Монитор объемного изображения

    К нам обратился инженер, занимающийся проблемой объемных растровых изображений, с просьбой инвестирования в его проект. Ему требовалось около 2 млн. рублей для покупки высокоточного фрезерного станка, материалов и нескольких месяцев заработной платы для него и помощника.

    Он хотел создать световую панель с множеством мельчайших источников света. Технология была следующей: на органическое стекло наносятся в определённом порядке небольшие точки-царапины, а с торца используется светодиодная подсветка. Далее на стекло накладывается пленка с сотовым изображением, которое очень точно должно совпадать с источниками света. Лучи, проходя через пленку, должны были формировать объемное изображение.



    И это действительно происходило. На пластине появлялось объемное изображение, причем на него можно было смотреть в разных плоскостях, двигая его как по горизонтали, так и вертикали. Этим технология отличалась от лентикулярной печати и варио-картин.

    Выделенные деньги быстро закончились. Мы рассказали об этом проекте нескольким инвесторам, которые, посмеявшись, сказали, что для серьезного НИОКР нужно не 2, а минимум 100 млн. рублей.

    Тогда за работу взялся наш инженер. До этого он не работал примерно 10 лет, пожиная плоды своего первого творения.

    В течение двух месяцев он создал программное обеспечение для моделирования трехмерных изображений и перевода их на плоскость. Общим недостатком самой технологии было то, что четкая картинка формировалась ближе к экрану, а если объект сильно выходил за его пределы или вглубь, то изображение несколько размывалось.



    Новый способ работы с изображением был примерно в 10 раз дешевле. Инженер взял струйный принтер широкого формата и распечатал на нём пленку с черной заливкой, оставив на ней небольшие просвечивающие точки. Наложив две таких пленки друг на друга получил материал, который равномерно формировал множество точечных источников света. Необходимо было только с одной стороны направить на него яркое излучение.

    После этого вместо цветной пленки был взят ЖК-экран от обычного монитора. Создав мощное светодиодное освещение с обратной стороны точечной пленки, получились маленькие источники света, способные просвечивать ЖК-экран так же, как пленку. Таким образом, мы получили динамическое объемное изображение на мониторе.

    Программное обеспечение позволяло обрабатывать 3D-модели различных наиболее популярных форматов. Можно было формировать движущиеся объекты. Весь НИОКР (вместо 100 млн. рублей) обошелся нам в 3 месяца работы одного инженера и примерно 100 тыс. рублей.

    Однако получить изображение высокого качества нам всё же не удалось. Для этого требовалось бы в разы уменьшить размер источников света, не теряя при этом силу излучения. Проект был заброшен, а наш 3D-монитор отправился пылиться на склад.



    Быть может, он просто ждет своего часа.

    Похожие публикации

    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 61

      +5
      А можно он у меня немножко попылится? Мегакруто, спасибо за позитив с утра.
      Таки дело за малым, точнее очень малым размером отверстий и мощных излучателей.
      Напомнило сюжет фильма «Час расплаты», 2003.
      +1
      В рекламной индустрии это нашло бы применение.
        0

        Несомненно. Билборды вдоль дорог, например

          +3
          По-моему билборды обошлись бы статической 3D картинкой. Динамические картинки интереснее в торговом центре, в музеях.
          0

          image

          +10
          Я не понял из статьи как это работает.
          А можно по шагам инструкцию? Такое реально повторить в домашних условиях?
            +1
            Без специального программного обеспечения в домашних условиях это повторить не получится.

            Однако, вот по этой ссылке можно скачать изображение. Его необходимо распечатать на прозрачной пленке, наложить на акриловое стекло, а с обратной стороны стекла сделать точечные источники света так, чтобы он совпадали с элементами изображения.

            Свяжитесь со мной, если у вас будет что-то получаться, я вышлю вам еще файлы.
              0
              > наложить на акриловое стекло

              А толщина стекла имеет значение?
                0
                Да, от этого будут зависеть углы обзора. Если вы будете печать изображение форматом А3, то подойдет стекло 5-7 мм.
                0
                уточните какой размер источника должен быть и размер сетки этих источников
                  0
                  В качестве точечных источников света можно использовать экран монитора: белые пиксели на черном фоне. Правда в этом случае яркость будет низкая. Размер сетки нужно погонять под распечатку. Если увеличить изображение (на которое я дал ссылку) вы увидите эту сетку.
                0
                Да все та же псевдоголография:
                habrastorage.org/webt/kl/cg/3p/klcg3pj2nhkspi-woj16izhf53w.jpeg
                0
                А можно по шагам инструкцию? Такое реально повторить в домашних условиях?

