Войти
 Nintendo 3DS использует автостереоскопию с барьером параллакса для отображения 3D-изображения. | |
| Тип процесса | Метод отображения стереоскопических изображений |
|---|---|
| Промышленный сектор (-ы) | 3D-изображение |
| Основные технологии или подпроцессы | Технология отображения |
| Изобретатель | |
| Год изобретения | 1985 |
| Разработчик (и) | Институт Генриха Герца |
Автостереоскопия - это любой метод отображения стереоскопические изображения (добавляющие бинокулярное восприятие глубины 3D) без использования специального головного убора или очков со стороны зрителя. Поскольку головной убор не требуется, его также называют «3D без очков » или «3D без очков ». В настоящее время существует два широких подхода, используемых для учета параллакса движения и более широких углов обзора: отслеживание взгляда и несколько видов, чтобы дисплею не нужно было определять, где расположены глаза зрителя. Примеры технологии автостереоскопических дисплеев включают линзовидные линзы, параллакс-барьер, объемный дисплей, голографические и световые поля дисплеи..
Многие организации разработали автостереоскопические 3D-дисплеи, начиная с экспериментальных дисплеев в отделах университетов к коммерческим продуктам и с использованием ряда различных технологий. Метод создания автостереоскопических плоскопанельных видеодисплеев с использованием линз был в основном разработан в 1985 году Рейнхардом Бёрнером в Институте Генриха Герца (HHI) в Берлине. Прототипы дисплеев с одним зрителем уже были представлены в 1990-х годах компанией Sega AM3 (система плавающих изображений) и HHI. В настоящее время эта технология получила дальнейшее развитие в основном европейскими и японскими компаниями. Одним из самых известных 3D-дисплеев, разработанных HHI, был Free2C, дисплей с очень высоким разрешением и очень хорошим комфортом, достигаемый за счет системы отслеживания движения глаз и плавной механической регулировки линз. Отслеживание взгляда использовалось в различных системах для ограничения количества отображаемых изображений до двух или для увеличения стереоскопической зоны наилучшего восприятия. Однако, поскольку это ограничивает отображение одним зрителем, это не подходит для потребительских товаров.
В настоящее время в большинстве плоскопанельных дисплеев используются линзовидные линзы или барьеры параллакса, которые перенаправляют изображения в несколько областей просмотра; однако эта манипуляция требует уменьшения разрешения изображения. Когда голова зрителя находится в определенном положении, каждый глаз видит свое изображение, создавая убедительную трехмерную иллюзию. Такие дисплеи могут иметь несколько зон просмотра, что позволяет нескольким пользователям одновременно просматривать изображение, хотя они также могут иметь мертвые зоны, в которых можно увидеть только нестереоскопическое или псевдоскопическое изображение, если оно вообще возможно..
Сравнение параллакс-барьер и двояковыпуклый автостереоскопических дисплеев. Примечание: фигура не в масштабе. Параллаксный барьер - это устройство, размещаемое перед источником изображения, например жидкокристаллическим дисплеем, чтобы позволить ему показывать стереоскопическое или мультископическое изображение без необходимости для зрителя. носить 3D-очки. Принцип параллаксного барьера был независимо изобретен Огюстом Бертье, который первым опубликовал, но не дал практических результатов, и Фредериком Э. Айвсом, который сделал и продемонстрировал первое известное функциональное автостереоскопическое изображение в 1901 году. Примерно два. годы спустя Айвс начал продавать образцы изображений как новинки, что стало первым известным коммерческим использованием.
В начале 2000-х годов Sharp разработала электронное плоское приложение этой старой технологии для коммерциализации, на короткое время продав два ноутбука с единственными в мире 3D ЖК-экранами. Эти дисплеи больше не поставляются Sharp, но все еще производятся и дорабатываются другими компаниями. Аналогичным образом Hitachi выпустила первый 3D-мобильный телефон для японского рынка, распространяемый KDDI. В 2009 году Fujifilm выпустила цифровую камеру FinePix Real 3D W1 со встроенным автостереоскопическим ЖК-дисплеем с диагональю 2,8 дюйма (71 мм). В семействе игровых консолей Nintendo 3DS используется барьер параллакса для трехмерных изображений; в более новой версии, New Nintendo 3DS, это объединено с системой отслеживания взгляда.
Принцип интегральной фотографии, который использует двумерный (XY) массив из множества маленьких линз для захвата трехмерной сцены, был введен Габриэль Липпманн в 1908 году. Интегральная фотография способна создавать автостереоскопические дисплеи в виде окна, воспроизводящие объекты и сцены в натуральную величину, с полным параллаксом и сдвигом перспективы и даже с признаком глубины аккомодации, но полная реализация этого потенциала требует очень большого количества очень маленьких высококачественных оптических систем и очень большой полосы пропускания. Пока что созданы только относительно грубые фото- и видео-реализации.
Одномерные массивы цилиндрических линз были запатентованы Вальтером Хессом в 1912 году. Заменив пары линий и пространств в простом параллаксном барьере крошечными цилиндрическими линзами, Гесс избежал потерь света, которые затемненные изображения, просматриваемые в проходящем свете, делали отпечатки на бумаге неприемлемо темными. Дополнительным преимуществом является то, что положение наблюдателя менее ограничено, поскольку замена линз геометрически эквивалентна сужению промежутков в барьере из линий и пространств.
Philips решила серьезную проблему с электронными дисплеями в середине 1990-х годов, наклонив цилиндрические линзы по отношению к лежащей в основе пиксельной сетке. Основываясь на этой идее, Philips производил свою линейку WOWvx до 2009 года с разрешением 2160p (разрешение 3840 × 2160 пикселей) с 46 углами обзора. Компания Ленни Липтона, StereoGraphics, производила дисплеи на основе той же идеи, ссылаясь на гораздо более ранний патент на наклонные линзы. Также были задействованы Magnetic3d и Zero Creative.
Благодаря быстрому развитию оптических технологий, мощности цифровой обработки и вычислительным моделям человеческого восприятия появилось новое поколение дисплейных технологий. появляется: сжатое световое поле отображается. Эти архитектуры исследуют совместное проектирование оптических элементов и сжатые вычисления, принимая во внимание определенные характеристики зрительной системы человека. Компрессионные конструкции дисплеев включают в себя двух- и многослойные устройства, которые управляются такими алгоритмами, как компьютерная томография и неотрицательная матричная факторизация и неотрицательная тензорная факторизация.
Инструменты для мгновенного преобразования существующих 3D-фильмов в автостереоскопические были продемонстрированы Dolby, Stereolabs и Viva3D.
В 2002 году Dimension Technologies выпустила ряд коммерчески доступных ЖК-дисплеев с переключением 2D / 3D, в которых используется комбинация барьеров параллакса и лентикулярных линз. SeeReal Technologies разработала голографический дисплей на основе отслеживания взгляда. CubicVue представил автостереоскопический дисплей с цветным фильтром на конкурсе i-Stage ассоциации Consumer Electronics Association в 2009 году.
Также существует множество других автостерео систем, таких как объемный дисплей, в котором реконструированное световое поле занимает реальный объем пространства и интегральное отображение, в котором используется матрица линз типа «мушиный глаз».
Термин автомультикопический дисплей недавно был введен как более короткий синоним длинного «многовидового автостереоскопического 3D-дисплея», а также более ранней, более конкретной «параллакс-панорамы». Последний термин первоначально обозначал непрерывную выборку вдоль горизонтальной линии точек обзора, например, захват изображения с использованием очень большого объектива или движущейся камеры и перемещающегося барьерного экрана, но позже он стал включать синтез из относительно большого количества дискретных изображений.
компании Sunny Ocean Studios, расположенной в Сингапуре, приписывают разработку автомультископического экрана, который может отображать автостерео 3D-изображения из 64 различных опорных точек.
Принципиально новый подход к автостереоскопии под названием HR3D был разработан исследователями из Media Lab Массачусетского технологического института. Он потребляет вдвое меньше энергии, удваивая время автономной работы при использовании с такими устройствами, как Nintendo 3DS, без ущерба для яркости или разрешения экрана; другие преимущества включают в себя больший угол обзора и сохранение трехмерного эффекта при повороте экрана.
Параллакс движения относится к тому факту, что вид сцены меняется с движением головы. Таким образом, видны разные изображения сцены при движении головы слева направо и сверху вниз.
Многие автостереоскопические дисплеи являются дисплеями с одним обзором и, таким образом, не способны воспроизводить ощущение параллакса движения, за исключением единственного зрителя в системах, способных отслеживать глаза.
Однако некоторые автостереоскопические дисплеи являются мультиэкранными дисплеями и, таким образом, способны обеспечивать восприятие параллакса движения влево-вправо. Для таких дисплеев характерны восемь и шестнадцать ракурсов. Хотя теоретически возможно смоделировать восприятие параллакса движения вверх-вниз, о существующих системах отображения не известно, и эффект вверх-вниз считается менее важным, чем параллакс движения влево-вправо. Одно из последствий отсутствия параллакса по обеим осям становится более очевидным по мере того, как отображаются объекты, все более удаленные от плоскости дисплея: по мере того, как зритель приближается к дисплею или дальше от него, такие объекты будут более очевидно проявлять эффекты смещения перспективы вокруг. одна ось, но не другая, кажутся по-разному растянутыми или сжатыми для зрителя, находящегося на оптимальном расстоянии от дисплея.
 | На Wikimedia Commons есть материалы, связанные с Автостереоскопией. |
