Sistem de oglinzi rotative

Figura 1: Schemă și imagine care arată sistemul de oglinzi rotative cu motorul sincron pentru mișcarea lor folosind un proiector de mare viteză .

Sistemele de oglinzi rotative sunt utilizate pentru construcții grafice 3D interactive și autostereoscopice pentru mai mulți vizualizatori simultan pe ecran, deoarece o vizualizare diferită poate fi generată pentru fiecare vizualizator, în funcție de unghiul de vizualizare pe care îl presupune ecranul.

Deoarece aceste oglinzi sunt mobile și rotative, ele pot crea o perspectivă diferită de 360 de grade și astfel pot fi utilizate în sisteme care urmăresc să creeze imagini omnidirecționale . De asemenea, se adaptează la posibilele sisteme multiviziune, astfel încât vor produce o interpretare corectă a câmpului luminos, deși spectatorul potențial este situat la o distanță mai mare sau mai mică sau la o înălțime mai mare sau mai mică.

Atunci când sunt combinate cu un proiector de mare viteză și circuite cu decodare corectă, putem obține perspective diferite până la fiecare 1,25 grade.

Un sistem similar a fost comercializat în 1981 pentru consola de jocuri Entex Adventure Vision. Cu toate acestea, consola nu a vizat vizualizarea 3D, ci a folosit oglinda rotativă pentru a proiecta o imagine 2D dintr-un rând de LED-uri.

Sistem de oglinzi rotative

Motivație

Sistemele volumetrice anterioare au proiectat imagini într-un plan difuz de rotație, astfel încât lumina a rămas împrăștiată în toate direcțiile. Din păcate, aceste afișaje nu au putut recrea efecte precum determinarea suprafeței ascunse. Prin urmare, a apărut nevoia de a crea un sistem capabil să rezolve defecte ca acesta. Apoi, creați un sistem de oglindă giroscopică acoperit cu un difuzor holografic anizotrop.

Figura 2: caracteristici de reflectanță anizotropă ale sistemului de oglindă. * Stânga: Fotografii ale unui laser și ale unui proiector video cu linie subțire reflectate în difuzorul și reflectorul holografic . Lățimea orizontală totală pentru orice imagine este de patru grade. Imaginea de mai jos prezintă distribuția ideală de interpolare bilineară , a cărei rază coincide cu separarea unghiulară de 1,25 ° a vederilor succesive ale ecranului. * Dreapta: Grafice ale profilurilor de intensitate orizontală ale imaginilor din stânga. Proiectorul laser roșu, albastru și negru ideal ( interpolare biliniară )

Operațiune

Oglinda reflectă zona de proiecție a fiecărui pixel într-o gamă îngustă de puncte de vedere. Cu difuzorul holografic se poate controla lățimea și înălțimea acestei regiuni. Acest difuzor creăm o relație între difuziunea X și Y de aproximativ 1: 200.

Pe orizontală, suprafața este o speculație considerabilă, pentru a menține o separare în grade între diferitele puncte de vedere. Pe verticală, oglinda este larg răspândită, astfel încât imaginea proiectată să poată fi vizualizată de la practic orice înălțime.

Profilul orizontal al lobului specular este aproximativ de interpolare biliniară adiacent între diferite puncte de vedere. Mișcarea de estompare a oglinzii adaugă câteva linii suplimentare care îmbunătățesc reproducerea imaginii descuamate în detrimentul rezoluției unghiulare .

Asamblare

Difuzorul și reflectorul holografic anizotrop sunt montați într-un panou din fibră de carbon și conectați la un volant de aluminiu de 45 de grade. Roata se rotește sincronizat cu respectarea imaginilor afișate de proiector.

Figura 3: a) indicatorii utilizați pentru a determina matricea de proiecție. b) Cele patru colțuri vedeți proiectorul cu oglinda la 0 grade și 180 de grade.

Sincronizarea într-un sistem

Deoarece rata de cadru de ieșire a unei plăci grafice pentru PC nu este întotdeauna constantă și nu poate fi modificată din mers, utilizând semnalul de ieșire video al computerului ca principal (master) pentru sincronizarea sistemului. Proiectorul creează , de asemenea , de mare viteză , care codifică de astăzi cadru semnale rata. Aceste semnale de comandă sincrone sunt trimise direct către un sistem motor inteligent (de exemplu, Animatics SM3420D ) care asigură că viteza motorului de mișcare a oglinzii este păstrată sincronizată cu semnalele trimise de proiector.

Pe măsură ce oglinda se rotește de 20 de ori pe secundă, persistența vederii creează iluzia unui obiect plutitor în centrul oglinzii.

Design grafic pe ecran

Figura 4: a) O bară transversală a unui fascicul cu puncte de vedere verticale de împrăștiere a luminii (V) într-un cerc vicios. b) văzute de sus, razele diverg în oglindă care reflectă un punct nodal pentru fiecare dintre multiplele puncte de vedere. Punctul de vedere corespunzător lui Q se află la vârful intersecției dintre raza lui P'Q și cercul de vedere V. c) Când un câmp de lumină preprocesat, V 'determină punctul de vedere orizontal cel mai apropiat de proba.

În această secțiune definim cum se realizează o scenă 3D pentru a arăta perspectiva corectă, cu furnizarea liniei de scanare sau a trasării razelor . Presupunem că oglinda rotativă se concentrează pe origine și axa sa de rotație este axa verticală, cu proiectorul video în punctul P deasupra oglinzii, ca în figura de mai sus. Să presupunem în plus că punctul de vedere pe care dorim să îl obținem la o înălțime h și la o distanță d de axa Y. Pentru simetria de rotație a sistemului nostru, suntem capabili să producem imagini corecte în perspectivă pentru fiecare poziție de vizualizare a cercului definită de H, V și D, crearea de imagini binoculare din H și D va fi similară pentru ambii ochi. În practică, seria punctelor de vedere din perspectiva care definește V nu trebuie să fie un cerc continuu, ci poate trece printr-o varietate de locații la diferite distanțe și poate monitoriza înălțimile.

Sistem dublu de oglinzi rotative

Figura 5: a) Două oglinzi pentru a vizualiza imagini color cu filtre cyan și portocaliu sub posturile TV. b) o fotografie color a imaginilor obținute cu acest sistem.

Datorită acestui sistem simplu putem genera versiuni color ale imaginilor noastre. Așa cum se arată în imaginea din dreapta despre necesitatea de a avea un sistem cu două oglinzi într-o singură perdea.

De fiecare parte a magazinului, un filtru de culoare plasat între filmul difuzor holografic și prima oglindă de suprafață, astfel putem evita introducerea reflexiilor speculare. Filtrele utilizate sunt filtru cyan pe o parte și un filtru portocaliu pe cealaltă, astfel încât să se obțină diviziunea aproximativă a lungimilor de undă ale spectrului vizibil în mod uniform pe termen scurt și lung. Culorile RGB sunt convertite într-un sistem de portocaliu și cyan și este de așteptat. Pentru a obține culoarea, fiecare sistem de oglinzi plate trebuie calibrat independent. Deci imaginea este în două părți, una pentru partea filtrului portocaliu și una pentru partea filtrului cyan, astfel procesul de calibrare asigură faptul că fiecare parte este redată în toate punctele de vedere. Efectul vizualizatorului este similar cu sistemul de film color Kinemacolor 2 , iar alegerea filtrelor permite reproducerea culorilor pentru utilizarea în multe scene. În plus față de obținerea culorii, sistemul cu oglindă dublă dublează numărul de imagini pe secundă afișat vizualizatorilor, ceea ce permite ca rata secvențială a cadrelor să fie mult mai stabilă decât sistemul alb-negru .

Aplicații

Sistemul Maeda [Maeda, 2003] se bazează pe un sistem de rotație al monitorului LCD . Cea mai mare parte a limitelor ratei de reîmprospătare a acestui monitor, permițând doar cinci rotații pe secundă, primind doar cinci ori independente.

Sistem Transpost [Otsuka, 2006]: cele 24 de fotografii din jurul marginii exterioare a imaginilor video proiectate și reflectate într-un ecran al acestui filtru anizotrop rotativ rapid cu un cerc creat de diferite părți ale oglinzilor.

Videoconferință 3D [California, 2009]: bazată pe o structură formată din două oglinzi care reflectă imagini, creând puncte de vedere diferite pe 360 de grade.

Bibliografie

Travis, ARL 1997. Afișarea imaginilor video tridimensionale.

Endo, T., Kajiki, Y., Honda, T. și Sato, M. 2000. Afișaj video cilindric 3D observabil din toate direcțiile.

Dodgson, NA 2005. Afișaje 3D autostereoscopice.

McDowall, I. și Bolas, M. 2005. Aplicații de afișare, detectare și control pentru afișaje digitale cu microspeți.

Favalora, GE 2005. Afișaje volumetrice 3D și infrastructură de aplicații.

Otsuka, R., Hoshino, T. și Horry, Y. 2006. Transpost: O nouă abordare a afișării și transmiterii imaginilor solide 3D vizibile la 360 de grade.

Agocs T., Balogh T., Forgacs T., Bettio F., Gobbetti E., Zanetti G. și Bouvier E. 2006. Un afișaj holografic interactiv la scară largă.

linkuri externe

[1] videoclip care arată sistemul de oglinzi rotative

[2] Tipul de afișaj realizat datorită tehnologiei descrise

[3] ^{[ link rupt ]} Articolul despre utilizarea sistemului în teleconferință 3D