Нет, нет, это не новшество какой-либо технической компании. Лишь идея витающая в воздухе — где и как она приземлится еще не известно. Современное серийное производство OLED матриц может дать толчок в развитии объемных дисплеев — появилась техническая возможность наладить их массовое изготовление.
Первые системы телевидения (дальновидения) имели в своей конструкции специальный вращающийся диск, который обеспечивал развертку изображения на строки Одна из таких систем была реализована загадочным изобретателем трех эпох, Львом Сергеевичем Терменом (вступил в КПСС в 1991 году, потому что лично обещал Ленину).
Отголосок этой технологии сохранился в современных DLP проекторах — трехцветное цветовое колесо вращается для деления общего белого cветового потока лампы раздельно на синий, зеленый, красный.
Изобретение светодиода позволило создать новый тип механических дисплеев. Диодом можно «моргать» хоть миллион раз в секунду, его надежность от этого мало изменится. С газовыми лампами (плазмеными панелями) возможно сделать тоже самое, но видимо проще это получается со светодиодами:
Линейка светодиодов вращается с достаточной скоростью, чтобы вызвать инерционность зрения. Так линия разворачивается в плоскость.
Все современные системы объемного изображения так или иначе используют механическую развертку.
Следует различать полноценное объемное и автостереоскопическое изображения.
Автостереоскопическое означает что специальным образом два разных, но плоских изображения попадают раздельно в каждый глаз. При этом изображений может быть больше двух (сотни), тем самым создавая иллюзию объёма. Так работает загадочный Sony raymodeler.
Или вполне открытый проект light field display.
Особенность в том, что нельзя посмотреть на изображение сверху или снизу. Так, в последнем примере без вращения манипулятором макушку у парня никак не разглядеть.
Полноценно объемное — означает что дисплей изначально составляет картинку из отдельных объемных точек (вокселей). Как, например, стреляет лазером прям по воздуху.
Эти подходы имеют требуют наличие разных математических алгоритмов и разных вычислительных мощностей.
Если начать вращать плоскость, то за счет инерционности зрения глаз будет видеть самое настоящее — объемное изображение.
В роли плоскости как раз может выступать OLED дисплей. Причем если качественно изготовить лопасти, то изображение будет «парить в воздухе». Яркость OLED матрицы будет «размазываться» по пространству, поэтому будет лучше их использовать несколько. Также внешнее освещение будет мешать просмотру, снижать контрастность. Но эти недостатки могут быть несущественными по сравнению с достоинствами.
Разрешение к примеру 800х480х2000 вокселей уже сейчас технически достижимо, при использовании современных массовых OLED дисплеев.
Изображение можно будет будет рассматривать действительно со всех сторон, в отличие от автостереоскопических дисплеев. Тут многие производители лукавят — оценить обзор с разных сторон по рекламным видео не всегда возможно. Например, в экранах Сheoptics изображение хоть и висит в воздухе, но оно плоское, а не объёмное. В видео-ролике этого не увидеть, зато вот музыку подобрали хорошую…
Ну и самое главное! Стоимость объёмного дисплея будет сопоставима со стоимостью плоского. Нет каких-либо особых препятствий чтобы попасть к нам на рабочий стол лет через 3-5. Если джедайский меч из «Звездных войн» еще где-то в далеком будущем, то вот экраном массово воспользуется уже наше поколение.
С помощью микролинз OLED матрицу можно сфокусировать в телесный угол 1° в вертикальной плоскости. Ну, на самом деле будет 5-10°, а за счет механических барьеров лишнее будет обрезано.
Далее, вращая матрицу вокруг своей оси, можно добиться того что в каждый глаз будут попадать разные изображения. Необходимо 360 изображений для полноценного обзора со всех сторон. Предполагаю, что именно по этому принципу работает Sony raymodeler.
Как мне кажется математическая обработка изображения в этом случае гораздо сложнее чем предыдущий вариант. Необходимо рендрить 360 вариантов изображений для каждого кадра, что довольно избыточно. Поэтому этот вариант не столь интересен.
Допустим 4 OLED дисплея будут вращаться со скоростью 12 оборотов в секунду (720 об. в минуту). Мерцание экрана будет 48 Гц, что соответствует обычному телевизору.
Сами OLED матрицы должны будут отрабатывать ~8000 кадров в секунду. Физически они на такое способны, в отличие от LCD. Но это потребует специального контроллера, предположительно на основе DSP/FPGA. Штатный контроллер придется аккуратно вырезать.
Вышеназваное разрешение потребует около 2 Гбайт для кадрового буфера, при 24 кадрах в секунду и 8-битном полноцветном изображении — получается около 50 Гбайт/с пропускная способность. Такого не выдержит никакая доступная динамическая память (пропускная способность DDR2 на порядок ниже) и никакой процессор. Придётся чем то пожертвовать.
Активая OLED матрица с каждым светодиодом содержит несколько транзисторов — для запоминания интенсивности свечения для каждго пикселя. Изображение сканируется построчно. При 8000 кадрах в секунду это будет порядка 3,84 млн строк в секунду — бешеный темп.
С другой стороны схема управления OLED может состоять из набора одинаковых промежуточных модулей, быть масштабируемой. Экран разбивается на несколько полос. Каждая полоса имеет свой отдельный отдельный процессор, буфер.
Ядро вычислительного модуля всего дисплея должно содержать кадровый буфер, рассчитанный на 2 кадра. Пока в один кадровый буфер записываются данные извне, второй буфер раздает необходимые части изображения промежуточным модулям. Предположительно шины чтения и записи будут раздельными. Шина записи извне будет записывать весь кадр целиком, а шина чтения будет отдавать каждую полосу своему промежуточному модулю. При этом все модули считывают буфер параллельно — каждый свой участок.
Потребуется придумать специальные алгоритмы для сжатия/генерации объёмных изображений. Хотя наверное у медиков есть что-то наготове. Проблема ведь не нова.
Я у себя на столе очень хочу видеть такой дисплей в дополнение к плоскому. Мне бы даже хватило, если б он «выдавал» лишь 7 цветов. Можно без динамических сцен — играть в Quake на таком я пока не мечтаю.
Наверняка бы пригодилось кому-то еще. Тем же медикам в аппаратах УЗИ/ЯМР. Графики нагрузки интернет каналов (MRTG) тоже бы стали значительно информативнее. Может отображение сейсмических данных? Данные с радаров в аэропортах и у военных? Я в этих темах плохо разбираюсь.
При цене устройства в 15-50 тысяч рублей такой дисплей позволили бы себе все нуждающиеся. Сейчас же подобные экраны в продаже практически отсутствуют.
Какие у меня идеалы? Я всё еще верю в наши технические ВУЗы. Группа студентов из 5-7 человек вполне может осилить подобный проект и выпустить макет за семестр или учебный год. Верю так же в наших молодых преподавателей способных организовать такой учебный процесс. Как и почти 100 лет назад устройство построения изображений может стать достойной дипломной работой как у Льва Сергеевича…
Верю что этот проект станет открытым, а не повторит судьбу электрической лампочки (фильм про картель Фебус).
Верю в Хабр как особое место для общения и рождения инноваций.
Пока другие призывают к сомнительной революции, я за создание новых, красивых вещей.
Предистория
Первые системы телевидения (дальновидения) имели в своей конструкции специальный вращающийся диск, который обеспечивал развертку изображения на строки Одна из таких систем была реализована загадочным изобретателем трех эпох, Львом Сергеевичем Терменом (вступил в КПСС в 1991 году, потому что лично обещал Ленину).
Отголосок этой технологии сохранился в современных DLP проекторах — трехцветное цветовое колесо вращается для деления общего белого cветового потока лампы раздельно на синий, зеленый, красный.
Изобретение светодиода позволило создать новый тип механических дисплеев. Диодом можно «моргать» хоть миллион раз в секунду, его надежность от этого мало изменится. С газовыми лампами (плазмеными панелями) возможно сделать тоже самое, но видимо проще это получается со светодиодами:
Линейка светодиодов вращается с достаточной скоростью, чтобы вызвать инерционность зрения. Так линия разворачивается в плоскость.
Перейдем к Объему
Все современные системы объемного изображения так или иначе используют механическую развертку.
Следует различать полноценное объемное и автостереоскопическое изображения.
Автостереоскопическое означает что специальным образом два разных, но плоских изображения попадают раздельно в каждый глаз. При этом изображений может быть больше двух (сотни), тем самым создавая иллюзию объёма. Так работает загадочный Sony raymodeler.
Или вполне открытый проект light field display.
Особенность в том, что нельзя посмотреть на изображение сверху или снизу. Так, в последнем примере без вращения манипулятором макушку у парня никак не разглядеть.
Полноценно объемное — означает что дисплей изначально составляет картинку из отдельных объемных точек (вокселей). Как, например, стреляет лазером прям по воздуху.
Эти подходы имеют требуют наличие разных математических алгоритмов и разных вычислительных мощностей.
Причем тут OLED !?
Если начать вращать плоскость, то за счет инерционности зрения глаз будет видеть самое настоящее — объемное изображение.
В роли плоскости как раз может выступать OLED дисплей. Причем если качественно изготовить лопасти, то изображение будет «парить в воздухе». Яркость OLED матрицы будет «размазываться» по пространству, поэтому будет лучше их использовать несколько. Также внешнее освещение будет мешать просмотру, снижать контрастность. Но эти недостатки могут быть несущественными по сравнению с достоинствами.
Разрешение к примеру 800х480х2000 вокселей уже сейчас технически достижимо, при использовании современных массовых OLED дисплеев.
Изображение можно будет будет рассматривать действительно со всех сторон, в отличие от автостереоскопических дисплеев. Тут многие производители лукавят — оценить обзор с разных сторон по рекламным видео не всегда возможно. Например, в экранах Сheoptics изображение хоть и висит в воздухе, но оно плоское, а не объёмное. В видео-ролике этого не увидеть, зато вот музыку подобрали хорошую…
Ну и самое главное! Стоимость объёмного дисплея будет сопоставима со стоимостью плоского. Нет каких-либо особых препятствий чтобы попасть к нам на рабочий стол лет через 3-5. Если джедайский меч из «Звездных войн» еще где-то в далеком будущем, то вот экраном массово воспользуется уже наше поколение.
Автостереоскопический вариант
С помощью микролинз OLED матрицу можно сфокусировать в телесный угол 1° в вертикальной плоскости. Ну, на самом деле будет 5-10°, а за счет механических барьеров лишнее будет обрезано.
Далее, вращая матрицу вокруг своей оси, можно добиться того что в каждый глаз будут попадать разные изображения. Необходимо 360 изображений для полноценного обзора со всех сторон. Предполагаю, что именно по этому принципу работает Sony raymodeler.
Как мне кажется математическая обработка изображения в этом случае гораздо сложнее чем предыдущий вариант. Необходимо рендрить 360 вариантов изображений для каждого кадра, что довольно избыточно. Поэтому этот вариант не столь интересен.
Кишки наружу
Допустим 4 OLED дисплея будут вращаться со скоростью 12 оборотов в секунду (720 об. в минуту). Мерцание экрана будет 48 Гц, что соответствует обычному телевизору.
Сами OLED матрицы должны будут отрабатывать ~8000 кадров в секунду. Физически они на такое способны, в отличие от LCD. Но это потребует специального контроллера, предположительно на основе DSP/FPGA. Штатный контроллер придется аккуратно вырезать.
Вышеназваное разрешение потребует около 2 Гбайт для кадрового буфера, при 24 кадрах в секунду и 8-битном полноцветном изображении — получается около 50 Гбайт/с пропускная способность. Такого не выдержит никакая доступная динамическая память (пропускная способность DDR2 на порядок ниже) и никакой процессор. Придётся чем то пожертвовать.
Активая OLED матрица с каждым светодиодом содержит несколько транзисторов — для запоминания интенсивности свечения для каждго пикселя. Изображение сканируется построчно. При 8000 кадрах в секунду это будет порядка 3,84 млн строк в секунду — бешеный темп.
С другой стороны схема управления OLED может состоять из набора одинаковых промежуточных модулей, быть масштабируемой. Экран разбивается на несколько полос. Каждая полоса имеет свой отдельный отдельный процессор, буфер.
Ядро вычислительного модуля всего дисплея должно содержать кадровый буфер, рассчитанный на 2 кадра. Пока в один кадровый буфер записываются данные извне, второй буфер раздает необходимые части изображения промежуточным модулям. Предположительно шины чтения и записи будут раздельными. Шина записи извне будет записывать весь кадр целиком, а шина чтения будет отдавать каждую полосу своему промежуточному модулю. При этом все модули считывают буфер параллельно — каждый свой участок.
Потребуется придумать специальные алгоритмы для сжатия/генерации объёмных изображений. Хотя наверное у медиков есть что-то наготове. Проблема ведь не нова.
Кому оно надо?
Я у себя на столе очень хочу видеть такой дисплей в дополнение к плоскому. Мне бы даже хватило, если б он «выдавал» лишь 7 цветов. Можно без динамических сцен — играть в Quake на таком я пока не мечтаю.
Наверняка бы пригодилось кому-то еще. Тем же медикам в аппаратах УЗИ/ЯМР. Графики нагрузки интернет каналов (MRTG) тоже бы стали значительно информативнее. Может отображение сейсмических данных? Данные с радаров в аэропортах и у военных? Я в этих темах плохо разбираюсь.
При цене устройства в 15-50 тысяч рублей такой дисплей позволили бы себе все нуждающиеся. Сейчас же подобные экраны в продаже практически отсутствуют.
Немного политики
Какие у меня идеалы? Я всё еще верю в наши технические ВУЗы. Группа студентов из 5-7 человек вполне может осилить подобный проект и выпустить макет за семестр или учебный год. Верю так же в наших молодых преподавателей способных организовать такой учебный процесс. Как и почти 100 лет назад устройство построения изображений может стать достойной дипломной работой как у Льва Сергеевича…
Верю что этот проект станет открытым, а не повторит судьбу электрической лампочки (фильм про картель Фебус).
Верю в Хабр как особое место для общения и рождения инноваций.
Пока другие призывают к сомнительной революции, я за создание новых, красивых вещей.