הבית > תערוכה > תוכן

תצוגה וולומטרית מייצגת ייצוג חזותי של אובייקט בשלושה ממדים פיזיים

Apr 22, 2017

תצוגה וולומטרית

מויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

התקן תצוגה וולומטרי הוא התקן תצוגה גרפי המייצג ייצוג חזותי של אובייקט בשלושה ממדים פיזיים , בניגוד לתמונה המישורית של המסכים המסורתיים המדמים עומק באמצעות מספר אפקטים חזותיים שונים. הגדרה אחת המוצעת על ידי חלוצים בתחום היא כי מציג volumetric ליצור 3D תמונות באמצעות פליטה, פיזור, או ממסר של תאורה מתוך אזורים מוגדרים היטב (x, y, z) שטח. למרות שאין הסכמה בין החוקרים בתחום, ייתכן שיהיה הגיוני להודות מציג הולוגרפית רב multiview למשפחה להציג volumetric אם הם עושים עבודה סבירה של הקרנת שדה אור תלת מימדי בתוך נפח.

רוב, אם לא כולם, מציג 3D volumetric הן autostereoscopic או automultiscopic ; כלומר, הם יוצרים תמונות תלת-ממדיות לעין בלתי מזוינת. שים לב שחלק מהטכנאים המוצגים שומרים את המונח "autostereoscopic" עבור תצוגות פרלקסה מרובעות מרחבית שטוחה, כגון תצוגות של גיליון עדשה . עם זאת, כמעט כל מציג 3D מלבד אלה הדורשים headwear, למשל משקפי סטריאו ותצוגות סטריאו ראש רכוב, הם autostereoscopic. לכן, קבוצה רחבה מאוד של ארכיטקטורות תצוגה נחשבים כראוי autostereoscopic.

מציג 3D וולומטרי מגלמים רק משפחה אחת של מציג 3D בכלל. סוגים אחרים של תצוגות תלת-ממדיות הן: סטריאוגרמות / סטריאוסקופים, תצוגות תצוגה-עוקבות, תצוגות אלקטרו-הולוגרפיות, תצוגות פרלקסה "שתי תצוגות" ופרלרקס של פרלקסה (שהן בדרך כלל מערכות מרובעות מרחביות, כגון תצוגות של עדשה ומציג מחיצות פרלקסה) מערכות הדמיה, ועוד.

למרות שהונחו לראשונה בשנת 1912, ומצרך של מדע בדיוני , תצוגות נפח עדיין נמצאים בפיתוח, ועדיין לא הגיעו לכלל האוכלוסייה. עם מגוון רחב של מערכות המוצעות ומשומשות בכמויות קטנות - בעיקר באקדמיה ובמעבדות מחקר שונות - תצוגות וולומטריות נשארות נגישות רק לאקדמאים, לתאגידים ולצבא.


תוכן

[ להסתיר ]


סוגי [ עריכה ]

ניסיונות רבים נעשו כדי לייצר התקנים הדמיה volumetric. [1] לא קיימת " טקסונומיה " רשמית של מגוון המיצגים הנפחתיים, נושא המסובך על ידי התמורות הרבות של מאפייניהן. לדוגמה, תאורה בתוך התצוגה volumetric יכול להגיע לעין ישירות מן המקור או דרך משטח ביניים כגון מראה או זכוכית; כמו כן, משטח זה, אשר לא צריך להיות מוחשי, יכול לעבור תנועה כגון תנודה או סיבוב. סיווג אחד הוא כדלקמן:

תצוגה סוחפת-עוצמתית [ עריכה ]

פני השטח (או "נשטף נפח") 3D מציג נפח להסתמך על ההתמדה האנושית של חזון כדי למזג סדרה של פרוסות של האובייקט 3D לתוך תמונה אחת 3D. מגוון של תצוגות נפח סחף נוצרו.

מהירות נורות LED ליצור אובייקט 360 מעלות באוויר אב טיפוס זה על ידי אוניברסיטת קולג 'Sedaya הבינלאומי

לדוגמה, הסצינה התלת-ממדית מפורקת בצורה חישבתית לסדרה של "פרוסות", אשר יכולות להיות מלבניות, בצורת דיסק או סליל חתך, ואז הם מוקרנים על משטח תצוגה או מתנועה. התמונה על פני 2 ד (שנוצר על ידי הקרנה על פני השטח, נוריות מוטבע על פני השטח, או טכניקות אחרות) משתנה כאשר פני השטח נע או מסובב. בשל ההתמדה של ראיית בני האדם תופסים נפח מתמשך של אור. משטח התצוגה יכול להיות רפלקטיבי, transmissive, או שילוב של שניהם.

סוג אחר של תצוגה 3D אשר הוא חבר מועמד של הכיתה של נפח 3D נסחף מציג את ארכיטקטורת המראה varifocal. אחד ההתייחסויות הראשונות לסוג זה של מערכת הוא משנת 1966, שבה תוף רוטט משתקף משקף סדרה של תבניות ממקור תמונה דו-ממדי של קצב תמונה גבוה, כגון תצוגת וקטור, למערכת מקבילה של משטחי עומק.

נפח סטטי [ עריכה ]

מה שנקרא "נפח סטטי" volumetric 3D מציג ליצור תמונות ללא כל חלקים מאקרוסקופיים נעים בנפח התמונה. לא ברור אם שאר המערכת חייבת להישאר נייחת עבור חברות בקטגוריה זו לתצוגה.

זה כנראה הצורה "ישיר" ביותר של התצוגה volumetric. במקרה הפשוט ביותר, נפח של כתובות ניתן ליצור מתוך אלמנטים פעילים שקופים במצב כבוי אך הם אטומים או זוהרים במצב מופעל. כאשר האלמנטים (הנקראים Voxels ) מופעלים, הם מציגים דפוס מוצק בתוך שטח התצוגה.

כמה נפח סטטי נפח נפח מציג 3D אור לייזר כדי לעודד קרינה גלוי מוצק, נוזלי, או גז. לדוגמה, חלק מהחוקרים הסתמכו על קונבנציונאליזציה דו-שלבית בתוך חומר נדיר, מסומנת באדמה, כשהיא מוארת בצילומי קרני לייזר אינפרא-אדום של התדרים המתאימים. [2] [3]

ההתקדמות האחרונה התמקדה ביישומים לא מוחשיים (ללא מקום) של הקטגוריה של עוצמת הקול הסטטית, אשר עלולה בסופו של דבר לאפשר אינטראקציה ישירה עם התצוגה. לדוגמה, תצוגת ערפל באמצעות מספר מקרנים יכולה להציג תמונה תלת-ממדית בנפח של שטח, וכתוצאה מכך תצוגת נפח נפח סטטי. [4] [5]

טכניקה שהוצגה בשנת 2006 עושה משם עם המדיום להציג לחלוטין, באמצעות לייזר ממוקד אינפרא אדום פעמו (כ -100 פעימות לשנייה, כל שנמשך nanosecond ) ליצור כדורים של זוהר פלזמה בנקודת המוקד באוויר הרגיל. נקודת המיקוד מכוונת על ידי שתי מראות נעות ועדשת הזזה, המאפשרת לצייר צורות באוויר. כל פעימה יוצרת צליל popping, כך המכשיר מתפצח כפי שהוא פועל. כרגע זה יכול ליצור נקודות בכל מקום בתוך מטר מעוקב. הוא חשב כי המכשיר יכול להיות scaled עד גודל כלשהו, המאפשר 3D תמונות להיווצר בשמים. [6] [7]

שינויים מאוחר יותר, כגון שימוש של ניאון / ארגון / קסנון / תערובת גז הליום דומה לפלסמה גלובלית ומערכת מיחזור גז מהירה המעסיקה ברדס משאבות ואקום יכול לאפשר טכנולוגיה זו כדי להשיג שני צבעים (R / W) ואולי RGB על ידי שינוי רוחב הדופק ועוצמתו של כל דופק כדי לכוון את ספקטרום הפליטה של גוף הפלסמה המאירה.

ממשקי מחשב-מחשב [ עריכה ]

המאפיינים הייחודיים של תצוגות נפח, אשר עשויים לכלול: 360 מעלות צפייה, הסכמה של ההתכנסות ואת הרמזים לינה, ואת הטבועות שלהם "תלת מימדי", לאפשר טכניקות ממשק משתמש חדש. יש עבודה לאחרונה לחקור את היתרונות ואת מהירות הדיוק של מציג volumetric, [8] ממשקי משתמש גרפיים חדשים, [9] ויישומים רפואיים משופרים על ידי מציג volumetric. [10] [11]

כמו כן, פלטפורמות תוכנה קיימות המספקות תוכן יליד ומורשת דו-ממדי ותלת-ממד לתצוגות נפח. [12]

שימוש אמנותי [ לערוך ]

Hologlyphics: שימוש אמנותי בתצוגות וולומטריות, הכוללות סרטים ומוסיקה נפחיים

מאז 1994 נחקרו יצירות אמנות בשם Hologlyphics, המשלבות אלמנטים של הולוגרפיה , מוסיקה , סינתזת וידאו , סרט חזון, פיסול ואלתור . סרטים וולומטריים הוצגו לקהל הרחב בפסטיבלי סרטים, גלריות אמנות ואירועי מוסיקה. תצוגות נפחי מרובות ומערכים רבי-רמקולים מקיפים קהל. הסרטים מוצגים יחד עם מוסיקה, או לחיות או מוקלט עם הנפשות volumetric.

הכוונה המקורית היתה לשלב הולוגרפיה עם מוסיקה, ולבסוף הוצגו התצוגות הנפחיות כמדיום אמנותי. הרבה סרטים מסורתיים ווידאו אפקטים מיוחדים הותאמו סרטים hologlyphic, ועוד הרבה אפקטים מיוחדים ייחודיים מציג וולומטרי פותחו. אלה כוללים אפקטים לנגב volumetric, רסטר כיפוף, מורפינג, קליידוסקופ ו שיקוף השפעות, סיבוב ניסיוני, השפעות השתאה מרחבית ואת רצף התמונה.

הסרטים ההולוגרפיים יכולים גם להתבצע בזמן אמת, כמו סינתיסייזר וידאו , הנשלט על ידי קלידים מוסיקליים, חיישני תנועה, לוחות בקרה ומכשירים אקוסטיים. מערכת יצירת התמונות היא דיגיטלית בעיקר, אך חלק מהתמונות המקוריות והמעבדים היו אנלוגיים ונשארו בשימוש.

חסרונות [ עריכה ]

בטכנולוגיות תצוגה מוכרות יש גם מספר חסרונות המוצגים בהתאם לסחר חליפין שנבחר על ידי מעצב המערכת.

לעתים קרובות נטען כי תצוגות נפח אינן מסוגלות לשחזר סצינות עם אפקטים תלויי הצופה, כגון חסימה ואטימות. זוהי תפיסה מוטעית; תצוגה אשר voxels יש פרופילים קרינה שאינם איזוטרופיים אכן מסוגלים לתאר אפקטים תלויי מיקום. תצוגות נפחי עדכניות, מסוגלות לחסימה, מחייבות שני תנאים: (1) הדימויים מוצגים ומוקרנים כסדרה של "תצוגות" ולא "פרוסות", ו- (2) משטח התמונה המשתנה בזמן אינו אחיד מַרסֵס. לדוגמה, חוקרים הוכיחו מציג נפח ספינינג המסך עם מסכי רעיוני ו / או אנכית מפוזרים אשר הדימויים מציג חסימה ואטימות. מערכת אחת [13] [14] יצרה תמונות HPO 3D עם שדה תצוגה של 360 מעלות על ידי הקרנה אלכסונית על מפזר אנכי; עוד [15] פרויקטים 24 צפיות על פני השטח מבוקר דיפוזיה מבוקרת; ועוד [16] מספק 12 תמונות להציג ניצול אנכי בכיוון תנור.

עד כה, היכולת לשחזר סצינות עם חסימה ותפקידים תלויי מיקום אחרים היתה על חשבון פרלקסה אנכית, בכך שהסצינה התלת-ממדית נראית מעוותת אם היא נראתה ממקומות אחרים מלבד אלה שהסצינה נוצרה עבורם.

שיקול נוסף הוא כמות גדולה מאוד של רוחב הפס הדרוש כדי להאכיל תמונות לתצוגה volumetric. לדוגמה, תקן 24 סיביות לפיקסל , רזולוציה של 1024 × 768, תצוגה שטוחה / דו-מימדית דורשת כ -135 MB / s לשליחה בחומרה לתצוגה של 60 מסגרות לשנייה, ואילו 24 סיביות לשנייה, 1024 × 768 × 1024 (1024 "פיקסלים שכבות" בציר Z) תצוגת נפח צריך לשלוח על שלושה סדרי גודל יותר (135 GB / s ) לחומרה התצוגה כדי לקיים 60 כרכים לשנייה. כמו עם וידאו 2D רגיל, אפשר להפחית את רוחב הפס הדרוש פשוט על ידי שליחת כרכים פחות לשנייה ומאפשר החומרה להציג את המסגרות חוזרות בינתיים, או על ידי שליחת נתונים מספיק רק כדי להשפיע על אותם אזורים של התצוגה כי צריך להיות מעודכן, כמו הוא המקרה המודרני lossy דחיסה וידאו בפורמטים כגון MPEG . יתר על כן, תצוגה תלת מימדית דורשת שניים עד שלושה סדרי גודל של הספק ו / או כוח GPU מעבר לנדרש לתמונות דו-ממדיות של איכות שווה, לפחות בחלקו לכמות הנתונים העצומה שיש ליצור ולשלוח אליה חומרה לתצוגה. עם זאת, אם רק את המשטח החיצוני של נפח גלוי, מספר voxels הנדרש יהיה בסדר זהה למספר פיקסלים על תצוגה רגילה. זה יהיה רק במקרה אם voxels אין "אלפא" או ערכי שקיפות.

שוק [ לערוך ]

כיום יש קומץ של חברות המעורבות בפיתוח של 3D להציג טכנולוגיות volumetric. החברות הבאות יש להציג הטכנולוגיה volumetric כי הוצגה לציבור זמין למכירה:

זוהי רשימה הכוללת את כל החברות שיש להם ניסויים עם צורה כלשהי של טכנולוגיית התצוגה volumetric: