Отображение 3 D- контента

1. Отображение3D-контента Дмитрий Ватолин Video GroupCS MSU Graphics & Media Lab

2. Содержание • Способы отображения 3D-контента • Cтереоскопические дисплеи • Мультивидовые дисплеи • Волюметрические дисплеи • Голографические дисплеи

3. Способы отображенияКлассификация • Стереоскопическиевоспроизведение двух ракурсов (большинство современных 3D дисплеев) • МультивидовыеN различных ракурсов (современные безочковые дисплеи) • ВолюметрическиеВоспроизведение в дискретном воксельном пространстве • ГолографическиеНепрерывное световое поле, соответствующее реальному объему сцены http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

4. Содержание • Способы отображения 3D-контента • Cтереоскопические дисплеи • Мультивидовые дисплеи • Волюметрические дисплеи • Голографические дисплеи

5. Стереоскопические дисплеи • Два ракурса – для правого и левого глаза • Способы разделения ракурсов: • Очковые • Автостереоскопические • Лентикулярные линзы • Параллакс барьер • Слежение за зрителем (tracking) http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

6. АвтостереоскопическиеЛентикулярные линзы При взгляде с разных углов увеличиваются разные участки изображения Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

7. АвтостереоскопическиеПараллакс барьер Слой материалас набором параллельных тонких микрощелей,за которымикаждый глаз видит соответствующий столбец пикселей Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

8. Автостереоскопические • Проблема – необходимо «попасть» в правильную зону • Решение – увеличение количества видов Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

9. Содержание • Способы отображения 3D-контента • Cтереоскопические дисплеи • Мультивидовые дисплеи • Волюметрические дисплеи • Голографические дисплеи

10. Мультивидовые дисплеи • Развитие идей автостереоскопических дисплеев • Использование проекторных систем http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

11. Мультивидовые дисплеи http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

12. МультивидовыеПараллакс барьерные и линзовые • Ширина щелевого растра в пикселях – количество выводимых ракурсов • Резкое ухудшение разрешенияпо горизонтали • Проблема темных полос между рядами пикселов Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

13. МультивидовыеПараллакс барьерные и линзовые Современное решение: • Наклонные зоны и технология субпиксельных элементов • Нет темных полос • Экран делится на зоны какгоризонтально, таки вертикально – разрешениепадает равномерно Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

14. МультивидовыеУвеличение зон просмотра Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

15. МультивидовыеПараллакс барьерные и линзовые Перспективное решение: • Голографическиеоптические элементы (HOE) • Каждый элемент преломляет свет в одномиз нужных направлений • Возможность разбиенияне толькона горизонтальные ракурсы,но и на вертикальные http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

16. МультивидовыеSeeLinder (Видео) Tomohiro Endo,"Cylindrical 3-D Video Display Observable from All Directions"

17. SeeLinderСерийные модели Sony 360 3D Display

18. SeeLinderТехнология • Идея параллакс барьера • Дисплей вращается с большой скоростью внутри цилиндра Tomohiro Endo,"Cylindrical 3-D Video Display Observable from All Directions"

19. SeeLinderТехнология Tomohiro Endo,"Cylindrical 3-D Video Display Observable from All Directions"

20. МультивидовыеПроекторные системы Wojciech et al., “3D TV: A Scalable System for Real-Time Acquisition, Transmission, and Autostereoscopic Display of Dynamic Scenes”, MERL MA 2004

21. МультивидовыеПроекторные системы (Видео) http://www.youtube.com/

22. TransCAIPСъемка • 64 камеры • Разрешениекамеры – 320x240 Taguchietal. “TransCAIP: LiveTransmissionofLightFieldfromaCameraArraytoanIntegralPhotographyDisplay”, ACM SIGGRAPH 2008

23. TransCAIPОтображение • 60 видов • Разрешение экрана – 256x192 пикселя • Вертикальныйи горизонтальный параллакс • Параметры параллакса настраиваемы Taguchietal. “TransCAIP: LiveTransmissionofLightFieldfromaCameraArraytoanIntegralPhotographyDisplay”, ACM SIGGRAPH 2008

24. TransCAIP (Видео) http://www.youtube.com/

25. TransCAIP (Видео)Управление параллаксом http://www.youtube.com/

26. МультивидовыеПроблемы • Зон просмотра мало или они большие — при переходе между зонами разница будет очень хорошо видна • Очень много зон невозможно сделать технически

27. МультивидовыеОптимальное количество зон Теоретически: • Зона просмотра не должна превышать диаметр зрачка: • Ширина зоны 3 мм, между глазами 20 зон • Необходимо минимум 30 зон, оптимально 60 Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

28. МультивидовыеОптимальное количество зон Эмпирически: • ширина зоны 21 мм, между глазами умещается 3 зоны, один зритель:9 зон — хороший результат Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

29. МультивидовыеОптимальное количество зон • Два зрителя — необходимо больше зон • Эмпирически: 28 зон просмотра Neil A. Dodgson, "Multi‐view autostereoscopic3D display"

30. Содержание • Способы отображения 3D-контента • Cтереоскопические дисплеи • Мультивидовые дисплеи • Волюметрические дисплеи • Голографические дисплеи

31. ВолюметрическиеОсновной принцип • Конечный объем дисплея • Поле вокселей: • Объекты, способныепропускатьили рассеивать свет • Объекты, способныеизлучать свет • Заставляем нужные воксели светиться http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

32. ВолюметрическиеКлассификация http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

33. ВолюметрическиеПримеры реализаций • Рабочий объем задается трехмерным массивом диодов • По оптоволоконным проводам передается изображениеот оптомодулятора • Частота обновления зависит от обновления всего куба http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

34. ВолюметрическиеПримеры реализаций • Рабочий объем – цилиндр • Отображение за счет вращающейся сетки диодов http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

35. ВолюметрическиеПримеры реализаций • Рабочий объем задается массивом жидкокристаллических матриц • У каждой матрицы два режима работы – прозрачнаяи отображающая определенную плоскость объекта http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

36. ВолюметрическиеВращающаяся проекторная плоскость • Рабочий объем – сфера • Отображение за счет вращающейся плоскости,на которую проецируется изображениекаждого ракурса http://www.youtube.com/

37. Волюметрические (Видео) Вращающаяся проекторная плоскость http://www.youtube.com/

38. Волюметрические (Видео) Проекция на вращающуюся плоскость,находящуюся под углом 45° к проектору и нормальному углу обзора http://www.youtube.com/

39. Содержание • Способы отображения 3D-контента • Cтереоскопические дисплеи • Мультивидовые дисплеи • Волюметрические дисплеи • Голографические дисплеи

40. Голография (Видео) Пример современной голографической печати высокого качества http://www.youtube.com/

41. Голографические дисплеи • Цель – с помощью дифракционных систем плоских дисплеев в реальном времени получать интерференционную картину, соответствующую реальному световому полю наблюдаемой сцены • На сегодняшний день • Слишком затратны и сложны в реализации • Способны воспроизводить только статичные изображения • Обладают только горизонтальным параллаксом http://trigonal.ru/article_3d_displ/3d_displ.htm

42. КОНЕЦ ЛЕКЦИИ 3.