Техника - молодёжи 2005-05, страница 24

— реально достижимая скорость потока данных (двухкратное увеличение относительно моно);

— наличие контента, драйверов, программ.

Минусы:

— невозможность «оглядывания» и динамического параллакса;

— очень ограничена зона стереоэффекта;

— наличие зон «неправильного» псевдоскопического эффекта;

— вдвое меньшее горизонтальное разрешение в стереорежиме.

Естественно, не все из сказанного выше верно для любого конкретного дисплея, существует множество способов преодоления того или иного недостатка, но главный недостаток можно устранить только в 30-диспле-ях, относящихся к другим группам.

МНОГОРАКУРСНЫЕ (MULTIVIEW) ЗО-ДИСПЛЕИ

Как следует из определения, данного выше, многоракурсные 30-дисплеи (далее для краткости M3D) воспроизводят объемное изображение в виде нескольких последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.

Поскольку M3D являются развитием идеи стереодисплея, то для их построения применимы те же технологии параллакс-барьеров и линзовых растров, только за каждой линзой должно располагаться столько пикселов, сколько ракурсов изображения мы хотим получить. Очевидно, что существующие сегодня ЖК-панели не позволяют изготовить по такой схеме приличный M3D.

Возьмем 17" монитор, имеющий 1280x1024 пиксела размером 0,27 мм. Если мы хотим получить пять ракурсов, придется взять линзовый растр с шагом 1,35 мм, а горизонтальное разрешение станет аж

целых 256 пикселов! Не впечатляет... При этом вертикальное разрешение остается без изменения, становясь «избыточным» по сравнению с горизонтальным.

Но есть технологии, позволяющие использовать массив пикселов лучшим способом. Одна из них — голо-графические оптические элементы (Holographic Optical Elements — НОЕ). Перед ЖК-панелью помещается пленка, состоящая из миниатюрных

голограмм, каждая из которых закрывает один пиксел и направляет проходящий свет в одном из заданных направлений (8).

Голограммы, формирующие столько различных направлений, сколько нужно ракурсов, образуют фрагмент, повторяющийся по всей поверхности экрана. Для получения четырех ракурсов используются группы 2x2 пиксела, для девяти ракурсов — 3x3, т.е. для того же 17" монитора разрешение будет 640x512 и 427x341 пикселов, соответственно. Конечно, для работы с текстом такой монитор уже не годится, а вот графика и видео будут выглядеть вполне прилично (для сравнения: видеомагнитофон фор

мата VHS воспроизводит изображение с разрешением примерно 384x288 пикселов). Учитывая, что разрешение ЖК-панелей непрерывно растет, а производство гологра-фической пленки реально уже сейчас, можно ожидать появление серийных моделей M3D по этой технологии в недалеком будущем.

Фирма Philips активно продвигает на рынок другую технологию субпик-селных элементов в сочетании с линзовыми растрами, установленными под небольшими углами к столбцам пикселов ЖК-панели. Известно, что каждый пиксел ЖК-панели составляют три отдельных элемента, совмещенных со светофильтрами красного, зеленого и синего цветов, субпикселы, расположенные горизонтально. Информация в субпикселы одного пиксела записывается одновременно. Наклонное расположение линзового растра позволяет получить большее количество ракурсов, если использовать субпикселы, принадлежащие разным пикселам. Желтыми линиями на рис. 9 условно показаны границы участков, формирующих соседние ракурсы. Перед выводом на дисплей, изображение обрабатывается программой, учитывающей местоположение субпикселов относительно линзового растра. Кроме того, фирме Philips принадлежит ряд патентов по оптимизации формы и расположения пикселов в ЖК-панелях для применения в M3D с различным количеством ракурсов.

Но вот действительно важный вопрос: а сколько ракурсов необходимо? Ответ зависит от конкретного назначения M3D и поддается точно

му расчету. Для комфортного просмотра видео бывает достаточно 4— 6 ракурсов, тогда как для серьезных применений, таких как ЗО-томогра-фия и рентген, графические рабочие станции для систем автоматизации проектирования CAD/CAM, отображение оперативной обстановки (авиадиспетчерские, аварийно-спасательные службы) и т.д., может понадобиться от 40 до 150 ракурсов. Известно несколько прототипов M3D с числом ракурсов более 40. В одном из них электромеханическая зеркальная система разворачивает пакет лучей от 48 полупроводниковых лазеров, по одному на каждый ракурс, в другом около 100 ракурсов

формируются с помощью оптических волокон толщиной 10 микрон, соединенных в упорядоченный оптический кабель, по которому изображение от нескольких серийных видеопроекторов подводится к линзовому растру.

Проблема M3D состоит не столько в изготовлении самого устройства (например, можно взять сколько нужно проекторов и экран из двух совмещенных линзовых растров — очень старый патент), сколько в получении необходимой для отображения информации. Разрабатываются два диаметрально противоположных подхода к этой проблеме. Первый предполагает получение многоракурсной информации с ее последующей обработкой для уменьшения скорости потока данных, второй — восстановление промежуточных ракурсов из стереопары.

Многоракурсные видеокамеры громоздки, дороги, требуют точной юстировки, что ограничивает их применение. Например, разработанная в Кембридже проекционная система, состоящая из 16 видеокамер высокого разрешения, компьютеров обработки сигнала, специальной системы автоматической калибровки, 16 видеопроекторов и линзового экрана, позволяет получить очень качественное изображение, эквивалентное 12 млн пикселов (10). Информация от каждой видеокамеры подвергается MPEG-2 сжатию (одному из стандартных способов сжатия движущегося изображения и звука), передается по отдельному скоростному каналу, декодируется и поступает на соответствующий проектор. При 12 кадрах в секунду, общий поток дан

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 5 2 0 0 5

22