"الكمال" العرض ثلاثي الأبعاد ما هو؟

تم العلماء تتبع الهدف، وهذا هو، بدون مساعدة من الأدوات، لا جدوى خاصة للعرض، لا يقتصر على المشاهد بعينه، والعين المجردة حقا 3D.

في الطبيعة 13 نوفمبر باحثون من جامعة ساسكس في المملكة المتحدة (جامعة ساسكس) يصف متعدد الوسائط رصد الصوت فخ (المتعدد الوسائط الصوتية فخ العرض، MATD): من الممكن أن تحيل في وقت واحد البصرية والسمع واللمس واحدة من تعليق عرض المحتوى الثلاثة، وانه كان يستخدم فقط للأعمال نقل الصوت واحدة.

وهكذا، فإن تجسيد الأساسي لعرض صورة ثلاثية الأبعاد، الواقع الافتراضي والمجهر مجسمة لتقنيات مختلفة تماما. هؤلاء الناس هم أكثر دراية مع استخدام التقنيات البصرية لخلق الوهم من العمق، لتحقيق تأثيرات واقعية. لكن الصور المجسمة يمكن أن ينظر إليه فقط من زاوية معينة، الواقع الافتراضي وعدسات مجسمة أو النظارات المطلوبة لارتداء الخوذات، وجميع هذه التقنيات يمكن أن يؤدي إلى إرهاق العين. في المقابل، لخلق صورة 3D الحقيقية باستخدام الليزر، المجال الكهربائي، والإسقاط الضباب أو غيرها من الأساليب التي يمكن الحصول على الناس من أي زاوية بالعين المجردة يمكن أن نرى.

صمم الباحثون هذا النظام المحاصرين سمعيا الجسيمات، وأحمر في حجم العرض الضوئي بسرعة والأخضر، والأزرق المشع الضوء على الجسيمات، للسيطرة على شاشة ملونة. وفي الوقت نفسه، من خلال تصفية الشق الثانوي مضاعفة تقسيم الوقت، طريقة تعديل السعة والمرحلة الحد الأدنى، لذلك MATD قد يتم عرض المحتوى السمعي لمسي جنبا إلى جنب مع عرض مرئي.

كلية الهندسة وجامعة ساسكس ريوجي هيراياما، أيضا مؤلف الأول من الورقة يدل على سرعة النظام الجسيمات العرض في التلاعب الاتجاهين الرأسي والأفقي، وكان يصل الى 8.75 م / ث و 3.75 م / ث، والجسيمات لها القدرة على مراقبة الأداء أفضل بكثير من العرض البصري أو السمعي الآخر من الطرق السابقة. وبالإضافة إلى ذلك، وقال جامعة ساسكس فريق البحث والتكنولوجيا هي عدم الاتصال، شريطة عالية السرعة التلاعب في المواد الفرصة وسيتم تطبيقها في مجالات الحوسبة وصناعة الطب الحيوي.

الخريطة | تحوم في الهواء فراشة الظاهرية (المصدر :. Eimontas Jankauskis / جامعة ساسكس)

كانت مضاءة الدراسة الخيال العلمي

 جلب 3D عرض الصور الانطباع الأول للشعب، وينبغي أن يكون إطلاق سراح 1977 من ملحمة فيلم الخيال العلمي "حرب النجوم"، الصادرة الأميرة ليا للمعلومات صورة ثلاثية الأبعاد لمساعدة لوك سكاي ووكر وأوبي وان. ثم، هناك العديد من تتمة تظهر تقنية العرض ثلاثي الأبعاد. السبب الذي يجعل الناس يعتقدون أن "حرب النجوم" له أهمية كبيرة، ليس فقط بسبب محاولاتها وجهة نظر الكبرى في العالم، ولكن أيضا في شروطه تقنية محدودة مع الخيال لخلق أسطورة حلم طفل. 3D تقنية عرض مجسمة، هي واحدة من المفاهيم الهامة.

المتاحة حاليا يعرض مجسمة التقليدية عادة هو صورة 2D إلى 3D. على سبيل المثال، توقعت الفوتونات Voxon VX1 على ما يصل سريعا وهبوطا الحركة من الشاشة، فإنه لن تتطلب نظارات خاصة لخلق صورة 3D يمكن عرضها مباشرة. ولكن نظرا لهذا العرض من معدات البناء الأجزاء الميكانيكية المعقدة، لا يمكن إلا أن يكون مؤمنا وراء الزجاج، لا يمكنك العثور على التطبيق المناسب بالإضافة إلى المتحف.

