Техника - молодёжи 2005-05, страница 25
ных достигает 1 Гбита/с, несмотря на то, что в системе задействовано 16 компьютеров 3 ГГц Pentium-4. Запись и передача по каналам связи такого сигнала весьма проблематична, поэтому исследуется возможность его сжатия с учетом межракурсных разностей. Стереокамеры гораздо дешевле и проще в эксплуатации (хотя и они до сих пор остаются экзотикой), их сигнал не слишком сложно передавать по существующим каналам (например, спутникового и наземного цифрового телевидения), но для воспроизведения с помощью M3D необходимо на основе двух имеющихся ракурсов вычислить другие, обычно ш ■s. расположенные между исходными. Прототип такой системы с четырьмя видеопроекторами, ретрорефлектив-ным экраном и компьютером, вычисляющим два промежуточных ракурса с помощью нейросетевых алгоритмов, был разработан и успешно продемонстрирован компанией НейрОК Оптике (11). Восстановление большего числа ракурсов требует существенных вычислительных мощностей. Еще большие ресурсы необходимы для построения множества ракурсов 30-сцены, описанной набором векторов или массивом вокселов, однако трехмерное представление самой разнообразной информации «внутри» компьютера стало скорее нормой, чем исключением, поэтому нет причин сомневаться, что проблема ее вывода будет решена, например, с помощью специализированных видеокарт. Краткие выводы Плюсы: — широкая зона стереоэффекта; — большая глубина объема воспроизведения; — возможность «оглядывания», динамического параллакса; — наличие контента (потенциально); — возможность отображения непрозрачных объектов, т.е. потенциально реалистичная графика и видео. Минусы: — техническая сложность и себестоимость быстро возрастают с увеличением числа воспроизводимых ракурсов; — небольшой угол обзора (от 24° до 50° против 160 и более у обычных мониторов); — требуется большая скорость потока данных (кратное числу ракурсов увеличение от моно) или существенный объем вычислений для кодирования и декодирования данных; — отсутствует серийное программное обеспечение. Вряд ли в ближайшие год-два стоит ожидать появления недорогих серийных моделей многоракурсных ЗО-экранов «для дома, для семьи», хотя многие серьезные производители дисплеев имеют свои прототипы. Например, линейка готовящихся к серийному производству дисплеев с 3, 5, 7 и 9-ю ракурсами у Philips, шестнадцатиракурсный дисплей у Samsung. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ ЗО-ДИСПЛЕИ Как было сказано выше, голографи-ческие ЗО-дисплеи (далее H3D) воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной СЮ-сцены. Однако современная техника немыслима без цифровой обработки сигналов, стало быть, любая непрерывная функция с некоторой точностью аппроксимируется рядом дискретных значений. Световое поле не исключение, поэтому H3D можно рассматривать как дальнейшее развитие многоракурсных дисплеев с очень большим количеством воспроизводимых ракурсов. По некоторым оценкам, классическая голограмма формирует от 450 до 600 ракурсов. 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 некое-мом материале подобие традиционной голограммы, то есть вычислять и отображать фиксируемую ей в виде дифракци онных структур интерференционную картину светового поля, причем делать это в реальном времени. Такой подход не учитывает, что каждый малый участок голограммы представляет собой 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 Массачусетсского технологического института разработали прототип, в котором воспроизводится изображение, рассчитанное на компьютере. Голограмма формируется с помощью восемнадцати-канального акустооптического модулятора: луч гелий-неонового лазера модулируется акустическими колебаниями, воздействующими на кристалл, который расположен перед фокусирующей линзой (12). За один цикл горизонтальной развертки формируется одновременно 18 строк по 256 тыс. элементов в каждой. Всего же изображение состоит из 144 строк. Для монохромного изображения объемом 150x75x75 мм3 требуется поток данных примерно 1 Гб/с при частоте обновления 30 Гц. Японцы пытаются воспроизводить голограммы с помощью проекционных ЖК-матриц (используются в видеопроекторах), каждая из которых отображает 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 ее частей. Поток данных, требуемый для воссоздания полноценного образа, достигает приблизительно одного терабайта в секунду. Монохроматическая голограмма с площадью проекции 1 см2 — это пока максимум, чего удалось добиться исследователям. Интересна разработка, названная ее авторами «офисный голографиче-ский принтер». Хотя это устройство не имеет непосредственного отношения к ЗО-дисплеям, полученные результаты могут быть использованы в буду- Полулрозрачиое зеркало Зеркало «ртиклльиой рллвертки Зеркала горизонтальной _ развертки 18-ти канальный акустооптический модулятор Ввод интерференционной % картины Объем воспроизведения Вертикальный рассеиватель ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 5 2 0 0 5 23 |
