Техника - молодёжи 2005-05, страница 28

современная элементная база позволяет создать по этой схеме V3D, воспроизводящие более миллиона цветных вокселов, но, к сожалению, информация о таких разработках отсутствует.

Пример 4. Модель VIZTA3D Z20/20 — пример удачной реализации известной схемы с неподвижным проектором и линейно движущимся экраном на новом технологическом уровне. Физически движущийся экран заменен в нем пакетом жидкокристаллических пластин — экранов, прозрачность которых меняется под воздействием управляющего напряжения. Пакет состоит из 20 пластин диагональю 20 дюймов, что отражено в названии модели. В одном состоянии каждая из пластин прозрачна и пропускает свет, в другом — мутнеет и становится просветным рассеивающим экраном. Установленный за пакетом DLP проектор формирует изображения «срезов»

ЗО-сцены синхронно с переключением прозрачности пластин. Сглаживание изображения по глубине достигается специальной программной обработкой (21).

Пример 5. Известно несколько прототипов V3D, использующих эффект фотолюминесценции, то есть способности некоторых кристаллов и газов излучать свет с определенной длиной волны под воздействием облучения с другой длиной волны, например, видимый красный свет под воздействием невидимого инфракрасного излучения (22). Лучи двух инфракрасных полупроводниковых лазеров отклоняются таким образом, что пересекаются в заданной точке объема воспроизведения, за

полненного активным веществом. Фотолюминофоры имеют определенный энергетический порог возбуждения. Мощности и длины волн излучения лазеров подбирают таким образом, чтобы энергия одного луча была ниже порога и не вызывала свечения, а суммарная энергия двух лучей превышала этот порог. Таким образом, свечение возникает только в точке пересечения лучей. Управляя отклонением лучей с помощью зеркал или акустооптических элементов, добиваются сканирования всего объема воспроизведения, а модулируя один из лучей, засвечивают нужные вокселы.

Пример 6. Одна из тех конструкций, которые, вероятно, никогда не будут реализованы на практике. Объем воспроизведения заполнен пластиковыми шариками, к каждому из которых подведена нить оптоволокна. Освещая противоположные торцы нитей, собранных в упорядочен-

П ЛАСТИКОВЫМ ШАРИК . -ТОКСЕЛ"

ный оптоволоконный кабель, можно заставить светиться отдельные ша-рики-«вокселы». Для этого каждая нить сопряжена с отдельной ячейкой оптического модулятора. Сложность только в том, что шарики должны были бы рассеивать свет, поступающий через оптоволокно, но, в то же время, свободно пропускать свет от других шариков (23).

Пример 7. Если шарики— «вокселы» из предыдущего примера заменить на светодиоды, получится еще одна конструкция, которая имеет шансы на развитие в будущем. Достаточная прозрачность объема воспроизведения в этом случае легко достижима, поскольку сами излучающие кристаллы светодиодов имеют размер примерно 0.3x0.Змм², а шаг между ними может быть выбран намного больше. Существующие про

Изображение в кубическом ЗО-дисплее на светодиодах

тотипы имеют очень скромное количество вокселов (на рис. 24 — куб 10x10x10 = 1000 вокселов), но единственным реальным препятствием к созданию серьезных V3D по этой технологии является цена светодиодов. Полноцветный дисплей с миллионом вокселов (100x100x100) может стоить до миллиона долларов! Для сравнения, большие светодиодные экраны, которые можно видеть на улицах многих крупных городов, содержат примерно такое же количество светодиодов и стоят примерно столько же.

Краткие выводы

Плюсы:

— истинно объемное изображение, обеспечивающее естественную связь между конвергенцией (т.е взаимного положения обоих глаз, направленных на точку фиксации взгляда) и аккомодацией (способностью хрусталиков глаз фокусировать на сетчатке изображения предметов, находящихся на различных расстояниях), динамический параллакс и другие пространственные эффекты;

— большой угол обзора, вплоть до 360° по горизонтали и 270° по вертикали.

Минусы:

— невозможность отображения непрозрачных объектов, нельзя отобразить реалистичную графику и видео;

— объем воспроизведения закрыт физически, невозможно совмещение с реальными объектами;

— требуется очень большая скорость потока данных;

— очень высокая стоимость, от многих десятков до нескольких сотен тысяч долларов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тема 3D дисплеев очень интересна, поскольку назрела необходимость их применения во многих сферах деятельности человека. Ежедневно в этой области появляется новая информация, поэтому прочитанный вами материал можно рассматривать только как историческую справку (да и то неполную), отражающую состояние «здесь и сейчас». Что мы увидим завтра своими глазами?

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 5 2 0 0 5

26