3D èç ñêîðîñòíîãî çåðêàëà
Íîâîå óñòðîéñòâî, ñîçäàííîå â ÑØÀ, ñïîñîáíî âûâåñòè ñðåäñòâà ðàçâëå÷åíèÿ, ðåêëàìû èëè ðàáîòû ñ ãðàôèêîé íà íîâûé óðîâåíü. Õîòèòå óçíàòü, êàê ñîçäàòü ïîëíîñòüþ îáú¸ìíûé îáðàç ïðåäìåòà, ïðåêðàñíî íàáëþäàåìûé ïðàêòè÷åñêè ñ ëþáîé ñòîðîíû? Çíàêîìüòåñü: â äåëî âñòóïàåò àâòîñòåðåîñêîïè÷åñêèé âñåíàïðàâëåííûé äèñïëåé.
Òð¸õìåðíàÿ ìîäåëü ãîëîâû, äåìîíñòðèðóåìàÿ íîâûì àâòîñòåðåîñêîïè÷åñêèì îáú¸ìíûì äèñïëååì (êàäðû USC Institute for Creative Technologies).
Âèíîâíèêè òîðæåñòâà — ýòî Ýíäðþ Äæîíñ (Andrew Jones) èç èíñòèòóòà êðåàòèâíûõ òåõíîëîãèé óíèâåðñèòåòà Þæíîé Êàëèôîðíèè (USC Institute for Creative Technologies), åãî êîëëåãè îòòóäà æå, à òàêæå — èç êîìïàíèé Fakespace Labs è Sony, êîòîðûå ïîêàçàëè íà âûñòàâêå SIGGRAPH 2007 íåîáû÷íûé äèñïëåé.
×óäî-àïïàðàò äåìîíñòðèðóåò ïîëíîñòüþ òð¸õìåðíóþ ãðàôèêó, êîòîðàÿ âûãëÿäèò "ïðàâèëüíî" ñ ëþáîé òî÷êè îáçîðà.  òîì ÷èñëå — ïðè ñìåùåíèè çðèòåëÿ ââåðõ è âíèç îò îáúåêòà.
Îáðàòèòå âíèìàíèå, ýòî óñòðîéñòâî îêðóæåíî ñî âñåõ ñòîðîí ñòåêëîì è íà äàëüíåì îò çðèòåëÿ ñòåêëå îòðàæàåòñÿ òà æå ñàìàÿ ãîëîâà, ïðè÷¸ì ìû âèäèì å¸ çàòûëîê, êàê åñëè áû ïðåäìåò äåéñòâèòåëüíî ñòîÿë â âèòðèíå (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
 îñíîâå "360-ãðàäóñíîãî èíòåðàêòèâíîãî äèñïëåÿ ñâåòîâîãî ïîëÿ" (Interactive 360-Degree Light Field Display), òàêîâî ïîëíîå íàèìåíîâàíèå èçîáðåòåíèÿ, ëåæèò áûñòðî âðàùàþùååñÿ íàêëîííîå çåðêàëî, ïîêðûòîå íåêèì "ãîëîãðàôè÷åñêèì ðàññåèâàòåëåì".
Îí ñîçäà¸ò, êàê ïèøóò àâòîðû íîâèíêè, àíèçîòðîïíóþ îòðàæàþùóþ ïîâåðõíîñòü, êîòîðàÿ íàïðàâëÿåò ÷ðåçâû÷àéíî áûñòðî ìåíÿþùèåñÿ êàäðû ñòðîãî â ñâîþ òî÷êó ïðîñòðàíñòâà. Íàä çåðêàëîì çàêðåïë¸í ïðîåêòîð, êîòîðûé ýêñïåðèìåíòàòîðû ñäåëàëè íà îñíîâå ñåðèéíîãî. Íî åãî ïðèøëîñü äîðàáîòàòü, ÷òîáû îí ìîã âûäàâàòü ïî÷òè 6 òûñÿ÷ êàäðîâ â ñåêóíäó, "ïîäãîòàâëèâàåìûõ" äëÿ íåãî ñòàíäàðòíîé, íî ìîùíîé ãðàôè÷åñêîé êàðòîé.
Àíèçîòðîïíîå çåðêàëî — îäíà èç ãëàâíûõ äåòàëåé íîâîãî äèñïëåÿ (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
Òàêèì îáðàçîì, ïîêà çåðêàëî óñïåâàåò ïîâåðíóòüñÿ îò ïîçèöèè, êîãäà îíî íàïðàâëåíî òî÷íî íà ïðàâûé ãëàç íàáëþäàòåëÿ äî òî÷êè, â êîòîðîé îíî îáðàùåíî íà ëåâûé ãëàç, ïðîåêòîð óñïåâàåò ñìåíèòü èçîáðàæåíèå, è íå îäèí ðàç. È íàáëþäàòåëü âñåãäà âèäèò ñòåðåîïàðó, íàõîäÿñü â ëþáîì ìåñòå â ïîëíîì 360-ãðàäóñíîì êðóãå âîêðóã ïðèáîðà.
Òàê ÷òî, îáîéäÿ ïî êðóãó äèñïëåé, ïîêàçûâàþùèé, ñêàæåì, ãîëîâó ÷åëîâåêà, çðèòåëü óâèäèò è ëèöî, è ïðîôèëü, è çàòûëîê, ñëîâíî ïåðåä íèì — íàñòîÿùàÿ ñêóëüïòóðà (ñìîòðèòå âèäåî, ôàéë MOV; 86,6 ìåãàáàéòà). Ïî ïðèíöèïó ýòî íàïîìèíàåò äàâíèé ýêñïåðèìåíòàëüíûé àïïàðàò Hitachi Transpost, íî ïî ñëîæíîñòè è âîçìîæíîñòÿì èä¸ò êóäà äàëüøå ÿïîíñêîé ðàçðàáîòêè. Òàê ÷òî äàâàéòå ðàçáèðàòüñÿ.
Åñëè ñóäèòü òîëüêî ïî âíåøíîñòè, óñòàíîâêà óñòðîåíà íåñëîæíî (èëëþñòðàöèÿ USC Institute for Creative Technologies).
Ýëåêòðîíèêà çäåñü íåïðåðûâíî îòñëåæèâàåò ïîëîæåíèå ãëàç çðèòåëÿ ïî âåðòèêàëè è ðàññòîÿíèþ îò çåðêàëà, ïîäñòðàèâàÿ âûâîäèìóþ òð¸õìåðíóþ ãðàôèêó â ñîîòâåòñòâèè ñ èçìåíÿþùåéñÿ âûñîòîé (èëè óäàë¸ííîñòüþ) òî÷êè çðåíèÿ. Ïîòîìó åñëè íàáëþäàòåëü ïðèñÿäåò èëè, íàïðîòèâ, ïîäíèìåòñÿ íà öûïî÷êè, îí âñåãäà óâèäèò îáúåêò ïîä ïðàâèëüíûì óãëîì (òî åñòü ïîñìîòðèò íà íåãî ñâåðõó è ñíèçó), è ó ÷åëîâåêà âîçíèêíåò ïîëíàÿ èëëþçèÿ òð¸õìåðíîñòè.
Ñóùåñòâóþò ñòåðåîñêîïè÷åñêèå äèñïëåè, êîòîðûå ïîêàçûâàþò õîòÿ è îáú¸ìíûé ñíèìîê ïðåäìåòà, íî — ñ îäíîé òî÷êè çðåíèÿ, òàê ÷òî óâèäåòü ó ïåðñîíàæà, ñìîòðÿùåãî ïðÿìî íà âàñ, ìàêóøêó èëè çàòûëîê, ïðèïîäíÿâøèñü ââåðõ, èëè îòêëîíèâøèñü â ñòîðîíó — ó íèõ íåëüçÿ. Light Field Display æå ýòî ïîçâîëÿåò.
Èíòåðåñíî, ÷òî ìíîæåñòâî èçîáðàæåíèé, ïîêàçûâàþùèõ îáúåêò ñ ðàçíûõ òî÷åê çðåíèÿ (è ñîñòàâëÿþùèõ îäèí åäèíñòâåííûé êàäð), ïðîãðàììà ïàêóåò â åäèíñòâåííîå öâåòíîå 24-áèòíîå èçîáðàæåíèå, êîòîðîå è ïåðåñûëàåòñÿ íà ïðîåêòîð ïî ñòàíäàðòíîìó èíòåðôåéñó DVI. Ïðîåêòîð æå äåêîäèðóåò ýòîò êàäð â îòäåëüíûå "ïðîñòðàíñòâåííûå" êàðòèíêè, ðàçâ¸ðòûâàåìûå èì ïî ïîëíîé îêðóæíîñòè âîêðóã ïðèáîðà (èëëþñòðàöèÿ USC Institute for Creative Technologies).
Íî çà÷åì íóæíû ïÿòü ñ ëèøíèì òûñÿ÷ êàäðîâ â ñåêóíäó? Î÷åíü ïðîñòî. Îáú¸ìíàÿ ãðàôèêà â ýòîé ñèñòåìå âûâîäèòñÿ ñ ÷àñòîòîé îò 15 äî 20 êàäðîâ â ñåêóíäó. Íî ýòî òà ÷àñòîòà, ÷òî îáóñëàâëèâàåò ïëàâíîñòü äâèæåíèÿ ïðèçðà÷íûõ îáúåêòîâ, êàê â ñëó÷àå åñëè îíè ñàìè ïîäâèæíû (áåãóùèé ÷åëîâåê, íàïðèìåð), òàê è åñëè ïîäâèæåí íàáëþäàòåëü, îáõîäÿùèé îáúåêò, ñêàæåì, ïî êðóãó.
Íî ïðè ýòîì êàæäûé òàêîé êàäð "êèíî", äëÿ ñîçäàíèÿ ýôôåêòà îáú¸ìíîñòè, ñîñòîèò, â ñâîþ î÷åðåäü, èç 288 îòäåëüíûõ êàäðîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ ïîêàçûâàåò îáúåêò â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè, íî íåìíîãî ñ äðóãîé ïîçèöèè.
Ðàçðåøåíèå èçîáðàæåíèÿ â íåîáû÷íîì äèñïëåå ñîñòàâëÿåò 768 × 768 òî÷åê, à âìåñòî äèàãîíàëè ýêðàíà àâòîðû óêàçûâàþò îáú¸ì ïðîñòðàíñòâà, â êîòîðîì îòîáðàæàåòñÿ êàðòèíêà — êóá ñî ñòîðîíîé 13 ñàíòèìåòðîâ. È ïóñòü âîçìîæíîñòè îòîáðàæåíèÿ ãðàôèêè â öâåòå ó äàííîãî àïïàðàòà ïîêà ñêðîìíû, èçîáðåòàòåëè ðàáîòàþò è íàä ýòîé ïðîáëåìîé (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
Òàê è ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî, äåëàÿ îäèí îáîðîò, çåðêàëî äîëæíî âûäàòü åäâà ëè íå òðè ñîòíè êàðòèíîê, íàïðàâèâ êàæäóþ â ñåêòîð îáçîðà øèðèíîé âñåãî 1,25 ãðàäóñà.
Òåìï æå âðàùåíèÿ çåðêàëà äîëæåí ñîñòàâëÿòü 20 îáîðîòîâ â ñåêóíäó, ÷òîáû çðèòåëü ñ ëþáîé ïîçèöèè âñåãäà âèäåë âñå 20 "îñíîâíûõ" êàäðîâ ýòîãî ïîäëèííî îáú¸ìíîãî âèäåî.
Åñëè ïåðåä ðàáîòàþùèì äèñïëååì ïîñòàâèòü ïàðó ôîòîêàìåð, òî ìîæíî ñïîêîéíî îòñíÿòü... (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
Ñòîëü õèòðûé ïðèíöèï ðàáîòû óñòàíîâêè ïîòðåáîâàë îò å¸ àâòîðîâ ñîçäàíèÿ: íîâûõ ìåòîäîâ îáðàáîòêè è âûäà÷è äèàëîãîâîé òð¸õìåðíîé ãðàôèêè ñ èñïîëüçîâàíèåì OpenGL; ìåòîäîâ îáðàáîòêè è âûäà÷è â òð¸õìåðíîì âèäå ñôîòîãðàôèðîâàííûõ ñâåòîâûõ ïîëåé; ìàòåìàòè÷åñêèõ ìåòîäîâ, îáåñïå÷èâàþùèõ ãåíåðèðîâàíèå ïðàâèëüíûõ ïåðñïåêòèâ è ïðàâèëüíîãî ïàðàëëàêñà ïðè ïåðåìåùåíèè íàáëþäàòåëÿ ìåæäó ðàçíûìè ïîçèöèÿìè âîêðóã ïðèáîðà (ïî âûñîòå è ïî ðàññòîÿíèþ îò íåãî, à ïî îêðóæíîñòè, êàê óæå ÿñíî, ýòî îáåñïå÷èâàåòñÿ ñàìî ñîáîé, çà ñ÷¸ò âðàùåíèÿ çåðêàëà) è, êîíå÷íî, èííîâàöèîííîãî àíèçîòðîïíîãî ðàññåèâàþùåãî çåðêàëà.
Òàêæå ïðèøëîñü âíîñèòü èçìåíåíèÿ â ïðîåêòîð, ïîçâîëèâøèå ðàçîãíàòü åãî àæ äî 5760 êàäðîâ â ñåêóíäó (288 × 20)!