في عام 2006، Hidei كيمورا في كاواساكي، اليابان، الرئيس التنفيذي لمحاولات بيرتون الأولى لرسم الصور مباشرة في الفضاء ثلاثي الأبعاد، هو وعالم آخر وضعت بالاشتراك تقنية، ليزر يمكن أن تدق من الإلكترونات من جزيئات الهواء، لذا دعوهم تألق. وفي الوقت نفسه، سرعة عالية الحركة من النقطة المحورية ليزر، ويمكن أن يسبب ضوء البلازما المستمر انبعاث نقاط لتكوين صورة تقريبية. في ذلك الوقت، وقال كيمورا: "إن التكنولوجيا لا تحتاج إلى أي شيء، يمكننا خلق 3D صور مباشرة في الهواء". وتنص أيضا على استخدام هذه التقنية بث المعلومات في حالات الطوارئ في السماء، أو في لعبة رياضية 3D تشغيل إسقاط الحاضر على الأرض .

على الرغم من بعد سنوات من التنمية من خلال تكنولوجيا البلازما كانت مستقرة نسبيا صورة يمكن أن تتولد، ولكنه لا يزال لديه بعض القيود هامة: دقة منخفضة، وبمجرد أن اندلاع ما يعادل فقط إلى نقطة الليزر في الصورة، وإذا كان ليزر يمكن أيضا أن تكون قوية جدا حروق للناس. عالم الكمبيوتر في جامعة تسوكوبا في اليابان يويتشي Ochiai بعد اكتشاف هذه المشاكل، أطلقت دراسة أخرى.

في عام 2016، وضعت فريق البحث Ochiai تقنية العرض البلازما، التي يستخدمونها منخفضة الطاقة، الليزر نبضة قصيرة لإنتاج صورة ملموسة. هذه ليست سوى بضعة ملليمترات عرض الصورة، والصورة أصغر بكثير من فريق كيمورا. ومع ذلك، بسبب ارتفاع وتيرة نبضة ليزر من الاستخدام، بحيث الليزر والمغير ديه عدد وافر من التركيز، وسيقوم فريق تحسين دقة الصورة 10 إلى 200 مرة من فريق كيمورا. كما أنها يمكن أن تخلق صورا أكثر تعقيدا، مثل حجم الإبرة خرافية.

في جامعة ساسكس، مستوحاة الصوتية بحوث عرض 3D من الخيال العلمي أخرى: في أوائل 1960s، أصدرت المسلسل التلفزيوني "ستار تريك" الشهرة من شعاع جرار. في وقت مبكر من عام 2012، عندما قيادة جامعة ساسكس فريق البحث سريرام سوبرامانيان رائدة وسيلة لافتعال موجة الصوتية وتوليد نقطة الضغط العالي على الأجسام الصغيرة الثابتة والمتحركة. ولكن حتى عام 2018، عندما جاء ريوجي هيراياما إلى المختبر، وجدوا فقط وسيلة لاستخدام الصوت لخلق صورة.

جهاز العرض وصفها في مجلة الطبيعة ليست معقدة، فقط اضغط مرة واحدة على لوحة المفاتيح، ويمكن ريوجي هيراياما جعل الجسيمات العالقة صغيرة تنشيطها. ويمكن أن تعمل بقع بيضاء جعلها تقفز في الهواء تحوم، تحوم. مع ضغطة وآخر، ونقطة صغيرة شكل فراشة متوهجة، وعندما يتجول في مربع أسود، وسوف رفرف اجنحتها.

(المصدر: Eimontas Jankauskis / جامعة ساسكس.)

وراء تشويه الهواء قدمت فعلا بسيطة نسبيا: هناك نوعان من صفائف استطال 256 تتألف من رئيس الصغير في أعلى وأسفل الجسيمات العالقة، والتي يتم إنجازها عن طريق التحكم حركة الجسيمات توليد الموجات فوق الصوتية. بسبب سرعته سريعة جدا، بحيث بالعين المجردة يمكن أن يرى أنها ليست سوى بضعة سنتيمترات في القطر، وتطور صورة 3D. ولفت في الهواء مباشرة، مثل رسم مع نفس الجهاز النقش عالية السرعة.

