Проекционная 3D-система —это аппаратно-программный комплекс, который объединяет оборудование, формирующее стереоскопическое изображение, а также средства его отображения и восприятия.
Проекционная 3D-система включает: — Мультимедийный компьютер (графическую станцию); — Проекционную систему, состоящую из одного (круговая поляризация) или двух (линейная поляризация) 3D-проекторов; — 3D проекционный экран; — Набор 3D-очков; — Звуковую (аудио) систему; — Программное обеспечение и контент.
Проекционные 3D-системы востребованы там, где необходимо ощутить пространственные параметры и особенности изучаемого объекта / явления (научно-исследовательская сфера и образовательные услуги), представить данные в объемном виде (аналитика и отчеты, презентации) или в случае достижения эффекта психологического воздействия (индустрия развлечений и шоу-бизнес). Наибольшее распространение стереовизуапизация получила в прикладных областях деятельности: нефтегазовой, аэрокосмической, промышленной отраслях, в медицине и образовании.
На сегодняшний день существует три наиболее популярных метода получения объемного изображения используемых в проекционных 3D системах:
Анаглифное 3D стереоизображение. Анаглиф — наиболее простой способ получения объёмного изображения. Стереоэффект достигается путем использования двух потоков видео с двумя цветовыми слоями, предназначенными для левого и правого глаза. Объем достигается наложением этих слоёв со сдвигом относительно друг друга. Для получения эффекта необходимо использовать специальные (анаглифные) очки, в которых вместо диоптрийных стёкол вставлены цветные светофильтры, как правило. для левого глаза — красный, для правого — голубой или синий. Таким образом, каждый глаз воспринимает изображение, содержащее противоположный цветовой слой. В настоящее время этот формат используется для просмотра фильмов, записанных с помощью Dolby 3D).
У этого метода есть три серьезных недостатка: 1. Получение малого объема картинки, который больше похож на рельеф. 2. Отсутствие полной цветопередачи — изображение скорее получается однотонным. 3. Продолжительное использование анаглифных очков может привести к временному смещению восприятия реальной цветовой гаммы окружающего мира.
Поляризационный метод получения 3D.
Поляризационный метод — использует пассивную линейную поляризацию (направление световых волн) для формирования объемного изображения. При этом специальные поляризационные фильтры должны стоять как на источнике изображения (проекторе), так и на зрительских очках. Два синхронизированных проектора с установленными фильтрами разной поляризации (в вертикальной и горизонтальной плоскости) демонстрируют на один экран изображение каждый со своей поляризацией. А в очках зрителя для левого глаза установлена поляризация в вертикальной плоскости, для правого глаза — в горизонтальной плоскости. Таким образом, очки отсекают изображение с другой поляризацией и показывают каждому глазу только ту картинку, которая для него предназначалась. Различают круговую и линейную поляризацию.
Данный метод требует использования при проецировании особого экрана, как правило, с серебряным покрытием, позволяющего избежать деполяризации падающего света. Полотно таких экранов обладает повышенными отражающими способностями, а используемые проекторы усиленными контрастностью и яркостью.
Поляризационная технология является самым распространенным в наши дни способом демонстрации трехмерного видео, несмотря на то, что имеет ряд ограничений: 1. Высокие требования к качеству проекционного экрана. 2. Поляризационные очки пропускают только половину светового потока. 3. При линейной поляризации любой наклон головы приводит к потере 3D эффекта.
ЗD-техноногия с применением активных затворных очков
Затворный метод основан на временном разделении изображений. В каждый момент времени на проекционном экране появляется изображение только для одного глаза, которое затем чередуется с изображением для второго глаза.
Объемное изображение у зрителя формируется благодаря применению дорогих активных очков, которые при помощи жидкокристаллических затворов поочередно затемняют левый и правый глаз зрителя, в соответствии с чередованием картинки на экране. Управление работой затвора в проек ионной системе осуществляется с помощью инфракрасных передатчиков.
Из недостатков данного способа стоит отметить сложность конструкции очков и, соответственно, их высокую стоимость и вес. Также для достижения нормального качества картинки устройство отображения должно поддерживать скорость обновления кадров вдвое более высокую, нежели при работе с 2D-изображением. В целом, конструкция получается более сложная, тяжелая и дорогая, нежели вариации на тему пассивных 3D очков. Технология получения ЗD-изображения с помощью активных затворных очков является наиболее практичной и многообещающей в ближайшей перспективе.
При использовании 3D-систем стоит помнить, что, так как световой поток проектора начинает делиться на 2 глаза, и появляются дополнительные очки и фильтры, то субъективное восприятие яркости, и как следствие, контрастности получаемого изображения существенно понижается. Ниже приведены данные опытных измерений сравнений эффективности светопропускания различных стереоскопических технологий.
Трехмерная визуализация компьютерных моделей в нефтегазовой или аэрокосмической областях необходима для более точного и детального анализа виртуальных аналогов проектируемых систем. Она позволяет вырабатывать обоснованные решения на всех стадиях проекта, от постановки задачи до презентации результатов разработки. Благодаря интуитивно понятным средствам визуального анализа и интерпретации данных сложные пространственные структуры и технологические процессы представляются максимально наглядно, что позволяет ускорить изучение и выявление взаимосвязей между объектами. На практике возможности ЗD-визуализации широко используются не только для решения инженерных задач, но и для контроля за ходом проекта, его защиты перед заказчиком и инвестором, обучения сотрудников.
