемного видеизображения, которые имеются в продаже. Пятую, завершающую часть мы посветим новым изобретениям в этой области.

Что касается некоторых выводов по данным изобретениям, то можно сказать одно - они крайне полезны и предоставляют видеоинформацию в качественном объеме. Эти изобретения дают на порядок лучшее изображение нежели обычные 3D-очки. При этом пользователю не нужно никаких вспомогательных средств для того, чтобы качественно ощутить 3D.

Также хочется отметить возвращение языка VRML как базисного для построения трехмерных моделей. Мы можем наблюдать его в таких сферах как конструирование, исследования, анимация и т.п. При этом на протяжении многих лет его считали устаревшим, но им пользуются!

Дополнительные материалы

• VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 3
• VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 2
• VR-шлемы и системы стереовидения. Часть 1

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	3D дисплеи. Часть 3	0	8.08	08-03-2005
2	3D дисплеи. Часть 2	0	8	02-03-2005
3	3D дисплеи. Часть 1	0	9.98	22-02-2005
4	Обзор стереомонитора DTI 15" 2015XLS Virtual Window	0	7.82	09-08-2000
5	Проекторы. Лето 2004	0	11.06	06-08-2004
6	Panasonic VIERA 3D - домашнее погружение в 3D	0	11.17	30-08-2010
7	"Телескопический пиксель" - новый конкурент LCD?	0	12.46	28-07-2008
8	Проекторы: ITоги 2004-го года	1	13.18	27-12-2004
9	Рынок проекторов. Осень-2004	0	11.05	05-11-2004
10	ViewSonic V3D245 — окно в игровое пространство	0	8.48	10-12-2012

Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 9.78. Источник: www.3dnews.ru.