...Ñòåðåîïàðû. Îíè ïîêàçûâàþò, ÷òî äëÿ íàáëþäàòåëÿ èçîáðàæåíèå íà äèñïëåå äåéñòâèòåëüíî îáú¸ìíî (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
Èíòåðåñíî, ÷òî ñèñòåìà ìîæåò êàê ïîêàçûâàòü çàðàíåå ñãåíåðèðîâàííîå âèäåî, òàê è âûñòóïàòü â ðîëè èíòåðàêòèâíîãî äèñïëåÿ, ñ êîòîðûì ïîëüçîâàòåëü ìîæåò ïðîèçâîëüíî âðàùàòü íàáëþäàåìûé îáúåêò ìûøêîé èëè äæîéñòèêîì ïî âñåì òð¸ì îñÿì (â óêàçàííîì âûøå âèäåî åñòü è ýòîò ìîìåíò).
Ñèñòåìà óæå ñïîñîáíà ðàáîòàòü ñ íåñëîæíîé öâåòíîé ãðàôèêîé, íî ñîçäàòåëè ïðèáîðà íàìåðåíû åãî óñîâåðøåíñòâîâàòü, ÷òîáû îí ìîã âûâîäèòü ïîëíîöâåòíûå èçîáðàæåíèÿ ñ çàìåòíî áîëüøåé ÷àñòîòîé êàäðîâ, ÷åì íûíåøíèå ñêðîìíûå 20 â ñåêóíäó.
"Çâåçäû ñìåðòè" èç "Çâ¸çäíûõ âîéí" (Star Wars) íàì íå ïîêàçàëè, íî èìïåðñêèå èñòðåáèòåëè TIE starfighter â ïðåçåíòàöèîííîì ðîëèêå çàñâåòèëèñü íå ðàç (êàäð USC Institute for Creative Technologies).
Âïðî÷åì, è ñåé÷àñ äèñïëåé ïðîèçâîäèò âïå÷àòëåíèå. Âåäü áûñòðîâðàùàþùååñÿ çåðêàëî ñòàíîâèòñÿ ïî÷òè íåçàìåòíûì, à çðèòåëü âèäèò ëèøü ïðåäìåòû, âèñÿùèå ïåðåä íèì. Ïðè÷¸ì — â ïðàâèëüíîì ðàêóðñå ñ ëþáîé ïîçèöèè. È îäíîâðåìåííî ñòîëü æå ïðàâèëüíî âèäÿò ýòîò îáúåêò äðóãèå íàáëþäàòåëè (ñêîëüêî áû èõ íè áûëî), ñòîÿùèå âîêðóã àïïàðàòà.
Íîâàÿ ñèñòåìà íå íóæäàåòñÿ â ñïåöèàëüíûõ î÷êàõ è íå ñòðàäàåò ðàçìûòîñòüþ êàðòèíêè ïîä íåêîòîðûìè óãëàìè èëè ìàëûì óãëîì îáçîðà, â êîòîðîì ñîçäà¸òñÿ èëëþçèÿ îáú¸ìíîñòè. Òàê ÷òî èç âñåõ ðàíåå ïîñòðîåííûõ ñèñòåì òð¸õìåðíîãî îòîáðàæåíèÿ 360-Degree Light Field Display íàèáîëåå áëèçîê ê òîé ôàíòàñòè÷åñêîé óñòàíîâêå, ÷òî ïîêàçûâàëà îãðîìíûé ïëàâàþùèé â âîçäóõå ðàçðåç "Çâåçäû ñìåðòè" â "Çâ¸çäíûõ âîéíàõ".
Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî èíæåíåðû âîïëîòèëè òó óñòàíîâêó â ðåàëüíîñòè (â ôèëüìå îíà áûëà, ïîíÿòíî, ëèøü ñìîäåëèðîâàíà). Ðàçíèöà ìåæäó êèíîøíûì ïðîòîòèïîì è íûíåøíåé íîâèíêîé, â îáùåì-òî, òîëüêî â ðàçìåðàõ.
Ïî ìàòåðèàëàì membrana.ru
Dmitry 05.09.2007
2 êîììåíòàðèÿ (â àðõèâå — 6 êîììåíòàðèåâ)
àíàòîëèé (0)
04.04.2012 14:23
24 ãîäà íàçàä áûë èçîáðåò¸í öèôðîâîé ôîòîàïïðàò ñ ðàçìåðîì 100õ100 ÷¸ðíî-áåëûé è òåïåðü îíè áëèçêè ê ñîâåðøåíñòâó (ïî êðàéíåé ìåðå ïðîôåññèîíàëüíûå) òåïåðü î÷åðåäü çà îáú¸ìíûì âèäåî
Îëÿ (3)
23.03.2012 10:03
Êëàññíî! Ìíå î÷åíü èäåÿ ïîíðàâèëàñü!