`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Павел Молодчик

3D-кунсткамера

+44
голоса

Готовя недавно вышедшую статью "3D в каждом доме: быть или не быть?" я просеял множество материалов, некоторые из которых пришлось отправлять в мусорную корзину с сожалением: будучи недостаточно релевантны для серьезного обзора, требующего принесения в жертву нескольких деревьев, они поражали воображение, давали повод поерничать-похихикать... вообщем, вписывались в развлекательный пост, который и предлагается вашему вниманию.

Круговой 3D-дисплей Hitachi

Начну с небольшого отступления. Два месяца тому мне довелось присутствовать на пресс-конференции устроенной японцами в рамках последней IFA с целью прорекламировать выставку CEATEC и утвердить национальный приоритет во всем, что касается 3D-дисплеев и телевидения. Как пример выдающегося достижения японской науки и техники докладчик упомянул в одном предложении круговые 3D-дисплеи Hitachi и Sony (круговые -- т.е. позволяющие осматривать 3D-объекты со всех сторон, - как Люк Скайуокер или не помню кто принцессу Лею в "Звездных Войнах").

Второй из упомянутых дисплеев -- RayModeler -- в представлении не нуждался: он стал гвоздем экспозиций Sony на IFA и на нескольких других крупных выставках в текущем году. Ввиду возбужденного им в блогосферах резонанса (а т.ж. ввиду того, что основные принципы его устройства кажутся мне показательными для современных тенденций развития технологий 3D-визуализации), я решил, что обязательно опишу его статье.

Наличие у Hitachi аналогичной разработки поставило вопрос о целесообразности выделения в статье рубрики: "круговые 3D-дисплеи", посвященной сравнению конкурирующих технологий. Ответ, полученный в результате небольшого журналистского расследования, оказался резко отрицательным, ибо выяснилось, что конкурирующими разработки Sony и Hitachi можно назвать только с большой натяжкой.

В околотехнических электронных изданиях и блогах 3D-дисплей Hitachi освещался три года назад, причем освещался неверным светом: уровень обсуждения удивительно низок как со стороны блоггеров, так и со стороны комментаторов (см., напр., здесь или здесь). Из текста в текст кочевали в 2007 г. невесть откуда взявшиеся обороты вроде "вывернутая наизнанку пирамида" и "вращающиеся зеркала", -- при том, что идея совершенно очевидна, - стоит лишь присмотреться к чертежу из пресс-релиза!

3D-кунсткамера

Впервые это детище Hitachi было явлено общественности на Siggraph'2007. Оно представляет собой короб 20х20х10 см., скрывающий 24-гранную зеркальную пирамиду, обращенную вершиной к центру ЖК-дисплея, расположенного в горизонтальной плоскости экраном вверх. Изображение, демонстрируемое на экране, разбито на 24 сектора, каждый из которых изображает демонстрируемый объект в одном из 24 ракурсов. Ногами к центру, головой - к периферии. Наблюдатель, чьи глаза оказываются в зоне комфортного просмотра (представляющей собой, очевидно, что-то вроде тора), правым видит глазом отражение экранного сектора №n в зеркале №n, а левым - отражение сектора №n+1 в зеркале №n+1. Эти отражения образуют стереопару, при рассматривании которой зрителю кажется, будто он видит 3D-объект внутри пирамиды. Вот и весь фокус!

Дешево, сердито и даже воспроизводимо в домашних условиях (для тех, что умеет обращаться со стеклорезом и знает, как подключить к компьютеру 24 копеечные веб-камеры).

Зато и недостатков масса:
- весьма ограниченная зона комфортного просмотра;
- геометрически неправильная форма пространства, в котором отображается объект, - оно представляет собой узкий телесный сектор, обращенный вершиной вниз (ясно, почему эта конструкция малопригодна для использования в перевернутом положении: попытка отобразить человека в этом случае была бы чревата опасностью усекновения его головы);
- обилие мусора, загромождающего поле зрения зрителя по сторонам от объекта (отражения в гранях n-2, n-1, n+2 n+3 и т.д.);
- громоздкость конструкции;
- оставляющее желать лучшего угловое разрешение, - иными словами великоватый угол между смежными ракурсами (360/24 = 15о).

ЖК-монитор, конечно, можно заменить картинкой, а пирамиду заполнить песком, - выйдет стильное пресс-папье с чьим-нибудь 3D-портретом.

Вообще, от этой конструкции разит архаикой, - она явственно напоминает что-то вроде гибрида анаморфоза, известного со времен Леонардо, и Зоотропа, известного с 1830-х гг. Поразительно, что до нее никто не додумался века этак полтора тому, - тогда бы у нее было куда больше перспектив для завоевания рынка (ввиду старинного обычая устраивать на рыночных площадях паноптикумы, это слово предлагаю считать употребленным в обоих смыслах).

3D-кунсткамера

"Зеркальный анаморфоз с колонной" современного оп-арт-художника Иштвана Ороса (István Orosz)

Странная слепота, мешающая авторам публикаций делать выводы из простого чертежа - это тоже своего рода оптическая иллюзия. Кажется, вызывается она двумя причинами:

- притянутыми за уши заявлениями представителей Hitachi о применимости данной технологии в 3D-видеотелефонии (от которых авторы теряют уверенность в себе и им начинает казаться, что они, наверное, чего-то в чертеже недопоняли);
- путаницей, вносимой наличием у Hitachi двух круговых 3D-дисплеев, построенных на принципиально разных технологиях (к примеру, в этой
публикации, текст относится к одному дисплею, а иллюстрации - к разным)

Еще один круговой 3D-дисплей Hitachi

Хотя он устроен несколько сложнее, основная его идея также объяснима в одном абзаце. Слыхали о ноутбуках, позволяющих пользователю сохранять приватность при работе в общественном транспорте? Приватность в данном случае достигается преднамеренным уменьшением сектора обзора дисплея, перекрываемого головой пользователя, так что прочие видят черный экран. Именно такая панель используется в данной разработке Hitachi. Вернее сказать, не панель, а зеркало, поверхность коего испещрена микробороздками, придающими ему способность отражать свет преимущественно в одном направлении. Обеспечиваемый им угол обзора настолько мал, что голова зрителя перекрывает его с избытком: если один его глаз видит картинку, то другому глазу зеркало представляется черным. Придав ему вращательное движение вокруг вертикальной оси (достаточно быстрое для того, чтобы сетчатка перестала регистрировать мерцание) и заставив его отражать изображения 3D-объекта в разных ракурсах, инженеры Hitachi создают стереоиллюзию для всех наблюдателей, находящихся относительно кругового 3D-дисплея не слишком и далеко, но и не слишком близко (в первом случае наблюдатели рискуют увидеть обоими глазами один и тот же ракурс, вследствие чего изображение покажется им плоским, а во втором - получить зеркалом по носу).

Выглядит все это примерно так:

3D-кунсткамера

Если предыдущая конструкция была абсолютно неприменима в мобильной электронике, то дял описания характера неприменимости этого 3D-дисплея я просто не могу подобрать правильного слова. А впрочем, почему бы наличию настоящего олдскульного гироскопа в 3D-камерафоне не оказаться полезным для стабилизации изображения при съемке с длинными выдержками...

Будущее фотографии - вычислительная фотография ("computational photography"). Also sprach Adobe.

На недавнем шоу GPU Technology Conference (GTC) ажиотаж вызвала пленоптика (от лат. plenus, -- "полный") -- т.е. специфическая разновидность микролионзового массива, разрабатываемого в Adobe последние несколько лет. Массив устанавливается поверх CCD-матрицы и используется не для непосредственной фиксации так называемых Integral 3D-изображений (подробнее о них читайте в моей статье), а для получения несколько более опосредованной информации об объеме сцены. В сравнении с Integral 3D-микролинзами, линзы Adobe длиннофокуснее (поле зрения каждой из них охватывает не весь объект, а только его относительно небольшой фрагмент) и малочисленнее (количество строк и столбцов в матрице исчисляется несколькими десятками). Получаемые с их помощью тысячи изображений служат исходными данными для алгоритма Plenoptics Renderer, преобразующего их в обычное 2D-изображение, обладающее высоким разрешением и чрезвычайно большой глубиной резкости. Сцена на нем видна с одного из множества точек зрения (по-видимому, множество это представляет собой круг, диаметр которого сопоставим с диаметром диафрагмы основного объектива). Кроме того, Plenoptics Renderer генерирует z-буфер, - т.е., 2D-массив, ставящий в соответствие каждому пикселу на экране его глубину. Этой информации достаточно не только для восстановления стереопары, но и для получения сцены в виде 3D-модели (т.е., с точки зрения пользователя пленоптическая камера занимает промежуточное положение между 3D-камерой и 3D-сканером).

Если супер-четкость нежелательна, Plenoptics Renderer может моделировать оптический тракт камеры, сфокусированной на любом из планов сцены. Иными словами, фотограф получает возможность наводить на резкость задним числом, - именно этому трюку посвящен гремящий в YouTube ролик c пресс-конференции Adobe на GTC. Не знаю как вы, а я против такого удобства, ибо оно грозит лишить нас одного из немногих оставшихся критериев для отбраковывания материалов из непомерно раздутых семейных фотоархивов. Если делая снимок вы не потрудились сфокусировать камеру на интересующем вас объекте, значит не очень-то он вас интересовал, не так ли?

Утверждается, что ввиду чрезвычайной сложности алгоритма Plenoptics Renderer, в реальном времени его работать удалось заставить лишь недавно. Для этого пришлось прибегнуть к утилизации ресурсов GPU. Трудно сказать, когда эта технология станет массовой и станет ли вообще. Однако, если это произойдет, то перед Nvidia откроются чарующие перспективы выхода на рынок "мыльниц"!

3D-кунсткамера

Отметим, что монструозная камера Adobe обладает 19 основными объективами, размещенными в виде шестиугольника, напоминающего бестеневую хирургическую люстру. Каджый из них снабжен 5-мегапиксельной CCD-матрицей с пленоптическим фильтром (т.о., суммарное разрешение составляет ~100 Мп).

Еще отметим, что разработка сходной технологии ведется в Стенфордском Университете (там ее окрестили "super-3D").

Полуфантастические 3D-дисплеи

Бурление волн 3D-энтузиазма выносит в фокус общественного внимания множество устройств отображения объемных изображений, относительно которых трудно сказать что-либо определенное прежде всего в силу их многочисленности. Кроме того, попытки составить представление об их качестве затруднены двухмерностью интернет-страничек, а попытки разобраться в их устройстве - нежеланием разработчиков распространяться о ноу-хау, приводящим к зацикливанию графа гиперссылок и заведению его в тупик бессмысленно жизнерадостных пресс-релизов. Вот пара примеров:

3D-кунсткамера

3D-дисплей flare320 датской компании ViZoo позволяет осовременить оформление витрин за счет использования принципов дополнения реальности (бутылка в нем установлена реальная, а 3D-мультфильм, повествующий о пытающейся проникнуть в нее мухе - иллюзорный).

3D-кунсткамера

Один из экспонатов серии HoloAD Diamond на стенде компании Innovision, озадачивших посетителей последней тайваньской выставки Computex. Файлы в формате FLV они получают через разъем USB. Прочие бессмысленные подробности такого рода - см. здесь, здесь и здесь.

Как оно все устроено? Не болят ли от него глаза? Не порылась ли здесь фотожаба? Не смесь ли это первоапрельского розыгрыша с вирусным маркетингом? Нет ответа.

Сайтам вроде www.mightytricks.com и www.all-about-magicians.com, удовлетворяющим информационные потребности любителей фокусов, впору открывать разделы, посвященные 3D-дисплеям и их разработчикам.

Восход 3D-эры как закат культурной гегемонии ненормальных

Очаровала заметка, опубликованная на сайте журнала Scientific American об изысканиях сотрудников ряда американских академических учреждений. Если изложить ее вкратце и приправить несколькими очевидными выводами, то она сводится к следующему рассуждению.

Начиная со времен наскальной живописи успешность художников (а т.ж. кинематографистов, телевизионщиков, - словом, большинства производителей культурообразующего контента и властителей дум наших) определяется их искусностью в передаче объемных образов на плоскости. Наилучших успехов в этом деле добиваются те, кто с детства привык мыслить о мире в плоских образах в силу неспособности видеть их трехмерными по причине каких-то офтальмологических и/или нейрофизиологических проблем. Вполне здоровым людям с ними конкурировать можно, но сложно (примерно как зрячим состязаться со слепцами в скорочтении текстов, отпечатанных шрифтом Брайля).

Увы, голова у человека устроена настолько сложно, что расстройство зрительной системы, как правило, оказывается сопряжено с более серьезными и комплексными проблемами. Вот почему нашей культурой споконвеку заправляют ненормальные. Ломброзо не знал толком, как объяснить доминирование безумцев в пантеоне гениев, а американские ученые подвели под его беспомощное барахтанье серьезную основу.

Не удовлетворившись отвлеченными рассуждениями, группа исследователей под руководством гарвардского профессора Маргарет Ливнгстоун (Margaret Livingstone) поверила теорию практикой: присмотревшись к фотопортретам известных художников, они обнаружили среди них непропорционально высокий процент страдающих амблиопией (это - с первого взгляда диагностируемое офтальмологами и присутствующее у ~3% населения заболевание, препятствующее нормальному восприятию объема и проявляющееся в рассогласовании ориентации глазных яблок; косоглазие  - частный его случай).

3D-кунсткамера
3D-кунсткамера

Амблиопия и проявление сопутствующих психопатологий на примере Марии Примаченко:)

Ныне, когда кино и телевидение обретают объемность, а пресса вытесняется планшетными компьютерами с 2D-, а затем, конечно, и 3D-экранами, на Парнасе впервые в истории человечества воцаряются вполне нормальные, умеренные и аккуратные люди, которые поведут нас прямиком в светлое будущее. Аминь.

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT