Устройства формирования объемных изображений

Устройства формирования объемных изображений

Проектор – оптико-механический прибор для проецирования на экран увеличенных изображений различных объектов.

Принцип действия проекционных аппаратов заключается в проецировании с помощью оптической системы на экран изображения объекта, нанесенного на тонкой полупрозрачной пленке, при освещении его мощной проекционной лампой. В результате изображение может быть показано большой аудитории.

Первый проектор изобрел немецкий физик и математик Афанасий Кирхер в 1640 г., назвав свой аппарат «волшебный фонарь». При выборе проектора следует обращать внимание на его разрешение, яркость- мощность светового потока.

Яркость — проектора обозначается в ANSI люменах. Большую роль при создании яркой картинки играет лампа, установленная в проекторе. Чаще всего в проекторах устанавливается одна лампа, однако проекторы с большим числом ламп позволяют значительно увеличить световой поток.

Классификация проекторов по весу и габаритам.

a) карманные-миниатюрные устройства весом, напоминающие смартфон.

— малая яркость, работают недолго;

+ автономный, работают от встроенной батарейки.

b) ультрапортативные -небольшие размеры, с толстую книгу, и вес до 3 кг.

-не могут долго работать без перерыва;

+легкие, компактные, используются для выездных презентаций.

c) портативные-вес от 3 до 7 кг.

+имеют высокую яркость, можно использовать при дневном освещении, переносить;

d) стационарные-самые крупные, яркие проекторы, используемые в общественных местах.

+хорошее качество изображения, широкоформатные;

-дорогостоящие, нельзя переносить.

Технология формирования изображения.

На сегодняшний день используются две технологии:

LCD проекторы- проекторы на основе ЖК-матрицы. Основным элементом данных видеопроекторов является одна или три ЖК-матрицы основных цветов, которые работают на просвет, как пленка в киноаппарате. Матрицы просвечиваются мощным световым потоком, лампы при прохождении через них отдельные пиксели закрываются или открываются, в результате формируется изображение на экран.

В компьютерных проекторах в качестве источника проецируемого изображения используется специальный электронно-управляемый модулятор, на который подается сигнал от видеоадаптера PC. Такой модулятор выполняет функцию диапозитивной пленки или слайда в обычном проекторе и используется в качестве управляемого светофильтра, модулирующего световой поток от проекционной лампы.

Мультимедийные проекторы на базе ЭЛТ(CRT) выпускаются в течение уже нескольких десятилетий. Но, несмотря на появление более современных технологий, по качеству воспроизведения изображения (разрешение, четкость, точность, цветопередача), уровню акустического шума (менее 20 дБ) и длительности непрерывной работы (10000 часов и более), они до сих пор не имеют себе равных. Ни одна другая технология пока не обеспечивает столь же глубокий уровень черного и столь же широкий динамический диапазон яркости изображения, благодаря которым CRT-проекторы позволяют различать детали даже при демонстрации затемненных сцен. Физические характеристики флюоресцирующего покрытия экрана трубки исключают потерю информации при воспроизведении видеосигналов разных стандартов(NTSC, PAL, HDTV, SVGA и др.), а сходство технологии производства, используемых в проекторах трубок с телевизионными, обеспечивает точность передачи цветов без применения алгоритмов гамма-коррекции. Обладая несомненными достоинствами, особенно при демонстрации видео,CRT-проекторы имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих сферу их применения. При значительных габаритах и массе в несколько десятков кг., они проигрывают современным портативным мультимедиа-проекторам в яркости. При характерном для них световом потоке в пределах от 100 до 300.

ANSI-им просмотр программ возможен лишь в отсутствие внешнего освещения. Для достижения наилучшего качества изображения при инсталляции.

CRT-проектору нужно выполнить множество тонких настроек, что требует привлечения квалифицированного персонала. Между тем, после перемещения аппарата на новое место, замены вышедшего из строя компонента или естественного ухода параметров, с течением времени все процедуры необходимо повторять заново. Таким образом, к достаточно высокой цене самого устройства могут добавиться значительные эксплуатационные расходы.

Виртуальная реальность. 3D-технологии.

В основу 3D-технологий положена идея создания двух изображений для каждого глаза пользователей. Создать 3D-технологии достаточно просто, можно объединить две камеры в одном устройстве, а затем уже свести воедино полученную с них информацию. Гораздо сложнее показать 3D, т.е. показать каждому глазу свою картинку. Первые шаги в области 3D-технологии основаны на разделение картинки для каждого глаза по цвету, такое изображение называется анаглиорным, для просмотра нужны красно-синие очки. Для одного глаза красный фильтр, для другого синий. При этом подходе страдает цветопередача и качество изображений. Идея формировать разные картинки для каждого глаза путем построчного вывода их на экран гораздо более современное. Она сейчас используется в кинотеатрах,3D-телевизорах, а также мониторах. Для просмотра 3D можно обойтись и без очков, в таком случае экран должен подготовить две разные картинки для каждого глаза. Поверх экрана располагается так называемая параллаксный барьер. Слой из тонких и точных щелей, отвечающих за то, какую картинку видит тот или иной глаз. Естественно определенная часть экрана при этом скрыта от каждого из глаз (за этим самым барьером), но наш мозг при обработке такого разорванного изображения формирует цельную картинку. К недостаткам этой технологии следует отнести то, что при малейшем сдвиги от оптимальной точки просмотра глаза, уже не будет восприниматься изображение как объемное. Недостатки: довольно сильно затемняют изображение; при просмотре болят глаза; для просмотра нужен 3D специальный экран.

Шлемы виртуальной реальности считаются наиболее точными устройствами 3D изображениями. Важнейшей особенностью является наличие систем виртуальной ориентации, которая отслеживает движение головы и в соответствии с ним, корректирует изображение на экране. В случае поворота головы в одну сторону, панорамное изображение прокручивается через ЖК матрицы в противоположном направлении. В результате у пользователя возникает иллюзия стабильности наблюдаемой картины и ощущение реальности изображения. Помимо этого, шлем оборудован высококачественной стереофонической аудиосистемой.

Между 3D-очками и шлемами есть принципиальные различия:

1.3D-очки изображения не создают, хотя также содержат ЖК-линзы, которые используются в качестве электронно-управляемого фильтра.

2. 3D-очки лишены системы виртуальной ориентации.

3. Подключение 3D-очков к ПК производится с помощью дополнительного устройства-контроллера.

Устройства формирования объемных (трехмерных) изображений появились в качестве весьма дорогостоящих и недостаточно совершенных элементов системы виртуальной реальности. Однако в настоящее время эти устройства интенсивно совершенствуются, постепенно превращаясь в непременный атрибут домашнего мультимедийного ПК, поскольку объемный характер изображения имеет важнейшее значение для создания у пользователя подсознательного ощущения реальности наблюдаемой сцены.

· Шлемы

Шлемы виртуальной реальности (VR-шлемы), называемые также кибершлемами, являются в настоящее время наиболее совершенными устройствами формирования трехмерных изображений. Помимо наличия двух индивидуальных экранов для каждого глаза VR-шлемы, благодаря своей конструкции, обеспечивают отсечение поля периферийного зрения человека, что усиливает эффект проникновения в виртуальный компьютерный мир.

· 3D Очки

Между 3D-очками и шлемами виртуальной реальности есть принципиальные различия:

  • 3D-очки изображения не создают, хотя также содержат ЖК-линзы, поэтому качество формируемого изображения определяется монитором;
  • 3D-очки лишены системы виртуальной ориентации, поэтому изображение на экране монитора никак не корректируется в зависимости от положения головы наблюдателя. В связи с этим при использовании 3D-очков нет смысла перекрывать зону периферийного зрения, поэтому они выполняются в форме обычных очков.

D — очки. 3D – мониторы. 3D – проекторы.

