МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Кафедра інформаційних
систем та мереж
Семінарське заняття
з дисципліни: «Методи та засоби мультимедійних інформаційних систем»
на тему:
«Стереоскопічні та мультиоглядові 3D монітори»
ЗМІСТ:
ВСТУП. . . . . . . . . . . 3
Стереоскопічні 3D дисплеї. 4
Мультиоглядові (MULTIVIEW) 3D дисплеї. . . . 9
ВИСНОВКИ.. . . . . . . . . . 14
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. . . . . . . 15
ВСТУП
3D дисплеї можна розділити на такі основні чотири групи, по можливості відображення 3D інформації:
Стереоскопічні. Відтворюють два ракурси об'ємної сцени, один з яких призначений для лівого, а інший - для правого ока.
Мультиоглядові. Відтворюють кілька послідовних ракурсів об'ємної сцени, будь-які два з яких складають стереопару.
Голографічні. Відтворюють безперервне світлове поле, відповідне світловому полю реальної 3D сцени.
Волюметричні. Відтворюють зображення у вигляді набору точок (вокселів) або векторів, фізично розміщених в обмеженому робочому просторі дисплея (обсязі відтворення).
Яким чином людина сприймає світ об’ємно? Вся справа в тому, що об'ємний образ світу віртуальний, він обчислюється мозком за допомогою алгоритмів, що враховують безліч чинників, серед яких – відмінність між зображеннями, які сприймалися лівим і правим оком, таке явище називається паралакс, яке є важливим. Паралакс (від грец. «Зміна, чергування») – зміна положення об'єкта в залежності від точки спостереження.
Відповідно, 3D дисплей повинен формувати зображення з урахуванням різних факторів і їх взаємозв'язків. Виходячи з цього, можна проаналізувати перераховані вище типи 3D дисплеїв і виділити їх переваги і недоліки.
Стереоскопічні 3D дисплеї
Відразу відзначимо, що на сьогоднішній день до цього типу належать практично всі пристрої, які випускаються серійно, якими б епітетами на кшталт "реальне 3D", "Супероб'ємна", "приголомшливо реалістичний", "голографічний", тощо, їх не прикрашали їхні рекламні буклети та прес-релізи.
Принцип роботи стереоскопічних дисплеїв – це поділ обсягу відтворення зображення на дві частини умовною вертикальною площиною, перпендикулярної площині екрану і проходить через його центр (рис.1.).
/
Рис. 1. Принцип роботи стереоскопічних дисплеїв.
Зліва від площини спостерігається зображення для лівого ока, праворуч – для правого. Очевидно, що для спостереження стереозображення людина повинна розташовувати голову так, щоб кожне око знаходився в "своєму " просторі, а це дещо втомлює. Такий дискомфорт можна легко усунути доповнюючи дисплей відповідною автоматикою, яка повертає розділову площину слідом за рухом голови користувача (tracking). Технічно для виробництва стереоскопічних 3D дисплеїв найкраще підходять LCD або плазмові панелі, оскільки пікселі в них жорстко прив'язані до місця, на відміну від CRT моніторів, де зображення може злегка зрушуватися і змінювати свій масштаб. Паралакс-бар'єр, найпростіший спосіб поділу стерео ракурсів, який можна здійснити навіть у "домашніх" умовах, якщо у вас є LCD монітор. Потрібно надрукувати на прозорій плівці малюнок, що складається з вертикальних чорних смужок з кроком в два пікселя вашого монітора, такої ширини, щоб між ними залишилися вузькі прозорі смужки. Якщо накласти отриманий растр на екран, з певної позиції будуть видні лише парні пікселі, а з іншого – тільки непарні (рис. 2.).
/
Рис. 2. Щілинний растр для стереозображення.
Зверніть увагу на зазор між растром і панеллю, що забезпечує необхідний кут огляду. Залишилось вивести на екран спеціально підготовлене зображення, в якому чергуються пікселі лівого (L) і правого (R) ракурсів.
Недоліком щілинного растра є істотне зниження яскравості монітора, оскільки частина світлової енергії поглинається чорними смужками. Розвитком щілинних растрів є лінзові растри (рис. 3).
/
Рис. 3. Лінзовий растр для стереозображення.
Істотним недоліком методу паралакс-бар'єру, незалежно від його технічної реалізації, є те, що він формує не одну умовну площину, а декілька (рис. 4).
...
