Dom > Izložba > Sadržaj

Volumetrijski prikaz predstavlja vizuelnu reprezentaciju objekta u tri fizičke dimenzije

Apr 22, 2017

Volumetrijski prikaz

Iz Wikipedije, besplatne enciklopedije

Volumetrijski uređaj za prikazivanje je uređaj za grafički prikaz koji oblikuje vizuelnu predstavu objekta u tri fizičke dimenzije , za razliku od planarne slike tradicionalnih ekrana koje simuliraju dubinu kroz niz različitih vizuelnih efekata. Jedna definicija koju pioniri na terenu nude je da volumetrijski prikazi stvaraju 3D slike putem emitovanja, rasipanja ili prenosa osvetljenja iz dobro definisanih regija u prostoru (x, y, z). Iako ne postoji konsenzus među istraživačima na terenu, možda bi bilo razumno priznati holografske i visoko multiview displeje u volumetrijskoj prikaznoj porodici ako rade na razumnom poslu projektiranja trodimenzionalnog svjetlosnog polja unutar zapremine.

Većina, ako ne i svi, volumetrični 3D ekrani su autostereoskopski ili automatsko-diskografski ; To jest, oni stvaraju 3D slike koje su vidljive očima bez potrebe. Imajte na umu da neki tehnolozi na ekranu rezervišu izraz "autostereoskopski" za displej sa paralaksom sa ravnim ekranom sa ravnim ekranom, kao što su lentikularni displeji. Međutim, gotovo svi 3D prikazi, osim onih koji zahtevaju glavu, npr. Stereo zaštitne naočare i stereo glava, su autostereoskopski. Zbog toga, veoma široka grupa ekranskih arhitektura se smatra autostereoskopskim.

Volumetrijski 3D ekrani predstavljaju samo jednu porodicu 3D prikaza uopšte. Druge vrste 3D displeja su: stereogrami / stereoskopi, prikazi u nizu prikaza, elektroholografski prikazi, paralaksi "dva prikaza" i paralaksni panoramagrami (koji su tipično prostorno multipleksirani sistemi kao što su prikazi lentikularnih ploča i prikazi paralakalne barijere), re - sistemi za slike i drugi.

Iako je prvi put postuliran 1912. godine i glavna naučna fantastika , zapreminski prikazi su još uvijek u razvoju i tek treba da stignu do opšte populacije. Sa različitim sistemima predloženim i korištenim u malim količinama - uglavnom u akademskim i raznim istraživačkim laboratorijama - volumetrijski prikazi ostaju dostupni samo akademskim radnicima, korporacijama i vojsci.


Sadržaj

[ Sakrij ]


Vrste [ uredi ]

Mnogi različiti pokušaji su napravljeni za proizvodnju volumetrijskih uređaja za snimanje. [1] Ne postoji zvanično prihvaćena " taksonomija " raznovrsnog volumetrijskog prikaza, pitanje koje je komplikovano mnogim permutacijama njihovih karakteristika. Na primjer, osvetljenje unutar volumetrijskog displeja može ili doći direktno od izvora ili kroz srednju površinu kao što je ogledalo ili staklo; Takođe, ova površina, koja ne mora biti opipljiva, može da prođe kroz pokret, kao što je oscilacija ili rotacija. Jedna kategorizacija je sledeća:

Displej prikaza zvuka [ uredi ]

Volumetrijski 3D prikazi koji se pomiču na površinu (ili "swept-volume") oslanjaju se na ljudsku istrajnost vizije kako bi spojili seriju odrezaka 3D objekta u jednu 3D sliku. Izrađeni su raznovrsni prikazi zvuka.

Brze LED svjetiljke stvaraju objekat od 360 stepeni u vazduhu u ovom prototipu Univerzitetskog koledža Sedaya International

Na primjer, 3D scena je računsko rastavljena u seriju "reznih dijelova", koja mogu biti pravougaone, disk-oblike ili spiralne poprečne sekcije, nakon čega se projektuju na ili sa površine displeja u pokretu. Slika na 2D površini (stvorena projiciranjem na površinu, LED diode ugrađene u površinu ili druge tehnike) mijenja se kako se površina pomera ili rotira. Zbog upornosti vida ljudi percipiraju kontinuiranu količinu svetlosti. Površina ekrana može biti reflektujuća, transmisivna ili kombinacija oba.

Druga vrsta 3D displeja koja je kandidatka za klase prikazanih 3D prikaza je varifokalna arhitektura ogledala. Jedna od prvih referenci za ovu vrstu sistema je od 1966. godine, u kojoj vibrirajuća ogledala odražava seriju šablona sa visokim izvorom slike 2D slike, kao što je vektorski prikaz, na odgovarajući skup dubinskih površina.

Statički volumen [ uredi ]

Takozvani volumetrični 3D prikazi "statičkog volumena" stvaraju slike bez ikakvih makroskopskih pokretnih delova u zapremini slike. Nije jasno da li ostatak sistema mora ostati nepokretan za članstvo u ovoj klasi ekrana da bude održiv.

Ovo je verovatno najtraženiji oblik volumetrijskog prikaza. U najjednostavnijem slučaju, adresabilna zapremina prostora se stvara iz aktivnih elemenata koji su transparentni u stanju isključenja, ali su neprozirni ili svetli u stanju uključivanja . Kada se aktiviraju elementi (koji se zovu voxels ), oni pokazuju čvrsti obrazac unutar prostora na ekranu.

Nekoliko volumetrijskih 3D prikaza statičkog volumena koristi lasersko osvetljenje kako bi podstaklo vidljivo zračenje u čvrstom, tečnom ili gasnom stanju. Na primjer, neki istraživači su se oslanjali na dvostepeni upconverzija unutar materijala koji je dopušten retkim zemljama kada se osvjetljava presjecanjem infracrvenih laserskih zraka odgovarajućih frekvencija. [2] [3]

Nedavni napredak se fokusirao na nematerijalnu (slobodno prostranu) implementaciju kategorije statičkog volumena, što bi eventualno omogućilo direktnu interakciju sa ekranom. Na primer, ekran za maglu koji koristi više projektora može prikazati 3D sliku u količini prostora, što dovodi do volumetrijskog prikaza statičkog volumena. [5] [5]

Tehnika prezentovana 2006. godine odsviraju medijum prikaza, koristeći fokusirani pulsni infracrveni laser (oko 100 impulsa u sekundi, od kojih svaki traje nanosekund ) za stvaranje kuglica plamenskih plamena u fokalnoj tački u normalnom vazduhu. Focalnu tačku usmjeravaju dva pokretna retrovizora i klizna sočiva , što omogućava crtanje oblika u vazduhu. Svaki impuls stvara pop-zvuk, pa uređaj puca dok se pokreće. Trenutno može da generiše tačke bilo gde u kubnom metru. Smatra se da uređaj može biti uvećan do bilo koje veličine, što omogućava 3D slike da se generišu na nebu. [6] [7]

Kasnije modifikacije kao što je upotreba neon / argon / xenon / helium gas miks slične plazma globusu i brzom sistemu recikliranja gasa koji koristi kapuljaču i vakuumske pumpe mogla bi omogućiti ovoj tehnologiji da postigne dvije boje (R / W) i eventualno RGB Promjenom širine impulsa i intenziteta svakog impulsa radi podešavanja emisionih spektara tela svjetiljke plazme.

Interfejs humano-računar [ uredi ]

Jedinstvena svojstva volumetrijskih displeja, koja mogu uključivati: pregledovanje od 360 stepeni, saglasnost o konvergencijama i smjernicama za smještaj i njihovu inherentnu "trodimenzionalnost", omogućavaju nove tehnike korisničkog interfejsa . Nedavni rad istražuje brzinu i tačnost prednosti volumetrijskih displeja, [8] nove grafičke korisničke interfejse, [9] i medicinske aplikacije poboljšane volumetrijskim prikazima. [11] [11]

Takođe, postoje softverske platforme koje isporučuju izvorni i nasleđeni 2D i 3D sadržaj na volumetrijske prikaze. [12]

Umjetnička upotreba [ uredi ]

Hologlyphics: Umjetnička upotreba Volumetric Displays, uključujući volumetričke filmove i muziku

Od 1994. godine istražen je artefakt Hologlyphics, koji kombinuje elemente holografije , muzike , video sinteze , vizionarski film, skulpturu i improvizaciju . Pokazalo se da volumetrijski filmovi žive publiku na filmskim festivalima, umetničkim galerijama i muzičkim događajima. Višestruki volumetrički displeji i nizovi sa više zvučnika okružuju publiku. Filmovi su prikazani zajedno sa muzikom, ili žive ili snimaju sa volumetrijskim animacijama.

Prvobitna namera je bila da kombinuju holografiju muzikom, i na kraju volumetrijski prikazi su se smjestili kao umjetnički medij. Mnogi tradicionalni filmski i video specijalni efekti su prilagođeni hologlifskim filmovima, plus razvijeni su još mnogi specijalni efekti jedinstveni za volumetrijske prikaze. Ovo uključuje efekte volumetrijskog brisanja, rasterski savijanja, morfing, efekti kaleidoskopa i zrcaljenja, eksperimentalne rotacije, efekti prostornog upadanja i sekvenciranje slika.

Hologlifski filmovi se takođe mogu izvoditi u realnom vremenu, kao video sintetizator , kontroliran od muzičkih tastera, senzora pokreta, kontrolnih panela i akustičnih instrumenata. Sistem generisanja slike je uglavnom digitalan, ali neki od originalnih generatora slike i procesora su bili analogni i ostaju u upotrebi.

Nedostaci [ uredi ]

Poznate volumetričke tehnologije prikaza takođe imaju nekoliko nedostataka koji se izlažu u zavisnosti od kompromisa koje je odabrao sistemski dizajner.

Često se tvrdi da su volumetrijski prikazi nesposobni za rekonstrukciju scena sa efektima zavisnim od položaja, kao što su okluzija i prozirnost. Ovo je pogrešno shvatanje; Ekran čiji voxels imaju neizotropne profile zračenja stvarno mogu prikazati efekte zavisne od položaja. Do sada, volumetrijski prikazi sposobni za okluziju zahtevaju dva uslova: (1) slike se prikazuju i projektuju kao niz "pogleda", a ne "rezanja", i (2) vremenski promenljiva površina slike nije uniformna Difuzor. Na primjer, istraživači su demonstrirali volumetrijske prikaze centrifugalnih sita sa reflektivnim i / ili vertikalno difuznim ekranima čije slike pokazuju okluziju i prozirnost. Jedan sistem [13] [14] je stvorio HPO 3D slike sa 360 stepeni vidnog polja pomoću nagnute projekcije na vertikalni difuzor; Drugi [15] projektuje 24 pogleda na rotirajuću površinu sa kontrolisanom difuzijom; A drugi [16] pruža slike sa 12 prikaza koristeći vertikalno orijentisani raster.

Do sada je mogućnost rekonstrukcije scena sa okluzijom i drugim efektima koji zavise od položaja na račun vertikalne paralakse, jer se 3D scena pojavljuje iskrivljeno ako se gleda sa lokacija koje nisu za koje je snimljena scena.

Jedno drugo razmatranje je veoma velika količina propusnog opsega potrebnog za fokusiranje slika na volumetrijski prikaz. Na primjer, standardni 24 bita po pikselu , rezolucija 1024 × 768, flat / 2D ekran zahtijeva oko 135 MB / s da se šalju na hardver prikaza kako bi održali 60 sličica u sekundi, dok je 24 bita po vokselu , 1024 × 768 × 1024 (1024 "slojeva piksela u Z osi) volumetrijski displej bi trebao poslati oko tri reda magnitude više (135 GB / s ) na hardver displeja da održi 60 volumena u sekundi. Kao i kod običnog 2D video zapisa, moguće je smanjiti propusni opseg potreban jednostavnim slanjem manje zapremina u sekundi i omogućavanjem da se okviri ponavljaju u okvirima ekrana, ili slanjem dovoljno podataka da bi se uticalo na one oblasti na ekranu koji treba ažurirati, kao Je slučaj u modernim video formatima sa kompresijom gubitaka kao što je MPEG . Pored toga, 3D volumetrijski displej bi zahtijevao dva do tri reda magnitude više CPU i / ili GPU snage izvan onog što je potrebno za 2D slikovne snimke ekvivalentnog kvaliteta, zbog barem delimično do same količine podataka koji se moraju kreirati i poslati na Hardver prikaza. Međutim, ako je vidljiva samo spoljašnja površina volumena, potreban broj voksela bi bio istog redosleda kao i broj piksela na konvencionalnom displeju. To bi bilo slučaj samo ako vokseli nemaju vrednosti "alfa" ili transparentnosti.

Tržište [ uredi ]

Trenutno postoji nekoliko kompanija koje su uključene u razvoj 3D volumetričkih tehnologija prikaza. Sledeće kompanije poseduju volumetričnu tehnologiju prikaza koja je javno izložena i dostupna je za prodaju:

Ovo je lista koja uključuje sve kompanije koje su eksperimentisale sa nekom vrstom volumetrijske tehnologije prikaza: