Если вы хотя бы раз пользовались стерео очками, если вы смотрели стереофильмы, вы наверняка знаете, сколько неудобств приносят эти псевдо-стерео-эффекты. Для создания иллюзии трехмерности плоского изображения существуют и недорогие решения. Например, очки от Elsa. Но часто такие очки бывают неудобными в использовании, они неуклюжи и от них устают глаза.
Обычно для получения 3d эффекта из двухмерного изображения мы пользуемся специальными средствами. Например, такой эффект дают и обыкновенные стерео очки, и даже устройства типа калейдоскопа. При этом мы не подозреваем, что это фальшивка (по крайней мере, пока не проверим). В своем новом LCD мониторе 2015XLS компания Dimension Technologies попыталась создать из плоской картинки иллюзию реалистичного трехмерного изображения без использования традиционных 3D-средств или очков.
В основу работы такого устройства положен принцип стереоскопии. Как и любое другое стереоскопическое устройство, этот монитор создаёт два почти одинаковых представления одного изображения. Когда мы одновременно видим эти два представления, то создаётся иллюзия трехмерности изображения. Вспомните стереофильмы, столь популярные несколько лет назад. Если всё время смотреть в одну точку на экране, будет заметно, что изображение, казавшееся вам объёмным, на самом деле будет вовсе не объёмным.
По этому же принципу работает новый LCD монитор от Dimension Technologies. Он позволяет формировать стереоскопическое изображение в реальном времени. Самое же ценное – этот монитор способен создавать реалистичное трехмерное изображение практически из любой картинки или программы.
Если рассматривать стереоскопию с анатомической точки зрения, то для создания внутренней трехмерной модели видимых объектов зрительная система используют множество различной информации. Это и перспектива, и затенение, и видимые размеры предметов, и многие другие. Все эти факторы учитываются и при симуляции трехмерного изображения на плоском экране, они используются в большинстве игр, пакетах CAD/CAM, но они не дают ощущения глубины настоящего 3D.
Ощущение глубины того, что мы видим в реальном мире или при просмотре 3D фильма дает нам бинокулярное неравенство. Этот термин означает, что изображение, которое видит наш левый глаз, несколько отличается от изображения, видимого правым глазом, так как глаза расположены на расстоянии примерно шести сантиметров друг от друга. Появляются чуть заметные различия в форме предметов, в их взаимном расположении. Мозг обрабатывает различия между изображениями, видимыми обоими глазами, для точного представления трехмерной формы и позиции рассматриваемых объектов. Это и есть настоящая глубина 3D, которую мы и видим в реальном мире.
Системы, воспроизводящие стереоскопическое изображение, создают как минимум два представления каждой сцены, одно из них пользователь видит левым глазом, а другое - правым. Эти два представления называются стереопарой. Система формирования изображений должна обеспечить ситуацию, когда левый глаз видит представление для левого глаза, а правый - для правого. Для этого в мониторах DTI за LCD экраном находится специальная подсветка и оптика, которые создают чередующиеся столбцы пикселей, видимые левым и правым глазом. Как показано на картинках ниже, система DTI показывает левую и правую половину стереопары на чередующихся столбцах пикселей на LCD. Левое изображение показывается на нечетных столбцах, а правое - на четных. Например, при разрешении 1024x768 каждое стереоскопическое изображение будет состоять из 512 столбцов и 768 рядов.
Обе части стерео пары показываются одновременно и направлены на соответствующий глаз. Это достигается благодаря специальной подсветке, находящейся за LCD. Используя свет из небольших но мощных источников, подсветка оптически генерирует решетку из очень тонких, ярких, равномерно расположенных вертикальных световых линий, в нашем случае, их 512. Эти линии точно расположены относительно столбцов пикселей. Поскольку нашему бинокулярному зрению свойственен параллакс, левый глаз видит эти линии через нечетные столбцы на LCD, а правый - через нечетные. Таким образом левый глаз получает часть изображения, предназначенную именно левому глазу, а правый - предназначенную правому. Это позволяет нам воспринимать трехмерное изображение как единое целое. Такая эксклюзивная технология DTI получила название Parallax Illumination.
Между расстоянием от LCD до подсветки(d) и расстоянием от LCD до наших глаз (расстоянием просмотра) имеется определённая зависимость. Расстояние просмотра частично определяет размеры и положение "зон просмотра", показанных рисунке 3. В этих зонах мы способны воспринимать изображения для левого и для правого глаза. Если левый глаз находится в зоне левого глаза, а правый - в зоне правого, то с какого бы места мы ни смотрели на монитор, мы можем воспринимать стереоскопическое изображение.
Когда наши глаза соответственно видят обе части стерео пары, использующиеся для передачи перспективы, то создается иллюзия трехмерности. Мы не видим экран, мы видим сами объекты. Создается впечатление открытого окна, через которое объекты могут выдаваться вперед или отступать назад. Собственно говоря, поэтому и возникло название "Виртуальное окно" (Virtual Window). Кроме того, система Parallax Illumination позволяет щелчком кнопки переключаться между стереоскопическим и простым режимами работы (при вдвое большем разрешении). Ни один другой трехмерный монитор не позволяет переключать режимы изображения так, чтобы плоское изображение отображалось в полном разрешении, поэтому монитор можно в каком-то смысле считать уникальным.
Заметим, что трехмерным изображением могут наслаждаться одновременно несколько человек, даже несмотря на то, что такие мониторы предназначены для работы одного человека. Объясняется это большим количеством периодически повторяющихся зон. Кроме того, ограничения по вертикали тоже не существенны. Скажем, трехмерную картинку будете видеть и вы, и человек, стоящий за вами.
Спецификации монитора:
DTI 15" 2015XLS Virtual Window
В настоящее время DTI производит две модели 3D мониторов. Модель, о которой рассказывается в этой статье, является low-end решением (ничего себе - $1700 и low-end… красиво жить не запретишь). Но это ещё ничего по сравнению с 18" моделью, стоящей примерно $7000. Опционально поставляются TV Svideo/BNC адаптеры. Было бы очень интересно посмотреть 3D TV, но, к сожалению, предоставленный монитор дополнительных адаптеров не имел.
Монитор произвел прекрасные впечатления - темный корпус, хорошо продуманное управление. Кроме того, монитор обладает антибликовым покрытием и небольшой подставкой - как и большинство других LCD мониторов. К видеокарте монитор подключается не по цифровому соединению, а по аналоговому. Хотя такое решение и не дешево, этим достигается лучшая совместимость. Кроме стандартного пятнадцатиконтактного VGA соединителя, устройству требуется последовательный порт.
Как и многие другие мониторы, 2015XLS оснащен цифровым блоком управления (типа OSD - On Screen Display), с помощью которого можно изменять множество параметров: яркость, контраст, переключаться между 2D и 3D режимами, etc. Кроме того, существует программное обеспечение, позволяющее настраивать монитор программным образом.
Экран выглядит очень хорошо. При полной яркости изображение на этом мониторе было гораздо ярче, чем на многих других LCD (контрастность 200:1), все отлично видно даже при прямом солнечном свете. К сожалению, при переключении в 3D режим яркость значительно падает - с 250 кд/кв.м до 86 кд/кв.м.
Текст на монитор выводится прекрасно, буквы четкие. И в отличие от множества других LCD мониторов, этот без особых проблем работает даже в режиме 16,7 млн цветов. А эффект ореола (ghosting) - обычное явление с момента появления TFT мониторов - почти незаметен. Кроме того, отметим, что в нашем экземпляре сбойных пикселей не было вообще.
Для того, чтобы пользователи лучше представляли возможности монитора, DTI разработала очень неплохую дему. Первая часть демы - это лекция об устройстве монитора и о правильной эксплуатации. На рамке в левом углу монитора есть небольшой светодиод, свет от которого можно увидеть только под определенным углом зрения. Вы можете полностью насладиться 3D изображением только тогда, когда видите горящий светодиод. Как мы выяснили, можно нормально воспринимать трехмерное изображение при отклонении до 5-10 градусов влево и вправо. Хотя нас очень впечатлили возможности монитора, хотелось бы, чтобы трехмерное изображение можно было воспринимать при бОльших отклонениях.
Далее все прелести монитора демонстрировались уже непосредственно на 3D изображениях. Надо сказать, что вид готовой выстрелить пушки, направленной в вашу голову, очень впечатляет. Также стоит отметить панорамный обзор (на 360 градусов) торгового центра, выполненного в полном 3D. DTI также поведала, как с помощью подообных мониторов можно демонстрировать покупателям различные продукты - например, нам показали трехмерное изображение минидискового плеера Sony.
Игры при использовании GeForce3 выглядели просто потрясающе. Последние детонаторы Nvidia уже разрабатываются с поддержкой стереоскопических устройств. Хотя при переключении из нормального режима в стереоскопический производительность падала, но благодаря GeForce3 и мощному процессору падение производительности было едва заметно. Поскольку родным разрешением для данного монитора является 1024x768, для нормальной работы рекомендуется карта не ниже уровня GeForce2 GTS.
При запуске 3DMark 2001 изображение на мониторе поражало. Трудности возникали при попытке поиграть в более динамичные игры вроде Quake 3 или Tribes 2. Сложно не дергаться и удерживать голову ровно, в рабочей зоне :-)
Наилучшее применение этот монитор найдет в бизнес-приложениях, в исследовательской работе и при моделировании. Способность из двухмерного получать реалистичное 3D изображение может быть востребованa и в медицине, и даже в архитектуре. NASA и другие правительственные организации уже используют подобные технологии для моделирования.
Несомненно, уже скоро технология DTI Virtual Window будет востребована. Монитор был в нашем распоряжении всего неделю, поэтому мы лишь поверхностно ознакомились с его возможностями. Но нам ничего не оставалось, как вернуть его назад - за монитор просили несколько больше, чем мы были готовы отдать. На тот момент, $1700 - слишком дорого для 15" монитора, пусть даже с продвинутыми 3D возможностями, но если цена значительно упадет, перспектива приобретения подобного устройства будет весьма заманчивой.
Теперь осталось только перечислить преимущества и недостатки рассмотренного монитора.
Плюсы: