info@panadisplay.com
Volumetrijski prikaz čini vizualni prikaz objekta u tri fizičke dimenzije

Volumetrijski prikaz čini vizualni prikaz objekta u tri fizičke dimenzije

Apr 22, 2017

Volumetrijski prikaz

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije

Volumetrijski uređaj za prikaz je grafički uređaj za prikaz koji predstavlja vizualni prikaz objekta u tri fizičke dimenzije , za razliku od planarne slike tradicionalnih zaslona koje simuliraju dubinu kroz niz različitih vizualnih efekata. Jedna od definicija koju nude pioniri na tom polju je da volumetrijski zasloni stvaraju 3D slike pomoću emisije, raspršivanja ili prosljeđivanja osvjetljenja iz dobro definiranih područja u (x, y, z) prostoru. Iako ne postoji konsenzus među istraživačima na terenu, može biti razumno priznati holografske i visoko multiview zaslone volumetrijskoj obitelji prikaza ako rade razumni posao projektiranja trodimenzionalnog polja svjetlosti unutar volumena.

Većina, ako ne i svi, volumetrijski 3D prikazi su ili autostereoskopski ili automultiscopic ; To jest stvaraju 3D slike vidljive bezumnom oku. Imajte na umu da neki tehničari zaslona rezerviraju pojam "autostereoskopski" za prostorno multipleksirane paralakse zaslone s ravnim panelima, kao što su zasloni na leće . Međutim, gotovo svi 3D zasloni, osim onih koji zahtijevaju odjeću za glavu, npr. Stereo zaštitne naočale i stereo glavne zaslone, su autostereoskopski. Stoga, vrlo široka skupina arhitekture zaslona ispravno se smatra autostereoskopskim.

Volumetrijski 3D zasloni općenito uključuju samo jednu obitelj 3D zaslona. Ostale vrste 3D prikaza su: stereogrami / stereoskopi, sekvencijalni zasloni, elektro-holografski prikazi, paralaksi "dvostruki" prikazi i paralaktički panoramogrami (koji su tipično prostorno multipleksirani sustavi kao što su zasloni na leće i paralaksije), re Sustave za snimanje i drugima.

Premda je prvi postulirao 1912. godine, a glavni dio znanstvene fantastike , volumetrijski zasloni još uvijek su u razvoju i tek trebaju doseći opću populaciju. Različitim sustavima koji se predlažu i koriste u malim količinama - uglavnom u akademskoj zajednici i različitim istraživačkim laboratorijima - volumetrijski se prikazuju dostupni samo akademicima, korporacijama i vojsci.


Sadržaj

[ Sakrij ]


Vrste [ uredi ]

Mnogi su različiti pokušaji proizvodnje volumetrijskih uređaja za snimanje. [1] Nema službeno prihvaćene " taksonomije " raznolikosti volumetrijskih zaslona, što je komplicirano mnogim permutacijama njihovih svojstava. Na primjer, osvjetljenje unutar volumetrijskog prikaza može doći do oka izravno iz izvora ili preko srednje površine kao što je zrcalo ili staklo; Isto tako, ova površina, koja ne mora biti opipljiva, može se podvrgnuti gibanju kao što je oscilacija ili rotacija. Jedna kategorizacija je sljedeća:

Prikaz swept-volumena [ uredi ]

Volumetrijski 3D zasloni sa swept-surface (ili "swept-volume") oslanjaju se na ljudsku postojanost vizije kako bi spojili niz rezova 3D objekta u jednu 3D sliku. Izrađene su razne swept-volume prikazi.

LED-ovi brzo kreću stvaraju 360 stupnjeva u zraku u ovom prototipu Sveučilišta College Sedaya International

Na primjer, 3D scena računalno se razgrađuje u niz "kriški", koji mogu biti pravokutni, disk-oblikovani ili spiralni presjeci, nakon čega se projiciraju na ili s površine zaslona u pokretu. Slika na 2D površini (stvorena izbočenjem na površinu, LED-ima ugrađenim u površinu ili drugim tehnikama) mijenja se kada se površina pomiče ili rotira. Zbog upornosti vida ljudski opažaju kontinuirani volumen svjetlosti. Površina zaslona može biti reflektirajuća, transmisivna ili kombinacija oboje.