                В статике, реально. Нужен обычный фотопринтер, бумага и специальный линзовый растр. Для 3D «в одном направлении» (только влево-вправо) такой растр лет семь-десять назад без проблем продавался в паре магазинов в Москве. Ну и специальный софт для печати — он раньше продавался, но в нем ничего сложного нет, я такой сам писал в бытность студентом за пару недель. В динамике сложнее, нужен hi-dpi экран, какой-нибудь планшет вероятно, и на него надо как-то крепить растр (к бумаге его клеют)
                +1
                Однако получить изображение высокого качества нам всё же не удалось. Для этого требовалось бы в разы уменьшить размер источников света, не теряя при этом силу излучения.

                А если увеличить размер экрана в несколько раз? Скажем с диагональю в 2-3 и более метров?

                  0
                  Да, это можно сделать, но цена такого монитора составила бы несколько сотен тысяч рублей.
                    +1
                    а если из составных деталей меньшего размера?
                      0
                      Нужно пробовать, но руководство компании этот проект закрыло.
                        +1
                        уверены? может вам просто память стерли?)
                      0
                      А разве это проблема? Обычный монитор с диагональю 2-3 метра и так стоит несколько сот тысяч рублей.
                    +3
                    А патенты-то оформили?
                      0
                      Да, один из элементов технологии запатентован, но всё остальное было уже придумано много лет назад. Ценность в этом проекте составлять программное обеспечение, которое обрабатывает 3D-модели.
                        +7
                        Предложите это рекламным компаниям. Вы знаете, сколько стоит одна только обычная объемная вывеска? Или один выставочный стенд? В рекламе крутятся огромные деньги.
                        Заработаете очень хорошо, если станете первым изготовителем таких рекламных конструкций.
                      0
                      Я правильно понял, что по сути этот монитор представляет собой как бы множество мониторов с разным углом наклона? И смотря с разных сторон мы видим другое изображение?
                      Или же принцип намного сложнее?
                        0
                        Я бы сказал: множество маленьких буквально точечных мониторчиков.
                          0

                          Это напоминает карточки для детей, где было много маленьких пикселей под разным углом, и в итоге картинка поворачивалась в лево и право

                            +1

                            Фасеточный монитор!

                          +4

                          Недавно Линус демонстрировал такой монитор на основе лентикулярного растра


                          Видео

                          А вот здесь сделали интерактивное изображение, которое реагирует на "свет" от фонарика.


                          Картинка

                            +2
                            Да, там гораздо дальше продвинулись. Как я пониммаю, технология с 8к дисплеями вполне готова к масс-маркету. И размер инвестиций тут важен — все же «на коленке» с микроструктурами не поработаешь. Эта идея давно на поверности, вся сложность создания и выравнивания двух растров.
                            PS: давно уже готова технология записи светового поля — проф. камеры Litro, т.е. можно производить полноценный голографический видеокнтент. Правда стоит как самолет.
                              0
                              Магия! P.S. Автору спасибо за статью и комментарии, вызванные публикацией.
                                0
                                Охрененно!
                                Если пойдет в массы то у производителей железа будет мотивация делать 18K и 32K мониторы, чтоб улучшить 3D картинку, которая на 8к при небольшой глубине все таки размывается.
                                0
                                Безусловно респект.

                                Но. Плохое качество изображения — это к сожалению, основной и неисправимый минус данного вида растровой технологии. Другие виды могут иметь качество повыше, но более узкий диапазон углов наблюдения.
                                Это в общем то, основная причина почему растровая фотография а равно, изобразительная голография (там все еще хуже с условиями наблюдения) не нашла применения в том же рекламном бизнесе. Ну или в кинематографе.
                                  0
                                  А что настолько плохо с условиями наблюдения? Помню, на еще существовавшем Черкизоне продавали неприличные голограммы вполне хорошего размера и качества. Как я понимаю, ограничения — в первую очередь фотоматериал и техпроцесс (подробности читал тут habr.com/ru/post/444718), но какого-то лютого 3D от голограмм ведь никто не ждет, у них есть собственный шарм от хроматических эффектов и ощущения разглядывания дна водоема. Ну, буду за себя говорить — люблю их с детства.
                                    +2
                                    Возможно это не совсем удачная формулировка, но если говорить о конкретно голографии, то это т.с. весьма камерное искусство, более подходящее для музейных экспозиций, чем для рекламных плакатов. Причины же следующие — голограмма (именно голограмма, не растровое фото) как правило не может иметь больших размеров в силу ограничений технологии, затем для корректной демонстрации сцены голограммы необходим выделенный яркий точечный источник освещения направленный строго под определенным углом, ну и на закуску — голограмма это не фото, у нее нет крупных/дальних/постановочных планов так что реклама к сожалению мимо.

                                    Приведенная вами статья (и ее продолжение), кстати весьма хороши. Добавлю немного от себя: при практическом изготовлении голограмм есть два основных фактора, которые рождают проблемы — это размер голограммы и глубина сцены. Размер рождает проблему со стабильностью при экспозиции, что впрочем решается использованием импульсных лазеров. Глубина сцены зависит от грубо говоря, стабильности лазера. Все в целом приводит к тому, что получить сколько нибудь качественное изображение даже размером 10 на 10 см на практике представляет некоторую (но так или иначе решаемую) задачу.

                                    Голограммы крупного размера (та же стандартная нарезка ПФГ-03 — 30 на 60 см) это уже требует серьезного инженерного подхода и суперстабильного импульсного лазера.
                                    То что вы могли видеть в продаже в начале нулевых — это скорее всего дело рук инженера и энтузиаста голографии Сергея Воробьева (ныне к сожалению покойного). На своей установке он добивался отличного качества голограмм большого размера, в т.ч. живых предметов (т.е. людей и животных).

                                    И упомянутый вами эффект «дна водоема» это именно следствие нестабильности лазера (временные флюктуации моды или по простому — длина когерентности). В идеале сцена должна просматриваться практически ну хотя бы на несколько метров. Но этого идеала, к сожалению достичь в обычных условиях нереально.

                                    Извиняюсь возможно за несколько менторский тон, просто если вдруг решите заняться, имейте в виду, что ждет масса открытий чудных.
                                  0
                                  Я видел экраны (не буду врать, LG вроде) с лентикулярным растром лет 10 назад в кафешке рядом с Павелецким вокзалом. Проблемы с изображением были ровно как описаны. Видимо там тоже не нашли способ миниатюризировать источник света.
                                  Ну и на хабре пост был недавно.
                                    0
                                    Для этого требовалось бы в разы уменьшить размер источников света, не теряя при этом силу излучения.


                                    Здравствуйте! О каком размере идет речь?
                                      0
                                      Размер не больший, чем пиксель монитора.
                                        +2
                                        А что, если использовать линзы + оптоволокно в качестве источника света? Сам источник света может быть и большего размера, собрать его в точку линзой с фокусом на оптоволокне, другой конец в нужной точкею. (Это мои догадки, не специалист, не бейте сильно)
                                          +1
                                          А всякие OLED/QLED-матрицы в качестве источника света не пробовали?
                                            0
                                            Пробовали. Белые пиксели, разнесенные на расстоянии, едва просвечивали пленку. Просветить ими ЖК-матрицу было не возможно.
                                              0
                                              А зачем здесь вообще плёнка? Тут же каждый пиксель сам по себе излучает. Нужные включили, ненужные выключили.
                                        0
                                        Где живое видео с демонстрацией работы устройства? Статика же у вас есть. Извиняюсь если это не ваше.

                                        Вообще говоря, наибольшее распространение такие дисплеи получили в телефонах. По большей части все они крутятся вокруг одной и той же идеи. Хоть и мне казалось, что вся эта шумиха вокруг «3D-телефонов» закончится после HTC EVO 3D и LG Optimus 3D, но в итоге телефоны с glass-free 3D дисплеями выпускаются до сих пор (например, чтобы хоть как-то привлечь внимание к продукту на чрезвычайно конкурентном рынке). И до сих пор это выглядит так себе. Даже более-менее продвинутый дисплей от Leia (подробнее в статье в Nature) в Red Hydrogen One тоже оказался не очень. Если кто-то хочет попробовать такой дисплей — то можно попробовать купить пленку с лентикулярным растром на телефон или планшет, но говорят, что оно совсем плохо работает.

                                          –1
                                            +8
                                            Оперативно, большое спасибо, но не очень понятно, что оно 3D если угол зрения не меняется.
                                            +1
                                            Лентикулярный растр работает нормально, вся фигня в том, что в масштабе экрана телефона, он нафиг никому не упал! Это двумерное изображение можно масштабировать как б-г на душу положит, и то восприятие одной и той же сцены в кинотеатре и на экране телефона, таки две большие разницы ;-) А для стереоскопии, базис съёмки обратно пропорционален масштабу проекции, это если тупо. По уму, нужно учитывать психологию и физиологию восприятия, а тут для маленьких экранов всё совсем грустно.
                                              0
                                              Нафиг никому не упал, но по разным оценкам телефонов с glass-free 3D дисплеями продано от 50 до 100 миллионов штук. И Nintendo 3DS (+последующие), которых продано больше 75 миллионов штук, с экраном ещё меньше чем на телефонах.
                                                0

                                                Зависит от модели, на новой 3дске (которая New 3DS) вполне себе размером с мобилу экран.


                                                Да и на мобильниках у японцев всякие дисплеи с подвывертом уже сколько лет — на раскладушках популярной функцией было "VeilView": сам смотришь прямо и видишь слегка потускневшее изображение, а любопытному соседу по вагону при этом показываешь совсем другую картинку :-)

                                            +2
                                            Это «линзово-растровые» дисплеи, известная технология. В начале 00-х было несколько попыток коммерциализации, Nintendo даже консоль выпускала с таким экраном.

                                            Если говорить о «автостереоскопическом» варианте без подстройки под глаза пользователя, то как уже заметили у этой технологии три проблемы:
                                            1. Цена экрана с огромным разрешением необходимая для работы
                                            2. Четкость картинки стремительно падает с ростом расстояния от экрана
                                            3. Сложность генерации картинки достаточно разрешения

                                            Проблемы 1 и 3 постепенно решаются за счет развития технологий (хотя крупные 300dpi+ дисплеи, как я понимаю, до сих пор не получили распространения, а нужны именно такие, а лучше 600dpi и более — это прямо влияет на то насколько широкой будет область «глубины» где изображение будет четким), но проблема 2 накладывает принципиальные физические ограничения делающие технологию лишь ограниченно применимой.

                                            Есть варианты с активной подстройкой под положение глаз пользователя — вот там можно сильно лучше качество получить.
                                              +2
                                              Как-то сумбурно. Так затрачено было 2 миллиона и деньги быстро закончились, или всего затрат вышло на 100 тысяч? Проектом занимался инженер и его помощник, или один инженер? Или это две отдельные итерации с двумя разными исполнителями? Написано что весь НИОКР обошёлся в 3 месяца работы инженера и 100тр — инженер получал зарплату отдельно от этих 100тр? Если нет то, надеюсь, хотя-бы обошлось без приковывания инженера наручниками к батарее?
                                                +1
                                                Было две отдельные итерации с разными исполнителями. На первую было потрачено 2 млн.
                                                На вторую итерацию: 3 месячных зарплаты + 100 т.р.
                                                  0
                                                  а можно было просто прочитать стереоскопию Валюса 62 ЕМНИП года ;-)
                                                  Ну, или если так охота потратить вложить денег, по общаться с живыми классиками, которые успешно решали эти задачи, много лет тому назад, на предмет технологий производства, которые были не так уж и сложны, просто требовали некоторого кругозора…
                                                    0
                                                    Может быть было бы интересно почитать, что пошло не так на первой итерации.
                                                  0
                                                  Это же почти как камера Lytro, только наоборот, и вместо массива линз — массив пинхолов?..
                                                  Если заказать у китайцев партию (несколько тысяч) копеечных светодиодных PMMA линз, собрать их в матрицу и установить на 8К-монитор, то за счёт гораздо большей светосилы картинка будет ещё более впечатляющей…
                                                    0
                                                    После этого вместо цветной пленки был взят ЖК-экран от обычного монитора. Создав мощное светодиодное освещение с обратной стороны точечной пленки, получились маленькие источники света, способные просвечивать ЖК-экран так же, как пленку. Таким образом, мы получили динамическое объемное изображение на мониторе.

                                                    Но как? Что за магия?
                                                    Выглядит как пособие «Как нарисовать сову». Нарисовал овал — и на втором шаге у тебя сова
                                                      +2
                                                      по всей видимости специально так излагают что бы создать ощущение новизны и полезности
                                                      +2

                                                      Кто сказал Nintendo 3DS?

                                                        +1

                                                        А rear view projector пробовали?

                                                          0

                                                          А ещё Джеймс Кэмерон будет показывать свой Аватар 2 в кино в стерео без очков.

                                                            +1
                                                            Я правильно понимаю, что первая реализация работает на total internal reflection, а вторая — специфический муаровый рисунок с помощью двух массивов пинхолов и умный софт для управления точечной подсветкой?
                                                            Если стараться сделать максимально Ъ, то подсветку надо набирать оптоволокном, а массивы пинхолов делать литографией, тогда всё будет считаться значительно проще и точнее, но за такие деньги никому не нужно будет :)
                                                              0

                                                              Ну да, для работы в графике, 3D софте, САПРах всяких качество не пойдет (пока), а рекламный баннер сделать, афишу, витрину даже — вполне можно. А там деньги пойдут, глядишь, и на дальнейшее улучшение технологии хватит.

                                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                              Самое читаемое