Техника - молодёжи 2005-05, страница 27

полагающиеся в его глубине. И здесь в очередной раз спасает инерционность зрительного аппарата человека. Сплошной объем вещества заменяется тонким рассеивающим экраном, который периодически «сканирует» объем воспроизведения так, что за один цикл поверхность экрана проходит через все точки этого объема. Форма поверхности экрана интересует нас лишь постольку, поскольку для воспроизведения 30-объектов с минимальными геометрическими искажениями требуется учитывать ее при пересчете компьютерной модели в реальные координаты.

Пример 1. Насколько разной может быть форма поверхности видно из сравнения двух моделей V3D: FELIX 3D и Perspecta.

Проект FELIX 3D (18) использует экран в виде одного витка спирали для проецирования лучей трех твердотельных лазеров основных цветов. Перемещение по осям X и Y обеспечивается механической зеркальной разверткой, а по Z — положением экрана в момент включения лазеров. В каждый момент времени формиру

ется изображение только одного воксела, а всего за один оборот — около 10 тыс. вокселов при скорости вращения экрана 20 Гц. Такое небольшое количество вокселов ограничивает сферу применения FELIX 3D векторными приложениями, например в системах CAD/CAM.

Компания Actuality Systems использует в модели Perspecta (19) плоский экран, вращающийся вместе с системой зеркал для проецирования изображения размером 768x768 пикселов одновременно. DLP проектор, работающий по принципу цифровой обработки света (Digital Light Processing) успевает сформировать за время одного оборота (при частоте вращения 24 Гц) 198 плоских изображений (1 бит на цвет), составляющих «нарезку» (slices) ЗО-сцены. Таким образом, общее количество формируемых вокселов превышает 100 миллионов, что является пока абсолютным рекордом. Проблемой подготовки информации является необходимость поворота формируемого на экране проектора изображения синхронно с вращением экрана и расчет «нарезки». Для этого используется процессор производительностью 1600 MIPS (миллионов команд в секунду) и 6 Гб оперативной памяти.

Пример 2. Нужно сказать, что идея V3D с вращающимся экраном давно

1— компьютер;

2 — электроника

управления;

3 — электроника

отображения

Объемный дисплей

Выполнение

X,

■ перемещения

Определи- , "" в нужную по- Компьютер

тель координат XY

Дихроич-ные зеркала

Зй-интерфейс ^^ RGB-лазеры

Чг-

привлекала внимание разработчиков. Например, оригинальная конструкция, в которой покрытый фосфором стеклянный диск помещался внутрь электронно-лучевой трубки и приводился в движение электромотором, ротор которого располагался внутри колбы, а статор снаружи. Изображение получали, управляя отклонением электронного луча. Однако практического применения эта конструкция, как и десятки подобных, не нашла, поскольку формирование сигналов, необходимых для получения объемного изображения, оказалось непосильной задачей. Действительно, даже с помощью современных мощных компьютеров не так просто вычислить положение точки пересечения наклонного луча и вращающейся плоскости в реальном времени. В плане простоты расчетов, гораздо удобнее конструкции, в которых экран или монитор движутся возвратно-поступательно, но в них очень сложно совместить высокую скорость перемещения с хорошей линейностью и отсутствием вибраций.

Пример 3. Очередным толчком к развитию V3D послужило появление светодиодов и персональных компьютеров. Появилась возможность заменить вращающийся экран светодиодной панелью, благодаря чему положение вокселов в объеме воспроизведения оказалось жестко заданным и достаточно легко вычисляемым, чтобы изготовить вполне работоспособный прототип, что и было сделано впервые в 1979 г. (20). Простые расчеты показывают, что

Edwin 1979

Проекционный механизм

Полупро-

Сумматор

Фокусирующие линзы

Зеркало, отража ющее видимое и пропускающее ИК-излучение

Проекционная оптика

Двигатель

Вращающиеся зеркала Фиксированное зеркало

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 5 2 0 0 5

25