Druga vrsta 3D prikaza koja je članica kandidata klase swept-volumena 3D prikaza je varifocal arhitektura zrcala. Jedna od prvih upućivanja na ovu vrstu sustava je od 1966. godine, u kojoj vibrirajuća zrcalna bubanjska glava odražava niz uzoraka od visokog 2D izvora slike, kao što je vektor, do odgovarajućeg skupa dubinskih površina.

Statički volumen [ uredi ]

Volumetrijski 3D prikazi takozvanih "statičkih volumena" stvaraju slike bez makroskopskih pokretnih dijelova u volumenu slike. Nije jasno je li ostatak sustava mora ostati nepomičan za članstvo u ovoj klasi za prikaz kako bi bio održiv.

Ovo je vjerojatno većina "izravnih" oblika volumetrijskog prikaza. U najjednostavnijem slučaju, aktivni elementi koji su transparentni u isključenom stanju, kreiraju se adresirani volumen prostora, ali su neprozirni ili svijetli u uključenom stanju. Kada se aktiviraju elementi (zvane vokseli ), oni pokazuju kruti uzorak unutar prostora zaslona.

Nekoliko statički volumenskih 3D zaslona koristi lasersko svjetlo za poticanje vidljivog zračenja u čvrstu, tekućinu ili plin. Na primjer, neki se istraživači oslanjaju na dvostupanjsku pretvorbu unutar rijetkog zemljinog dopiranog materijala kada su osvijetljeni intersekcijskim infracrvenim laserskim zračnicama odgovarajućih frekvencija. [2] [3]

Nedavni napori usmjereni su na neobjektivne (slobodno-prostorno) implementacije kategorije statičkog volumena, što bi na kraju moglo omogućiti izravnu interakciju s prikazom. Na primjer, zaslon za maglu koji koristi više projektora može prikazati 3D sliku u volumenu prostora, što rezultira volumetrijskim zaslonom statičkog volumena. [4] [5]

Tehnologija predstavljena 2006. godine, zajedno s medijem za prikaz, otpušta uz pomoć fokusiranog pulziranog infracrvenog lasera (oko 100 impulsa u sekundi, od kojih svaka traje nanosekundu ) kako bi stvorio kuglice sjajne plazme u žarišnoj točki u normalnom zraku. Žarišna točka usmjerena je s dva pokretna ogledala i kliznom lećom , čime je moguće crtati oblike u zraku. Svaki puls stvara zvučni zvuk, tako da uređaj pukne dok se pokreće. Trenutno može stvoriti točkice bilo gdje unutar kubičnog metra. Smatra se da bi uređaj mogao biti podešen na bilo koju veličinu, što omogućava stvaranje 3D slika na nebu. [6] [7]

Kasnije modifikacije kao što je upotreba neonskog / argonskog / ksenonskog / helijskog plinskog mješavina slično planinskom globusu i brzom sustavu recikliranja plina pomoću napa i vakuum pumpi mogu dopustiti ovoj tehnologiji postizanje dvije boje (R / W) i moguće RGB Promjenom širine pulsa i intenziteta svakog impulsa za ugađanje emisijskih spektara svjetlosnog plazma tijela.

Sučelja čovjeka i računala [ uredi ]

Jedinstvena svojstva volumetrijskih zaslona, koja mogu uključivati: pregled od 360 stupnjeva, sporazum konvergiranja i smještajne znakove te njihova inherentna "trodimenzionalnost", omogućuju nove tehnike korisničkog sučelja . Nedavni radovi istražuju brzinu i točnost prednosti volumetrijskih zaslona, [8] nova grafička korisnička sučelja, [9] i medicinske aplikacije poboljšane volumetrijskim prikazima. [10] [11]

Također postoje i softverske platforme koje daju izvorni i naslijeđeni 2D i 3D sadržaj volumetrijskim prikazima. [12]

Umjetnička uporaba [ uredi ]

Hologlyphics: Umjetnička uporaba volumetrijskih zaslona, uključujući volumetrijske filmove i glazbu

Umjetnost zvan Hologlyphics istražena je od 1994. godine, kombinirajući elemente holografije , glazbe , video sinteze , vizionarskog filma, skulpture i improvizacije . Volumetrijski filmovi pokazali su da žive publiku na filmskim festivalima, umjetničkim galerijama i glazbenim događanjima. Višestruki volumetrijski zasloni i zvučnički sustavi okružuju publiku. Filmovi se prikazuju zajedno s glazbom, bilo uživo ili snimljenih volumetrijskim animacijama.

Izvorna namjera bila je kombinirati holografiju s glazbom, a konačno se volumetrijski zasloni naseljavaju kao umjetnički medij. Mnogi tradicionalni filmski i video specijalni efekti prilagođeni su hologlikim filmovima, kao i mnogo više specijalnih efekata jedinstvenih za volumetrijske zaslone. To uključuje volumetrijske efekte brisanja, rasterno savijanje, morfiranje, kaleidoskop i efekte zrcaljenja, eksperimentalne rotacije, efekte prostornog savijanja i sekvencioniranje slike.

Hologlikski filmovi se također mogu izvoditi u stvarnom vremenu, poput video sintetizatora , pod kontrolom glazbenih tipkovnica, senzora pokreta, upravljačkih ploča i akustičnih instrumenata. Sustav generiranja slike uglavnom je digitalan, ali neki od izvornih generatora slike i procesora bili su analogni i ostaju u upotrebi.

Nedostaci [ uredi ]

Poznate tehnologije volumetrijskog prikaza također imaju nekoliko nedostataka koji se izlažu ovisno o kompromisima koje odabere dizajner sustava.

Često se tvrdi da su volumetrijski zasloni nesposobni rekonstruirati scene s efektima koji ovise o položaju gledatelja, kao što su okluzija i neprozirnost. Ovo je zabluda; Zaslon čiji vokseli imaju ne-izotropne profile zračenja doista su u stanju prikazati efekte koji ovise o položaju. Do sadašnji volumetrijski zasloni sposobni za okluziju zahtijevaju dva uvjeta: (1) slike se prikazuju i projiciraju kao niz "pogleda", umjesto "rezova", i (2) vremenska varijabilna površina slike nije ujednačena difuzor. Na primjer, istraživači su pokazali volumetrijske zaslone na prednjoj strani s reflektirajućim i / ili vertikalnim difuznim ekranima čije slike pokazuju okluziju i neprozirnost. Jedan sustav [13] [14] stvorio je 3D slike HPO-a s vidljivim područjem od 360 stupnjeva krojenom projekcijom na vertikalni difuzor; Drugi [15] projektira 24 pogleda na rotirajuću kontroliranu difuzijsku površinu; I drugi [16] omogućuje slike sa 12 slika pomoću vertikalno orijentiranog ventila.

Do sada je sposobnost rekonstrukcije prizora s okluzijom i ostalih efekata ovisnih o položaju na račun okomitog paralakse, jer se 3D scena pojavljuje iskrivljena ako se gleda s mjesta koja nisu ona za koju je scena generirana.

Jedna druga razmatranja je vrlo velika količina širine pojasa koja je potrebna za hranjenje slika na volumetrijski zaslon. Na primjer, standardni 24 bita po pikselu , razlučivost od 1024 x 768, stan / 2D zaslon zahtijeva oko 135 MB / s za prikaz hardvera za održavanje 60 sličica u sekundi, dok je 24 bita po vokselu , 1024 × 768 × Volumetrijski zaslon 1024 (1024 "slojeva piksela" u Z-osi) trebao bi poslati oko tri reda veličine više (135 GB / s ) hardveru za prikaz kako bi podržao 60 svezaka u sekundi. Kao i kod redovitog 2D videa, može se smanjiti širina pojasa koja je potrebna jednostavnim slanje manje volumena u sekundi i ostavljanje hardvera za prikazivanje ponavljanja okvira u međuvremenu ili slanje dovoljno podataka da bi se uticalo na one dijelove zaslona koje treba ažurirati, kao Je slučaj u suvremenim formatima kompresije gubitaka poput MPEG . Nadalje, 3D volumetrijski zaslon bi zahtijevao dva do tri reda veličine više CPU i / ili GPU snage nego što je potrebno za 2D slike ekvivalentne kvalitete, barem djelomično zbog obične količine podataka koji se moraju stvoriti i slati na Prikaz hardvera. Međutim, ako je vidljiva samo vanjska površina volumena, potreban broj potrebnih glasova bio bi isti red kao i broj piksela na konvencionalnom zaslonu. To bi bio slučaj samo ako vokseli nemaju "alfa" ili vrijednost transparentnosti.

Tržnica [ uredi ]

Trenutačno postoji pregršt tvrtki uključenih u razvoj 3D tehnologija mjerenja volumena. Sljedeće tvrtke imaju volumetrijsku tehnologiju prikaza koja je javno izložena i dostupna je za prodaju:

Ovo je popis koji uključuje sve tvrtke koje su eksperimentirale s nekim oblikom volumetrijske tehnologije zaslona: