Назад в раздел
Виртуальная реальность на... столе
div.main {margin-left: 20pt; margin-right: 20pt}
Виртуальная реальность на...
столе
Тимур Ягофаров
Ошибаются те, кто наивно считает,
что трехмерное моделирование на компьютере
позволяет решить все проблемы, которые возникают
у конструкторов и других специалистов,
работающих со сложными объемными объектами. Мало
смоделировать, нужно еще и увидеть...
Все мы привыкли работать за мониторами и
смотреть телевизоры, превращающие окружающую нас
трехмерную реальность в двумерную картинку.
Поэтому когда читаешь отчеты, посвященные новым
средствам визуализации, отображающим объекты в
их естественном виде, закрадывается мысль: "А
нужно ли все это?". Однако исследования в этой
передовой области идут давно, причем получены
очень неплохие результаты, которые уже радуют и
медиков, работающих с томограммами, и
биохимиков, моделирующих новые вещества, и
конструкторов, создающих сложные
проекты.
Познакомившись со статьей Сергея
Митилино о технологиях, лежащих в основе
3D-мониторов, вы узнаете, на чем базируются
такие системы. А данный материал посвящен ответу
на вопрос, каковы реальные достижения в этой
области и можно ли уже сегодня поместить на
своем столе "кусочек" виртуальной
реальности.
Этот небольшой обзор мы начнем с так
называемых объемных (volumetric) дисплеев,
позволяющих наблюдать проецируемые на них
объекты со всех сторон. Одной из самых первых
разработок этого типа был FELIX 3D-Display. Его
первый вариант создан в 1982 г. командой
студентов и преподавателей Высшей школы из г.
Стад на севере Германии, которые впоследствии
организовали компанию FELIX. В их трехмерном
дисплее в качестве экрана используется
вращающаяся полупрозрачная спираль. На нее с
помощью лазеров различного цвета проецируется
изображение. Скорость отображения в этом дисплее
такова, что позволяет рисовать до 10 тыс.
вокселов с частотой обновления картинки 20 Hz. C
подробностями данного проекта можно
познакомиться по адресу www.vdivde-it.de/felix.
Аналогичный трехмерный монитор такого же
типа выпускает компания Actuality
Systems. Он представляет собой стеклянный
шар диаметром 10 дюймов, внутри которого со
скоростью 730 об/мин вращается плоский экран. На
него и проецируется изображение. Разрешающая
способность системы в горизонтальной плоскости
составляет 768 x 768, а по вертикали она в
состоянии отобразить 198 слоев. В результате
число вокселов превышает 100 млн. при частоте
обновления 24 Hz. Для формирования картинки в
этом дисплее используется цифровой сигнальный
процессор Texas Instruments производительностью
1600 MIPS. Объем встроенного буфера,
предназначенного для хранения двух кадров, равен
6 Gb (1 Gb x 3 бита цвета x 2 кадра). При
максимальном разрешении изображение рисуется в 8
цветах. Этот показатель увеличивается до
нескольких сот для менее подробных картинок. В
качестве внешнего в устройстве используется
интерфейс SCSI.
Безусловно, заманчиво
наблюдать какой-то объект со всех сторон, однако
для корректного отображения сцены подобными
системами необходимо создать ее полноценную
трехмерную модель. А это значит, что до тех
времен, когда такие дисплеи смогут отобразить со
всей жизненной правдоподобностью динамичную
картинку, еще очень далеко.
Следует
отметить, что оба описанных выше монитора пока
еще существуют в виде прототипов, и компании
обещают выпуск их коммерческих версий только
через несколько лет.
Иная ситуация с
дисплеями, создающими эффект трехмерности у
пользователя только при наблюдении из
определенной зоны. Эти продукты, хотя и по
достаточно высокой цене, но уже можно
приобрести.
Все они, в основном, относятся к
линзово-растровым (lenticular). Среди таких
моделей можно, в частности, назвать ELSA ECOMO
4D и Dresden 3D Display (D4D) от компании
Dresden 3D, очень похожие друг на друга как
внешне, так и по характеристикам. Технология
формирования визуальной объемности в них
основана на выводе на ЖК-панель отдельных
изображений для левого и правого глаза, на
которые они проецируются с помощью специальных
призм, размещенных перед экраном. Преимуществом
данных мониторов является использование системы
точной настройки параметров устройства,
позволяющей учесть положение головы наблюдателя.
Для слежения за точными координатами глаз
наблюдателя применяются две телекамеры,
расположенные над экраном. Такая система в
состоянии внести поправку в ориентацию призм,
если пользователь находится на расстоянии около
65 см от экрана. Небольшие его перемещения в
пределах угла 50° постоянно отслеживаются
камерами с периодичностью 25 раз в секунду, а
вычисленные в результате точные координаты
учитываются при позиционировании
призм.
Оба этих монитора с 18-дюймовой
ЖК-панелью поддерживают максимальное разрешение
1280 x 1024. Интересно, что в комплект поставки
модели ELSA ECOMO 4D стандартно входит и
видеокарта ELSA Synergy II DFP, тогда как
компания Dresden 3D комплектует D4D
видеоадаптером серии FireGL 3 по желанию
заказчика. Ориентировочная цена ELSA ECOMO 4D
составляет 25,5 тыс. евро.
Dimension
Technologies -- это еще один довольно известный
производитель автостереоскопических мониторов.
Его устройства базируются на технологии дисплеев
с параллаксным освещением, и в них не
применяется система слежения за глазами
пользователя. Однако это не значит, что эффект
объемности можно наблюдать из произвольной
точки. Для того чтобы пользователь убедился, что
он занял верную позицию, рядом с экраном
располагается индикатор, свет которого должен
быть виден из зоны "уверенного приема"
трехмерности.
По внешнему виду эти
дисплеи ничем не отличаются от обычных
ЖК-мониторов. Компания выпускает модели с
диагоналями экранов двух типоразмеров: 15 и 18
дюймов. Если сравнивать с описанными выше, цена
этих устройств приятно удивляет: младшая модель
стоит $1699, а старшая -- $6999.
Особенностью 3D-дисплеев с
параллаксным освещением является то, что при
формировании объемного изображения уменьшается в
два раза разрешающая способность используемой
ЖК-матрицы. В результате 15-дюймовая модель с
ЖК-панелью 1024 x 768 воспроизводит стереопары
размером не более чем 512 x 768.
Нужно
заметить, что Dimension Technologies не одинока.
Появляются новые продукты и от других
производителей, что свидетельствует об интересе,
проявляемом к ним на рынке. Вот и компания
StereoGraphics анонсировала вполне конкурентную
модель 3D-дисплея SynthaGram, цена которого в
комплекте с видеокарточкой на базе ATI Radeon VE
32 MB равна $6000. При этом разрешение
18-дюймовой ЖК-панели составляет 1280 x
1024.
За рамками этого материала остались
решения крупного формата. Такие, как, например,
предлагает компания 4D-Vision, выпускающая не
только 15-дюймовые 3D-дисплеи на базе
ЖК-мониторов, но и 50-дюймовые плазменные
панели, предназначенные для просмотра в широком
диапазоне углов большим количеством
наблюдателей.
Таким образом, можно
сказать, что эпоха трехмерных дисплеев уже
наступила. Пусть подобные устройства пока еще
очень дороги и несовершенны -- похоже, это
судьба всех новинок, знаменующих собой очередной
технологический прорыв. Но уже произошло
главное: появились готовые коммерческие
продукты. И если они будут в полной мере
отвечать потребностям рынка, то это направление
средств визуализации получит свое развитие. И не
исключено, что вскоре и на наших столах появится
та самая виртуальная реальность, о которой уже
давно говорят фантасты.
|
|
 |
|