بالإضافة إلى ذلك، تنتج صورة المتكلم بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يبدو والناس تصور عن طريق اللمس. إذا وصلت إلى فراشة، قد يشعر الناس يرتجف الأصابع. وفي قضية أخرى، وفريق جامعة ساسكس هو مبين، يرافقه وجه مبتسم الملكة "ونحن سوف أنت الصخرة" ظهر في السماء.

أرقام | للقياس قطرها الجسيمات وكروية جهاز الكاميرا، أقصى سرعة الخط B من أحجام مختلفة؛ C بأقطار مختلفة الجسيمات تنتج وجه مبتسم (. المصدر: Eimontas Jankauskis / جامعة ساسكس) ..

تريد عرض صورة مستقرة، ونحن بحاجة إلى خلق جزيئات صغيرة معلقة في كل إطار صورة في أقل من عشر من الثانية. في دراسات سابقة، سباحة صوتية تميل إلى أن تكون أكثر التركيز على كيفية الاحتفاظ الكائن بأنها مستقرة ممكن، وسرعة الحركة بطيئة نسبيا. البحث هيراياما والابتكار التي من شأنها تحقيق الاستقرار في الجسيمات قبل المغلوب، ووتحديدا للجوال الحوسبة طريقها لتصميم برنامج أو خطة جيدة لكل الجسيمات نقطة مستهدفة جديدة.

يمكن للفريق تغيير التركيز من 40000 مرة في الثانية الواحدة. وقال هيراياما يمكن أن الجسيمات تصل إلى سرعة 8.75 م / ث، مما يسمح لهم عبر الفضاء 2 مم، والتحرك بشكل فوري تقريبا. عندما حركة الجسيمات، فإن التغير السريع يجعل من اغتسل في LED للضوء، لون بالتالي إنتاج.

خريطة | عرض تعليق لتقديم العالم، وهذا التعرض لفترة صورة 0،025-20 ثواني، إلا أن الصورة تعادل في 0.1 ثانية، والعين البشرية هي صورة مستمرة (. المصدر: Eimontas Jankauskis / جامعة ساسكس)

غير مستحيلة الحدوث  

واستلهم فريق البحث هيراياما من جامعة بريغهام يونغ (جامعة بريغهام يونغ) الفيزيائي دانيال سمالي العمل يوتا، أبحاث الفضاء في مجال التصوير المجسم وإسقاط فريقه القيادة السند الخطي الكهربائية ملتزمة. وقال سمالي، وذلك باستخدام نفس البيانات وعدد من الجسيمات، حجم الصورة فريقهم ليست سوى واحد على عشرة من فريق البحث من جامعة ساسكس، ولكن القرار هو حوالي 10 أضعاف.

الجامعة التقنية في ساسكس أيضا على قيد الحياة العيب: فهو يتطلب استخدام مكبرات الصوت على جانبي الشاشة، مما يحد من القدرة على التفاعل مع المشاهد والشاشة، ولكن أيضا يحد من حجم الصورة. ومع ذلك، إذا ترقية الأجهزة، سريرام سوبرامانيان (آخر عضو فريق البحث) تمثل في حاجة الى مكبر الصوت على جانب العرض يمكنك أيضا استخدام الموجات الصوتية لخلق صور.

وبالإضافة إلى ذلك، يعمل الباحثون فهم كيفية الجسيمات العالقة في استجابة للضغوط. هذا يساعدهم على التحرك بسرعة أكبر الجسيمات لاستخدامها في وقت الجسيمات متعددة لرسم صورة أكثر تعقيدا، ويوفر الجمع بين البصري واللمس من الخبرات المتعددة. في الإعداد الحالي، وردود الفعل عن طريق اللمس والصورة لا تتطابق تماما، لأنها يمكن لكل شكل حقل تتداخل مع بعضها البعض.

علماء الكمبيوتر في جامعة تسوكوبا في اليابان فريق يويتشي Ochiai والمذكورة أعلاه هو العثور على طريقة لتجنب التداخل المتبادل من نوعين من المجالات، عن طريق اللمس وتتزامن البصرية معا. واستخدم الباحثون مجال الصوتية للحصول على ردود الفعل اللمسية، أثناء تقديم الصور مع نبضات الليزر، ويتم تطبيق طريقة فريق البحث Ochiai إلى الهواء المسحوب بطريقة برايل.

وبالنسبة لفريق البحوث والتكنولوجيا في جامعة ساسكس، قال دانيال سمالي: "حتى الآن، ويعتقد عدد قليل جدا من علماء الفيزياء أن الصوت يمكن استخدامها لاتخاذ خطوات الجسيمات بسرعة كافية لإنشاء مثل هذه العروض في أغسطس من هذا العام، والقماش البريطاني. أصبح Tatsuki فوشيمي الفيزياء في جامعة بريستول ومعاونيه أول شخص لإثبات هذا ممكن، ولكن الجسيمات التي تستغرق وقتا أطول لوصف الشكل، وهو ما يعني أنه ليس هناك سوى أقل من 1 سم صور يمكن عرضها على أنها كائن واحد مستمر، لكن نتائج الفريق البحثي من جامعة ساسكس، دعونا نعتقد أن من المستحيل التفكير قبل الأشياء تحدث ".

الشكل | عروض فراشة مختبر دانيال سمالي و(المصدر: نيت ادواردز / بيي صور)

كما أعطت "حرب النجوم" و "الرجل الحديدي" وغيرها من الأفلام أدى إلى انطباع عميق جدا، وحتما تم مقارنة أي عرض 3D إلى الصورة الثلاثية الأبعاد في فيلم للمقارنة. وقال الأستاذ بكلية صك العلوم والتكنولوجيا الضوئية، جامعة بكين للطيران والفضاء وانغ QIONGHUA والتوجيه البحثي الرئيسي منه هو العين تكنولوجيا العرض 3D المجردة: "الجامعة التقنية في ساسكس من نهج مماثل السابق يمكن أن تخلق صورة أكبر، جنبا إلى جنب مع الصوت، الأمر الذي يجعل الناس من التكاثر (الهولوغرام) أقرب. ولكن حجم هذه الصور لا يزال صغيرا، هو أبعد ما يكون عن الحقيقة. "وانغ QIONGHUA التي لإنشاء" حرب النجوم "في هذا النوع من الصور 3D الحاجة يجوز أيضا السنوات العشر أو حتى لفترة أطول.

ومع ذلك، جامعة ديربي، المملكة المتحدة (جامعة ديربي) حذر تكنولوجيا 3D بحوث الفيزياء باري بلونديل: "نحن لا ينبغي أن تحاول استخدام تقنيات العرض تعليق لخلق أكثر ثراء والصور أكثر واقعية مثل، وليس لأحد ستشهد النحت. مقارنة لرؤية اللوحة ". وأضاف أنه، أوضح" محاولة للتنافس مع الصورة الثلاثية الأبعاد ستجعل التكنولوجيا فقط نحو تسويق طريق مسدود، وهذه التكنولوجيا العرض يتم استخدام أفضل في وسائل الإعلام الأخرى لا يمكن أن تقدم، ولكن أيضا لا تحتاج إلى الكثير من التفاصيل المشهد، مثل عرض وغيرها من الحركة 3D المعقدة ".

وفي هذا الصدد، يرى دانيال سمالي التفاعل عن طريق اللمس أمر مفيد للغاية. على سبيل المثال، وهو طبيب جراح قد تستخدم هذه التكنولوجيا عرض للتدريب العملي، مثل القسطرة من خلال ممارسة القلب والأوعية الدموية وغيرها من العمليات. وقال أيضا: "إذا كان هناك مليون جسيمات يمكن ان تتحرك، ثم أنها يمكن أن تخلق كيانا من وجهه، وجها لوجه التفاعل عن بعد."

"صورة تشبه الحياة مقارنة مع وسائل الواقع الافتراضي المقدمة في الهواء من فراغ لخلق تجسد الإنسان يمكن أن توفر وجود أقوى. وسيكون هذا التصميم المثير". ويعتقد أيضا أن جامعة ساسكس طريقة عرض الصوتية لا تتطلب بالضرورة مرحلة التطوير طويلة للخروج من المختبر. وقال سمالي "قبل أن تطوير تقنيات أخرى، وأراهن أن هذه التكنولوجيا ستكون أول التجارية".

وبطبيعة الحال، في جامعة ساسكس في المختبر، لتحقيق المليون تظهر جزيئات المرحلة لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه.

بعد عرض كل من العرض، تحولت هيراياما قبالة الشاشة، ترفرف أجنحة فراشة اختفى، وترك لهم لخلق الخرز كذاب على قاعدة الشاشة. اختار هيراياما لهم ووضع في صندوق، وربما يمكن للناس أن نتطلع إلى مثل قبعة الساحر، كما فريقه نتطلع إلى تقديم أكثر إثارة تظهر "السحر" في المستقبل.