Читайте также:  Как подключить проводную мышь к ноутбуку

3d очки — это термин, относящийся к очкам, с помощью которых, можно смотреть стереоскопические 3d фильмы. В этих фильмах изображения кажутся визуально объёмными и выходящими за пределы экрана благодаря тому, что 3d очки выполняют функцию передачи для каждого глаза человека специально сформированного отдельного изображения.

Логически подумайте 😉 т.к нет в инете об 3D-мониторов и проекторов >.

Видеоадаптеры тоже самое что и видеокарты)

Видеокарта — устройство, преобразующее графический образ, хранящийся, как содержимое памяти компьютера или самого адаптера, в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.

Режимы работы видеоадаптера (видеокарты):

Режим компьютерного видеоадаптера, в котором экран представлен в виде решётки знакомест

3D-акселераторы, видеоадаптеры, способные ускорять операции трехмерной графики.

Изображение, которое мы видим на экране монитора, представляет собой выводимое специальным цифроаналоговым преобразователем RAMDAC (Random Access Memory Digital to Analog Converter) и устройством развертки содержимое видеопамяти. Это содержимое может изменяться как центральным процессором, так и графическим процессором видеокарты — ускорителем двухмерной графики (2D-ускоритель, 2D-акселератор, Windows-акселератор или GDI-акселератор).

Современные 2D-ускорители имеют 64- или 128-разрядную шину данных, причем для эффективного использования возможностей этой шины на видеокарте должно быть установлено 2 или 4 Мбайт видеопамяти соответственно, иначе данные будут передаваться по вдвое более узкой шине с соответствующей потерей в быстродействии.

17. Синтез трехмерного изображения. 3D-конвейер. Устройство и характеристики видеоадаптера. Средства обработки видеосигнала.

Звуковая система ПК. Модуль записи и воспроизведения.

Звуковая система это тоже самое что и акустическая система.

Акустическая система — устройства для воспроизведения звука.

Акустическая система бывает широкополосной (один широкополосный излучатель, например, динамическая головка) и многополосной (две и более головок, каждая из которых создаёт звуковое давление в своей частотной полосе).

Акустическая система состоит из акустического оформления (например, «закрытый ящик» или «система с фазоинвертором» и др.) и вмонтированных в него излучающих головок (обычно динамических).

Модуль синтезатора. Модуль интерфейсов. Модуль микшера.

Акустическая система. Направления совершенствования звуковой системы.

Акустическая система — устройство для воспроизведения звука.

Клавиатура. Оптико-механические манипуляторы. Мышь. Трэкбол. Джойстик.

Клавиатура — комплект расположенных в определенном порядке рычагов-клавиш у какого-либо механизма для управления каким-либо устройством или для ввода информации. Как правило, кнопки нажимаются пальцами рук. Бывают, однако, и сенсорные.

Оптико-механические манипуляторы:

механический манипулятор, преобразующий механические движения в движение курсора на экране.

Трекбол — указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера.

Джойстик — устройство ввода информации, которое представляет собой качающуюся в двух плоскостях ручку.

Сканеры. Принцип действия и классификация сканеров. Фотодатчики, применяемые в сканерах. Типы сканеров. Цветные сканеры.

Сканер — устройство или программа, осуществляющие сканирование, т.е. исследование объекта, наблюдение за ним или считывание его параметров.

Принцип действия и классификация сканеров
Сканер как оптоэлектронный прибор включает следующие функциональные компоненты: датчик, содержащий источник света, оптическую систему, фотоприемник, механизм перемещения датчика (или оптической системы) относительно оригинала. Электронное устройство обеспечивает преобразование информации в цифровую форму.
В процессе сканирования оригинал освещается источником света. Светлые области оригинала отражают больше света, чем темные.

Отраженный (или преломленный) свет оптической системой направляется на фотоприемник, который преобразует интенсивность принимаемого света в соответствующее значение напряжения. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой для дальнейшей обработки с помощью ПК.
Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. В основе классификации могут быть следующие признаки:

• способ формирования изображения (линейный, матричный);
• конструкция кинематического механизма (ручной, настольный, комбинированный);
• тип вводимого изображения (черно-белый, полутоновый, цветной);
• степень прозрачности оригинала (отражающий, прозрачный);
• аппаратный интерфейс (специализированный, стандартный);
• программный интерфейс (специализированный, TWAIN-совместимый).

В современных сканерах применяют фотодатчики двух типов: фотоэлектронные умножители – ФЭУ (РМТ – Photomulti Plier Tube) или приборы с зарядовой связью – ПЗС (ССО – Charge-Coupled Device).

Фотоэлектронный умножитель изобретен советским инженером Л.А.Кубецким в 1930 г. ФЭУ, представляет собой электровакуумный прибор, внутри которого расположены электроды – катод, анод и диноды. Световой поток от обьекта сканирования вызывает эмиссию электронов из катода. В соответствии с законом фотоэффекта фототок эмиссии прямо пропорционален интенсивности падающего на него светового потока. Вылетающие из катода электроны под действием разности потенциалов между катодом и ближайшим к нему электродом – динодом притягиваются к последнему и выбивают с его поверхности вторичные электроны, число которых многократно превышает первичный электронный поток с катода.

Прибор с зарядовой связью (ПЗС) – это твердотельный электронный фотоприемник, состоящий из множества миниатюрных фоточувствительных элементов, которые формируют электрический заряд, пропорциональный интенсивности падающего на них света, и конструктивно выполняются в виде матриц или линеек.

Существует четыре вида сканеров: листопротяжный, ручной, планшетный и барабанный.

· Ручной сканер – для работы со сканером потребуется твёрдость руки и некоторый опыт. Применяя сканер, вам придется вручную перемещать его по картинке. Полоса изображения за один проход составляет 10 см, для появления всего изображения придется сделать два, три и более прохода. Сканер применяется для сканирования сброшюрованных в книгу иллюстраций и документов. Стоит такой сканер весьма дёшево.

· Листовой сканер – при помощи наводящих роликов лист бумаги с картинкой проходит через специальную щель, что часто становится причиной искривления изображения при вводе. После скачивания лист выкидывается из сканера.

· Барабанный сканер – перед оцифровкой изображение фиксируется на ленту вращающегося барабана. Оптическая система замечает мельчайшие тонкости цветовых переходов и детали цвета. Стоят такие сканеры весьма дорого, подходят для коллективного пользования.

· Планшетный сканер – наиболее распространённое устройство позволяющее сканировать страницы журналов, книг и бумаги, а также для быстрого ввода текстовых документов. Для сканирования следует открыть крышку сканера и положить на стеклянную пластину лист бумаги изображением вниз. Как только закроется крышка, сканирование состоится с помощью специального программного обеспечения через компьютер. Движущаяся лампа осветит лист с оригиналом и отражённый свет, пройдя через линзу, попадёт на чувствительный элемент выполненного на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС). Интенсивность синего, красного и зелёного компонентов отражённого изображением света измеряется на выходе чувствительного элемента, превращается в цифровую форму и отправляется в компьютер.
Так же планшетный сканер можно использовать с устройством для работы со слайдами – автоподатчик документов или слайдовую приставку.

23. Аппаратный и программный интерфейсы сканеров. Характеристики сканеров.

Универсальность использования сканера зависит не только от аппаратного интерфейса, но и от программного. Также программный интерфейс сильно влияет на работу сканера, гибкость, удобство обращения с ним, возможность использования того или иного преимущества конкретной модели сканера. Первые модели сканеров использовали свои уникальные программы, которые работали напрямую с адаптером сканера, это ставит серьезные трудности при работе со специальными программами (такими, как системы распознавания символов, программы векторизации для САПР, программы, используемые в настольных издательских системах и т.п.)

Читайте также:  Фары головного света на ниву

Интерфейс влияет на скорость процесса сканирования, будучи ответственным за быстроту обмена данными между компьютером и сканером.

Сейчас к LPT- и SCSI-сканерам прибавились модели, оснащенные перспективным и шустрым интерфейсом USB. К примеру, существуют три разновидности модели Astra 1220 (производства UMAX): Astra 1220P, подключаемая к порту принтера, Astra 1220U, использующая интерфейс USB, и Astra 1220S — SCSI-устройство.

Наиболее скоростной из них является модель с интерфейсом SCSI, с USB — помедленнее, а с LPT — самой "тихоходной". В то же время следует заметить, что в отдельных случаях скоростные показатели сканеров с тем или иным интерфейсом могут значительно отличаться от ожидаемых. Однако такие моменты лишь подтверждают правило, поэтому разница в цене, существующая между LPT-, USB- и SCSI-сканерами вполне оправдана (например: Astra 1220P — 153 y.e., Astra 1220U — 180 y.e., Astra 1220S — 240 y.e. — цены начала апреля).

Существует множество параметров сканера, непосредственно зависящих от его целевого назначения.

Разрешение

Разрешение характеризует величину самых мелких деталей изображения, передаваемых при сканировании без искажений. Измеряется обычно в dpi — числе отдельно видимых точек на дюйм изображения (dot per inch). Существует несколько видов разрешения, указываемого производителем сканеров.

Оптическое разрешение определяется плотностью элементов в ПЗС-линейке и равно количеству элементов ПЗС-линейки, деленному на ее ширину. Оно является самым важным парамером сканера, определяющим детальность получаемых с его помощью изображений. В силу этого не всегда приводится в рекламной информации производителем или продавцом сканера, стремящимся завысить его реальные характеристики. В массовых моделях сканеров обычно оно бывает равно 100 или 200 для ручных и рулонных сканеров и 300, 600 или 1200 dpi для планшетных сканеров. Сканирование всегда следует выполнять с разрешением, кратным оптическому, при этом интерполяционные искажения будут минимальны. Если же, например, на сканере с 300 dpi надо отсканировать изображение с 200 dpi, то оптимальнее будет выполнить сканирование с 300 dpi, а затем программным путем в пакете обработки (Adobe Photoshop, Paint Shop Pro, Ulead Photo Impact, Thumbs Plus и т. п.) понизить разрешение до 200 dpi.

Механическое разрешение определяет точность позиционирования каретки с ПЗС-линейкой при перемещении вдоль изображения. Механическое разрешение обычно в 2 раза больше оптического, что дает повод изготовителю сканера вводить в заблуждение покупателя тем, что сканер имеет «оптическое разрешение 300х600 dpi», хотя без интерполяции на таком сканере можно сканировать только с разрешением 300 dpi.

Интерполяционным называется разрешение, полученное путем 16-кратного программного увеличения изображения. Оно не несет в себе абсолютно никакой дополнительной информации об изображении по сравнению с реальным разрешением, причем в специализированных пакетах операция масштабирования и интерполяции выполняется зачастую качественнее, чем драйвером сканера. Указанное на коробке планшетного сканера значение интерполяционного разрешения в 4800 dpi может ввести в заблуждение покупателя, так как реальное оптическое разрешение устройства может быть всего 300 dpi.

Устройства формирования объемных изображений

Шлемы виртуальной реальности (VR-шлемы)

Шлемы виртуальной реальности (VR-шлемы), называемые также кибершлемами, являются в настоящее время наиболее совершенными устройствами формирования трехмерных изображений. Помимо наличия двух индивидуальных экранов для каждого глаза VR-шлемы, благодаря своей конструкции, обеспечивают отсечение поля периферийного зрения человека, что усиливает эффект проникновения в виртуальный компьютерный мир.

В VR-шлемах используются миниатюрные экраны, выполненные на основе активных ЖК-матриц. Каждая из ЖК-матриц формирует цветное изображение, которое, благодаря особой конструкции шлема, видит только один глаз. Помимо экранов VR-шлем снабжен стереофоническими головными телефонами и микрофоном. Узел шлема, объединяющий в себе эти матрицы и органы регулировки, называют визором. Визор дает возможность регулировать расстояние между матрицами по горизонтали, которое должно соответствовать расстоянию между зрачками пользователя, называемому IPD (Inter Pupil Distance). Визоры некоторых моделей шлемов оборудованы специальной оптической системой автоматического определения IPD, исключающей необходимость в индивидуальной настройке шлема.

Основным недостатком VR-шлема является недостаточно высокое разрешение стереоскопического изображения. Это обусловлено ограниченным количеством элементов ЖК-матрицы и малым расстоянием между глазом и визором, что делает зернистость ЖК-матриц заметной.

Важнейшей особенностью VR-шлемов является наличие так называемой системы виртуальной ориентации (СВО) (Virtual Orientation System — VOS), которая отслеживает движение головы и в соответствии с ним корректирует изображение на экранах. В случае поворота головы в одну сторону панорамное изображение «прокручивается» через ЖК-матрицы в противоположном направлении. В результате у пользователя возникает иллюзия стабильности наблюдаемой картины, ощущение реальности изображения. В зависимости от принципа действия и типа используемого поля различают магнитные, ультразвуковые и инерциальные СВО.

В качестве входного сигнала для VR-шлема может использоваться либо видеосигнал от бытовой видеоаппаратуры, либо RGB-сигнал видеоадаптера ПК. VR-шлемы с визорами, способными обеспечить разрешение не хуже 640×480, обычно рассчитаны на подключение непосредственно к видеоадаптеру ПК. Помимо визора VR-шлем оборудован высококачественной стереофонической аудиосистемой. Источником звука может быть либо телевизор (видеомагнитофон), либо звуковая карта компьютера.

Модели VR-шлемов крайне разнообразны по техническим решениям и возможностям и по праву считаются продуктами самых высоких компьютерных технологий. На российском рынке известны такие модели, как VFX1 Headgear VR System, VFX3D, семейство шлемов I-Glasses фирмы I/o Display Systems, кибершлем V8 фирмы Virtual Research Systems. Конструкции шлемов постоянно совершенствуются: если первый из названных имел массу 1,3 кг, то последний — 821 г.

Шлемы виртуальной реальности в настоящее время являются наиболее удачными из всех устройств, основанных на использовании особенностей бинокулярного зрения. Однако качество изображения, получаемого с их помощью, недостаточно высокое вследствие низкого разрешения. В связи с этим перспективы VR-шлемов неразрывно связаны с созданием новых ЖК-матриц.

ЗD-очки являются наиболее распространенными и доступными по цене устройствами формирования трехмерных изображений. Принцип их действия основан на использовании затворного метода разделения элементов стереопары. ЗD-очки используются в качестве дополнения к обычному монитору и могут подсоединяться к видеоадаптеру ПК при помощи гибкого провода длиной 2-3 м.

Принцип действия ЗD-очков заключается в том, что при последовательном отображении на мониторе левой и правой частей стереопары синхронно меняется прозрачность стекол очков. В результате каждый глаз видит только свою часть стереопары, что обеспечивает стереоэффект. Чтобы стекла ЗD-очков могли «терять прозрачность» по командам компьютера, их выполняют по технологии ЖК-ячейки просветного типа, использующей эффект поляризации. Поэтому ЗD-очки иногда называют поляризационными. Поскольку прозрачность стекол ЗD-очков изменяется синхронно со сменой изображения на экране вследствие управления сигналами видеоадаптера, их называют активными. Таким образом, термины «активные поляризационные очки», «ЗD-очки» — синонимы; они обозначают устройства, работающие на одинаковом принципе.

Между ЗD-очками и шлемами виртуальной реальности есть принципиальные различия:

ü ЗD-очки изображения не создают, хотя также содержат ЖК-линзы, которые используются в качестве электронно-управляемого фильтра (затвора), поэтому качество формируемого изображения определяется монитором;

Читайте также:  Программа для разблокировки телефона андроид

ü ЗD — очки лишены системы виртуальной ориентации, поэтому изображение на экране монитора никак не корректируется в зависимости от положения головы наблюдателя. В связи с этим при использовании ЗD -очков нет смысла перекрывать зону периферийного зрения, поэтому они выполняются в форме обычных очков.

Подключение ЗD-очков к ПК производится в большинстве случаев с помощью дополнительного устройства — контроллера, который формирует синхросигнал для 3D-oчков, управляющий поочередным затемнением стекол, и преобразует (при необходимости) выходной видеосигнал и синхросигналы видеоадаптера таким образом, чтобы обеспечить раздельный последовательный показ элементов стереопары на экране монитора.

В большинстве моделей ЗD-очков контроллер выполняется в виде отдельного внешнего блока, хотя в настоящее время появилось много видеоадаптеров с интегрированными контроллерами для ЗD-очков.

Современный рынок ЗD-очков достаточно разнообразен.

Преимущественно используются беспроводные модели, обеспечивающие связь с ПК с помощью инфракрасного передатчика, аналогичного телевизионному пульту управления.

Одним из направлений получения стереоскопического изображения является использование ЗD-мониторов. Существуют устройства двух типов, которые можно отнести к категории ЗD — мониторов:

• плоскопанельные ЗD-мониторы на основе ЖК-экранов;

• мониторы на основе ЭЛТ, оборудованные поляризационным ЖК-фильтром.

Плоскопанельные ЗD-мониторы основаны на свойстве избирательности ЖК-мониторов по отношению к поляризации проходящего излучения. Стереопара в таких мониторах создается за счет того, что ЖК-ячейки нечетных строк экрана пропускают свет с одной поляризацией, например, с горизонтальной, а ячейки четных строк — с вертикальной. Нечетные строки растра используются для отображения левой части стереопары, а четные — правой. Наблюдение стереоэффекта производится с помощью пассивных поляризационных очков. Примером устройства, основанного на этом свойстве, служит ЗD-экран ПК типа Notebook Cyberbook. Для работы с плоскопанельными мониторами другого типа 3D-очки не требуются. Принцип действия этого монитора основан на использовании двух разработок фирмы Sony: так называемого двойного расщепителя изображения и специальной фотодиодной системы слежения за положением головы пользователя. Расщепитель изображения состоит из двух прозрачных пластин, между которыми размещен ЖК-экран, как это показано на рис. 4.11.

Благодаря этому изображение на ЖК-экране может быть видно только

под определенным углом. На экране одновременно отображаются оба элемента стереопары, причем пластины преломляют свет таким образом, что каждый глаз видит только один из элементов стереопары. Чтобы исключить нарушение стереоэффекта, который зависит от угла зрения, при изменении положения головы пользователя, применяется специальная система слежения за положением, в которой в качестве датчиков используется линейка фотодиодов, расположенная над основным экраном. Эта система формирует электрический сигнал, связанный с изменением угла зрения пользователя, под действием которого изменяется коэффициент преломления панелей, обеспечивая устойчивый стереоэффект. Такой принцип действия заложен в основу 15-дюймового ЗD-экрана ЖК-монитора фирмы Sony. Оптимальное расстояние до экрана составляет около 60 см, а максимальное разрешение — 1024×768.

Мониторы с поляризационным фильтром обеспечивают формирование трехмерного изображения с помощью обычного монитора на основе ЭЛТ, оборудованного специальным внешним электронно-управляемым поляризационным фильтром, например, Monitor Zscreen 2000 производства фирмы StereoGraphics. Этот фильтр используется вместе с пассивными поляризационными очками. Фильтром управляют сигналы специального контроллера, подключаемого к выходу видеоадаптера, подобно контроллеру ЗD-очков. Однако, в отличие от активных очков, у фильтра изменяется не прозрачность, а направление поляризации, проходящей через него световой волны. Контроллер управляет фильтром таким образом, что нечетные кадры оказываются поляризованными в одном направлении, а четные — в другом. В свою очередь, одно стекло пассивных очков пропускает свет с одним направлением поляризации, а другое — с другим. В результате один глаз видит только одну часть стереопары, а второй — только вторую.

Таким образом, в фильтре реализован такой же, как и в активных ЗD — очках, затворный метод разделения элементов стереопары. Достоинством данного устройства, по сравнению с активными ЗD-очками, является возможность использования легких и удобных пассивных очков. Мониторы с поляризационными фильтрами выпускаются в 17- и 21-дюймовом исполнении. К числу их недостатков следует отнести ограничение на частоту кадров, наличие ореолов на контурах объектов, приводящих к взаимным искажениям, а также прозрачность около 32 %, что значительно снижает яркость изображения.

ЗD-проекторы предназначены для коллективного просмотра объемных изображений в больших аудиториях. Главными отличиями ЗD-проекторов от мультимедийных являются сложная конструкция оптической системы и наличие специальных поляризационных фильтров (встроенных или внешних), при помощи которых производится селекция элементов стереопары.

Для реализации последовательного метода показа элементов стереопары частота кадров проектора должна быть в два раза выше обычной. Мультимедийные проекторы на основе ЖК-матриц не удовлетворяют этому требованию из-за инерционности молекул ЖК-вещества. Поэтому в качестве источника изображения в 3D-пpoекторах применяется электронно-лучевая трубка, как показано на рис. 4.12, экран которой покрыт люминофором, лающим высокую яркость свечения и малое время послесвечения (см. рис. 4.12, а). Высокая яркость изображения, формируемого 3D-проектором на проекционном экране, обеспечивается использованием трех монохромных ЭЛТ для каждого из основных цветов (R, G, В). На каждой ЭЛТ закреплен индивидуальный объектив. Проектор оснащен сложной электронной системой регистрации. Система автоматически определяет расстояние от проектора до экрана и на основе полученных данных с высокой точностью совмещает три монохромных изображения, проецируемых тремя объективами. ЭЛТ и объектив представляют собой единый конструктивный узел (см. рис. 4.12, б).

Люминофор экрана светится очень ярко, поэтому для предотвращения перегрева экран ЭЛТ охлаждают с помощью специальной жидкости, находящейся между экраном ЭЛТ и линзой объектива. Специальные регулировочные винты служат для ручной юстировки объектива. Примером такого устройства является проектор BARCOGRAPHICS 1209s фирмы BARCO. Проектор способен отображать видеосигнал от различных источников: от видеомагнитофона формата VHS до профессиональных графических станций, работающих с разрешением 2500×2000. Высокое разрешение проецируемого изображения связано с отсутствием зернистости люминофора, поскольку в монохромных ЭЛТ, которыми оснащен проектор, используется сплошное люминофорное покрытие.

Для создания стереоэффекта при проецировании изображения необходимо обеспечить раздельное наблюдение элементов стереопары левым и правым глазом. Для этого используются один или два проектора и поляризационные очки (активные или пассивные) для каждого зрителя. В зависимости от используемой комбинации такого оборудования различают четыре схемы получения стереоскопической проекции. Активная схема предполагает использование одного проектора на основе ЭЛТ, выполняющего последовательный показ элементов стереопары, в то время как зрители пользуются беспроводными активными поляризационными очками затворного типа.

Пассивная схема 1 строится с помощью одного проектора на основе ЭЛТ с внешним электронно-управляемым поляризационным затвором, последовательно показывающим элементы стереопары с различной поляризацией. Зрители используют пассивные поляризационные очки. Пассивная схема 2 предполагает использование двух проекторов на основе ЭЛТ, выполняющих одновременный показ элементов стереопары. Каждый проектор оборудован внешним пассивным поляризатором, обеспечивающим различную поляризацию элементов стереопары, а зрители пользуются пассивными очками. Пассивная схема 3 основана на использовании двух ЖК-проекторов, обеспечивающих одновременный показ элементов стереопары. Зрители пользуются пассивными очками.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector