Verdienen Sie Geld mit Ihren Tech-Blogs, Gadgets und Tipps

Mitä ovat tilavuusnäytöt?

Huomautus: Seuraava artikkeli auttaa sinua: Mitä tilavuusnäytöt ovat?

Tässä artikkelissa Tarkastellaan volyymien näyttöjen tai todellisten (ei virtuaalisten) 3D-näyttöjen kehittyvää alaa, jotka eivät edellytä laseja tai kansia ymmärtääkseen, miten 3D näytetään ja joiden avulla ihmiset voivat olla vuorovaikutuksessa todellisessa 3D-ympäristössä.

Mitä ovat tilavuusnäytöt?

Tietotekniikan jatkuva kehitys on lisännyt 3D-näyttöjen kysyntää. Itse asiassa markkinoilla on nyt saatavilla laaja valikoima suhteellisen kehittyneitä 3D-laitteita. Olemassa olevien järjestelmien haittapuolena on kuitenkin se, että käyttäjien on käytettävä erityisiä laitteita vasemman ja oikean silmän kuvien erottamiseen. Tällaiset “avustetut havainnointijärjestelmät” ovat vakiintuneet monissa ammattisovelluksissa. Lisälaajentuminen muilla alueilla vaatii kuitenkin “vapaan näön” järjestelmiä, joilla on parannettu näöntarkkuus ja parempi yhteensopivuus näkömekanismien kanssa. Asiaankuuluvia teknologioita kehitetään edelleen.

3D-teknologian kehitystä motivoi tällä hetkellä useat toiminnot.

Sisällöntuottajat ovat löytäneet ohjelmistonsa tosimaailman multimediapeleistä ja virtuaalitodellisuuden seikkailumatkoista. Kehittäjät ovat huomanneet mahdollisuuden tuoda markkinoille uuden sukupolven 3D:tä graafiset käyttöliittymät, ja Internet-yhteisö määrittää tietorakenteen 3D-objektien lähettämistä varten. Infrastruktuurin valmistelu 3D-videoneuvottelua varten on käynnissä. Lisäksi tulevaisuuden 3D-markkinoiden perusteknologiat ovat edistyneet merkittävästi. Kuten useat esimerkit osoittavat, 3D-näyttöjen kehitys on hyötynyt suuresti viimeaikaisista edistysaskeleista LC-tekniikkaa. Muita tärkeitä tekijöitä ovat uudet ohjelmoitavat multimediasignaaliprosessorit, nopeiden digitaalisten verkkojen nopea kasvu ja suuremman laskentatehon tarjoaminen alhaisin kustannuksin.

Siksi onnistumisen todennäköisyys on suuri, jos on olemassa 3D-esityksiä, jotka mahdollistavat huoneen suoran havainnoinnin ilman häiritseviä sivuvaikutuksia. Tämä on tärkeä teknologinen haaste. Sopivat ratkaisut edellyttävät kokonaisvaltaista ymmärrystä kiikarin näön mekanismeista.

Spatiaalinen näkemys tarkkaillaan käyttämällä kohtauksessa läsnä olevia syviä monokulaarisia ja binokulaarisia hahmoja. Monokulaariset merkit näkyvät paljaalla silmällä, ja niitä käytetään luomaan illuusion tilavuudesta ja syvyydestä tasaisille kuvapinnoille. Yleisiä esimerkkejä ovat lineaariset ja ilmamaisemat, pintakuvioiden kaltevuus, objektien päällekkäisyydet sekä valon ja varjon jakautuminen.

Volumetriset näytöt

Volumetriset näytöt tuottavat visuaalisen esityksen kohteista kolmessa ulottuvuudessa, jonka pallomainen katselukulma on noin 360 astetta, ja kuva muuttuu katsojan liikkuessa. Todelliset äänenvoimakkuuden näytöt jakautuvat kahteen luokkaan: pyyhkäisytilavuuden näytöt ja staattisen äänenvoimakkuuden näytöt. Harjatut tilavuusnäytöt hyödyntävät ihmisen näön pysyvyyttä luodakseen uudelleen tilavuuskuvia nopeista kaksiulotteisista “viipaleista”. Staattisen äänenvoimakkuuden näytöt eivät käytä suuria liikkuvia osia kuvien näyttämiseen. Silti ne luottavat aktiivisten elementtien (volumetristen kuvaelementtien tai vokseleiden) kolmiulotteiseen määrään, jotka muuttavat väriä (tai läpinäkyvyyttä) näyttääkseen kiinteän vaihtoehdon.

Volumetrinen näyttölaite on graafinen näyttölaite, joka tuottaa visuaalisen kuvan kohteesta kolmessa fyysisessä ulottuvuudessa perinteisten syvyyttä erilaisilla visuaalisilla tehosteilla simuloivien näyttöjen litteän kuvan sijaan. He tekevät. Yksi alan pioneerien ehdottamista määritelmistä on, että volyyminäytöt tuottavat kolmiulotteisia kuvia sirottamalla, sirottamalla tai uudelleenjakamalla valoa tietyiltä avaruuden alueilta (x, y, z).

Se esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1912, ja se on ollut tärkeä osa tieteiskirjallisuutta, mutta volyyminäytöksiä ei vieläkään käytetä laajasti jokapäiväisessä elämässä.

Volumetrisille näytöille on lukuisia potentiaalisia markkinoita sovelluksilla, kuten lääketieteellinen kuvantaminen, kaivostoiminta, koulutus, mainonta, simulointi, videopelit, viestintä ja geofyysinen visualisointi. Verrattuna muihin 3D-visualisointityökaluihin, kuten virtuaalitodellisuuteen, volyyminäytöt tarjoavat luonnostaan ​​erilaista vuorovaikutusta, jolloin ryhmä ihmisiä voi kokoontua näytön ympärille luonnollisella ja sosiaalisella tavalla ilman silmälaseja. Volumetrisella näytöllä näytettävät kolmiulotteiset kohteet voivat olla ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​kuin todellisilla kohteilla, mukaan lukien polttoväli, parallaksi ja kahden kohteen – silmien – samanaikainen liike vastakkaiseen suuntaan.

tyyppisiä

Volumetristen kuvantamislaitteiden valmistamiseksi on tehty useita yrityksiä. Tilavuusnäyttöjen “luokittelua” ei ole virallisesti hyväksytty, mitä monimutkaistaa niiden ominaisuuksien suuri muutos. Esimerkiksi tilavuusnäytön kirkkaus voidaan nähdä suoraan suihkulähteestä tai välipinnan, kuten peilin tai lasin, läpi. Samoin tämä pinta, jonka ei tarvitse olla käsin kosketeltavaa, voidaan altistaa liikkeelle, kuten tärinälle tai pyörimiselle. Luokka on seuraava:

Pyyhkäisy äänenvoimakkuuden näyttö

Pintatilavuuden (tai “pyyhkäisyn”) 3D-näytöt perustuvat ihmisen näön pysyvyyteen yhdistääkseen sarjan 3D-objektiviipaleita 3D-kuvaksi. Erilaisia ​​pyyhkäisymäärän näyttöjä luodaan.

Esimerkiksi kolmiulotteinen kohtaus jaetaan laskennallisesti “viipaleiksi”, jotka voivat olla suorakaiteen, kiekon tai spiraalin muotoisia ja liikkua näytöllä tai pois päältä. Kaksiulotteinen pintakuva (joka on luotu pintaprojektiolla, pinta-asennetuilla LEDeillä tai muilla tekniikoilla) muuttuu pinnan liikkuessa tai pyöriessä. Näön jatkuvuuden ansiosta ihminen havaitsee jatkuvan valon määrän. Näytön pinta voi olla heijastava, läpäisevä tai molempien yhdistelmä.

Staattinen tilavuus

Ns. ”Static Volume” volumetriset 3D-näytöt tuottavat kuvia ilman makroskooppisesti liikkuvia osia kuvatilavuudessa.

Tämä on luultavasti “suorin” tilavuusesityksen muoto. Yksinkertaisimmassa muodossaan luodaan osoitteellinen määrä aktiivisia elementtejä, joka on läpinäkyvä sammutettuna mutta läpinäkymätön, kun se palaa. Kun elementit (kutsutaan vokseleiksi) aktivoidaan, ne näyttävät jatkuvan kuvion koko näyttötilassa.

Useat vakiotilavuuksiset staattisen tilavuuden näytöt käyttävät laservaloa näkyvän säteilyn herättämiseen kiinteässä, nesteessä tai kaasussa. Jotkut tutkijat ovat esimerkiksi luottaneet kaksivaiheiseen muuntamiseen infrapunalasersäteiden poikittaissäteiden muuntamiseksi sopiville taajuuksille materiaaliksi, joka on vahvistettu harvinaisilla maametallielementeillä.

Viimeaikainen kehitys on keskittynyt staattisen tilavuuden luokan aineettomiin (vapaan tilan) toteutuksiin. Tämä voi lopulta mahdollistaa suoran vuorovaikutuksen näytön kanssa. Esimerkiksi sumunäyttö, jossa on useita projektoreita, voi projisoida kolmiulotteisen kuvan tilaan, jolloin syntyy volyyminäytön, jolla on staattinen tilavuus.

Vuonna 2006 esitelty tekniikka käyttää pulssittua, fokusoitua infrapunalaseria (noin 100 lyöntiä sekunnissa, kukin nanosekunnin) tuhoamaan näyttövälineen hehkuvien plasmapallojen sijaan polttopisteen luomiseksi normaalilla säällä.

Polttopistettä ohjaa kaksi liikkuvaa peiliä ja liukuva linssi, jotka mahdollistavat muotojen piirtämisen ilmaan. Uskotaan, että tämä laite voidaan skaalata mihin tahansa kokoon ja mahdollistaa kolmiulotteisten kuvien luomisen taivaalla.

Myöhemmät muutokset, kuten plasmapalloja muistuttavan neon/argon/xenon/helium kaasuseoksen käyttö ja nopea kaasunkierrätysjärjestelmä, jossa käytetään huppuja ja tyhjiöpumppuja, voivat mahdollistaa tekniikan avulla kaksivärisiä (R/W) ja Mahdollisesti RGB-kuvia. muuta kunkin pulssin pulssin leveyttä ja intensiteettiä valaisevan plasmarungon emissiospektrien säätämiseksi.

Ihmisen ja tietokoneen rajapinnat

Volumetristen näyttöjen ainutlaatuiset ominaisuudet, mukaan lukien 360 asteen näkymä, konvergenssi- ja sijaintimerkkien johdonmukaisuus sekä niiden luontainen “kolmiulotteisuus”, mahdollistavat uusia käyttöliittymätekniikoita. Viime aikoina on tehty työtä äänenvoimakkuuden näyttöjen nopeuden ja tarkkuuden eduista. Uusi graafinen käyttöliittymä ja lääketieteelliset sovellukset tehostettuna äänenvoimakkuuden näytöillä.

On myös ohjelmistoalustoja, jotka tarjoavat 2D- ja 3D-sisältöä volyyminäytöillä.

Volumetriset esitykset: Tuo 3D-suunnittelu lähemmäs todellisuutta

Lyhyesti sanottuna kohteen esittäminen 3D-muodossa on fantasia, jonka me kaikki jaamme. Star Wars -elokuvista Black Pantheriin olemme nähneet lukuisia tieteiselokuvia, jotka käyttävät “volume representation” -käsitettä tarjotakseen 3D-informaatiota todellisessa 3D-tilassa.

Mutta nyt tutkijat ovat osoittaneet, että olemme lähellä tätä käsitettä jokapäiväisessä todellisuudessa. Nature-lehdessä vuonna 2018 julkaistun tutkimuksen mukaan tutkijaryhmä on keksinyt, kuinka manipuloida lähes näkymättömiä ilmassa olevia pisteitä luodakseen realistisempia ja selkeämpiä 3D-kuvia hologrammista. . Tutkimuksen johtava kirjoittaja Daniel Smalley, fyysikko Brigham Youngin yliopistosta Perussa, Utahissa, ja hänen tiiminsä loivat pienen sormella tanssivan perhosen ja kuvan jatko-opiskelijasta, joka jäljitteli Layaa Star Wars -kohtauksessa.

Diplomi

Vaikka nämä tekniikat ovat vielä alkiovaiheessa, tutkijat väittävät, että niillä on valtava potentiaali ja ne tarjoavat suuria etuja. Esimerkiksi volumetriset esitykset tuskin rasittavat silmää, koska havaitsemme tämän yleisesityksen todellisena 3D-objektina.

Tämä on päivitys VR- tai virtuaalitodellisuusnäytöistä. Lisäksi kuulokkeita ei tarvita, kuten AR-VR. Lisäksi näitä tilavuusnäyttöjä voidaan käyttää missä tahansa 3D-syöttölaitteessa, kuten Kinect, Leap Motion ja Structure.

Lisäksi äänenvoimakkuusnäyttöä voidaan käyttää ihmiskokoiseen kolmiulotteiseen viestintään, kuten tieteiselokuvissa. Ihmiset ilmestyvät huippusalaiseen tehtävään, kuten ennustettiin. medicThis-laitetta käytetään erilaisiin tarkoituksiin, mukaan lukien kirurgian suunnitteluun, leikkauksen jälkeiseen tutkimukseen, koulutukseen, lääkärin ja potilaan väliseen viestintään ja diagnoosiin lääketieteen ja terveydenhuollon alalla. Viime kädessä tämä tekniikka lupaa mullistaa pelaamisen.

Sisällysluettelo