Технологии захвата движений и моделирования, позаимствованные у разработчиков компьютерных игр, помогают специалистам лаборатории виртуального производства компании Ford создать оптимальные приемы сбо

Человек, наблюдающий мир глазами персонажа виртуального пространства, при определенных условиях начинает воспринимать ощущения героя как свои собственные. Такой вывод был сделан группой ученых.

Исследователи из Барселонского университета (Испания) провели любопытный эксперимент, в ходе которого мужчина-испытатель с помощью шлема виртуальной реальности смог почувствовать себя в теле женщины.

В канадских вооруженных силах вводится технология реабилитации солдат, получивших ранения, основанная на использовании виртуальной реальности, передает СВС.

Технология 3D завоевывает российские кинотеатры: за первые три месяца года число трехмерных киноэкранов по всей стране выросло на треть до 409. Могло быть и больше, но в мире возник дефицит 3D-проекто

Первая в мире проекционная 3D реклама, посвященная Зимним Олимпийским играм в Ванкувере, появилась в крупнейшем переходе метро в Нью-Йорке. Ожидается, что рекламный ролик увидят не менее 3 миллионов

Новую веху в освоении космических просторов разрабатывают российские ученые. Прежде чем пристыковаться к реальной космической станции, хорошо бы поучиться делать это в виртуальной реальности. Математи

Голографические 3D дисплеи

Голографические 3D дисплеи (далее H3D) воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены. Однако, современная техника немыслима без цифровой обработки сигналов, стало быть, любая непрерывная функция с некоторой точностью апроксимируется рядом дискретных значений.

ПРИНЦИП Разделение объема воспроизведения множеством условных вертикальных плоскостей, проходящих через центр экрана. В каждой части разбитого плоскостями пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены.

Обычно, когда речь заходит о H3D, имеют в виду устройство, способное воспроизводить на некоемом материале подобие традиционной голограммы, то есть вычислять и отображать фиксируемую ей в виде дифракционных структур интерференционную картину светового поля, причем делать это в реальном времени. Такой подход не учитывает, что каждый малый участок голограммы представляет из себя дифракционную решетку, выполняющую роль отклоняющего элемента и нет нужды каждый раз, когда нужно изменить угол отклонения луча, рассчитывать и отображать ее. Самое удивительное, что есть ученые, разрабатывающие это финансово и информационно сверхзатратное направление. Например, американцы из Массачусетского технологического разработали прототип, в котором воспроизводится изображение, рассчитанное на компьютере. Голограмма формируется с помощью акустооптического модулятора: луч лазера модулируется акустическими колебаниями, воздействующими на кристалл, который расположен перед фокусирующей линзой.

Прорисовка изображения выполняется механической зеркальной разверткой. Для монохромной картинки размером 15 x 15 x 20 см требуется поток данных около 2 гигапикселов в секунду. Японцы пытаются воспроизводить голограммы с помощью проекционных LCD матриц (используются в видеопроекторах), каждая из которых воспроизводит небольшой отдельный участок голограммы. Поскольку диагональ таких матриц не превышает 1,8 дюйма, для получения голограммы нужной площади пришлось использовать множественные конфигурации и устройства сведения для объединения различных частей голограммы. Поток данных, требуемый для воссоздания полноценного образа, достигает приблизительно одного терабайта в секунду. Монохроматическая голограмма с площадью проекции 1 кв.см - это пока максимум, чего удалось добиться исследователям.

Интересна разработка, названная ее авторами "офисный голографический принтер". Хотя это устройство не имеет непосредственного отношения к 3D дисплеям, полученные результаты могут быть использованы в будущем для создания H3D.

Принтер позволяет печатать на фоточувствительном материале однопроходные голограммы, качество которых во многих случаях превосходит качество традиционных голограмм. Голограмма получается путем последовательной экспозиции узких полосок фотоматериала через щелевую маску. На каждой полоске по традиционной технологии получения голограмм фиксируется образ цилиндрической линзы, за которой располагается LCD матрица с выведенным на нее специально подготовленным изображением. В результате получается голограмма линзового растра очень высокого разрешения (до 250 lpi), идеально совмещенного с изображением, содержащим до 150 ракурсов предварительно отснятой или смоделированной на компьютере 3D сцены.

Исследования, проведенные при разработке голографического принтера, показали, что голограмма 3D объекта может быть рассчитана как совокупность голографических образов составляющих его вокселей. Образ вокселя представляет из себя фиксированный паттерн, зависящий только от "глубины залегания", т.е. Z-координаты вокселя и не зависящий от координат X и Y. Паттерны для всего диапазона значений Z могут быть рассчитаны заранее и помещены в таблицу, откуда будут извлекаться при выводе в реальном времени с минимальным количеством вычислительных операций. Паттерны для систем на основе линзовых растров имеют простейший вид группы вертикальных штрихов и могут рассчитываться непосредственно в процессе вывода изображения. Отличие данного метода от классической голограммы состоит в том, что формируются изображения, имеющие только горизонтальный параллакс (как, впрочем, и у всех дисплеев, описанных выше). Принцип формирования образа вокселя P из опорного пучка света S классической голограммой показан ниже.

     

Можно заметить, что чем дальше от поверхности находится воксель, тем большая площадь голограммы принимает участие в его формировании.

ПЛЮСЫ:

• самое реалистичное 3D изображение, обладающее всеми оптическими свойствами отображаемого реального объекта;

МИНУСЫ:

• техническая сложность на пределе современных возможностей аппаратуры;
• вычислительных мощностей хватает только для статических изображений;

Голографические 3D дисплеи, предлагаемые компание VE-Group ( дать ссылку на продукты)