english greek
Αρχική arrow Συσκευές απεικόνισης arrow Στερεοσκοπική ηλεκτρονική απεικόνιση

Στερεοσκοπική ηλεκτρονική απεικόνιση

Ο άνθρωπος, για την οπτική αντίληψη του βάθους και της απόστασης, είναι προικισμένος με την ικανότητα της στερεοσκοπικής όρασης. Όταν παρατηρούμε κάτι και με τα δυο μας μάτια και αυτό βρίσκεται σε σχετικά κοντινή απόσταση, τότε είμαστε σε θέση να αντιληφθούμε τόσο την απόστασή του από εμάς, όσο και τη θέση και μορφή του στο χώρο. Αυτό επιτυγχάνεται από μια απλή για τον εγκέφαλό μας διαδικασία, κατά την οποία οι δύο σχετικά διαφορετικές δισδιάστατες εικόνες από το κάθε μας μάτι, συνδυάζονται σε μια πλήρη τρισδιάστατη εικόνα του περιβάλλον χώρου. Όσο πιο κοντά μας βρίσκεται ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερο μεγαλώνει η διαφορά στην οπτική γωνία παρατήρησης του από το κάθε μάτι και συνεπώς, τόσο πιο μεγάλες είναι οι διαφορές μεταξύ της εικόνας του αντικειμένου όπως αυτή σχηματίζεται στο δεξί και αριστερό οφθαλμό αντίστοιχα. Αντιθέτως, όταν το αντικείμενο απομακρύνεται από εμάς, οι διαφορές αυτές γίνονται ολοένα και πιο μικρές.

 

Εικόνα 124.

 

Εικόνα 124. Στέρεο ζεύγος εικόνων

 

Για παράδειγμα στην Εικόνα 124 φαίνεται πως γίνεται αντιληπτό ένα αντικείμενο από το δεξί και το αριστερό μας μάτι αντίστοιχα (δεξί και αριστερό τμήμα της εικόνας). Αν μπορέσετε να εστιάσετε με το αντίστοιχο μάτι στο αντίστοιχο τμήμα της εικόνα (κοιτάζοντας στο άπειρο μέσα από το χαρτί- όπως όταν συλλογιζόμαστε κάτι χωρίς να κοιτάμε πουθενά), τότε θα εμφανιστεί το απεικονιζόμενο σχήμα σε τρεις διαστάσεις στο κέντρο αυτής. Εκμεταλλευό- μενοι την ιδιότητα αυτή, είναι εφικτό να αντιληφθούμε τον χώρο τόσο στον υπαρκτό όσο και στον ιδεατό κόσμο των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η αντίληψη του χώρου στον ιδεατό - ψηφιακό κόσμο μπορεί να επιτευχθεί μέσω της χρήσης ιδικών συσκευών απεικόνισης, οι οποίες είτε έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν στο κάθε μας μάτι μια ανεξάρτητη εικόνα, είτε έχουν τη δυνατότητα να «ζωγραφίσουν» στον πραγματικό χώρο μορφές τριών διαστάσεων.

Η πιο διαδεδομένη και οικονομική λύση τρισδιάστατης απεικόνισης είναι προς το παρών αυτή της παροχής μιας ανεξάρτητης δισδιάστατης εικόνας για κάθε μάτι. Αυτό επιτυγχάνεται με πολλούς τρόπους και διάφορες τεχνολογίες όπως:

 

Γυαλιά μπλε-κόκκινων φακών: Φορώντας ένα ζευγάρι γυαλιών με ένα μπλε και ένα κόκκινο φακό (για το δεξί και αριστερό μάτι αντίστοιχα) και παρουσιάζοντας ταυτόχρονα (με μια οποιαδήποτε συσκευή δισδιάστατης έγχρωμης απεικόνισης) την εικόνα που προορίζεται για το δεξί μάτι χρωματισμένη μπλε, ενώ αυτή για το αριστερό κόκκινη, είναι εφικτό να καταστεί η μια από τις δύο εικόνες αόρατη για το άλλο μάτι και έτσι να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα της στερεοσκοπικής απεικόνισης. Ωστόσο τα χρώματα της απεικόνισης θα είναι πολύ αλλοιωμένα, ενώ όταν ο χρήστης βγάλει τα γυαλιά από τα μάτια του θα χρειαστεί μερικά δευτερόλεπτα μέχρι να αποκατασταθεί πλήρως το χρώμα στην όρασή του.

 

Εικόνα 125

 

Εικόνα 125. Γυαλιά μπλε-κόκκινων φακών και αντίστοιχη ειδική εικόνα

 

Γυαλιά με αντίθετα πολωμένους φακούς: Το φως που εκπέμπεται από μια πηγή φωτός, όπως τον ήλιο ή ένα λαμπτήρα, ταλαντεύεται προς όλες τις κάθετες προς τη διάδοσή του διευθύνσεις. Όταν το φως περάσει από ένα πολωμένο φακό, η ταλάντωσή του αποκτά διεύθυνση παράλληλη προς τον προσανατολισμό της πόλωσης του φακού και έτσι λέμε το φως αυτό πολωμένο. Όταν το πολωμένο φως συναντήσει ένα πολωμένο φακό, του οποίου η πόλωση είναι κάθετα προσανατολισμένη σε σχέση με αυτή του πολωμένου φωτός, τότε το φως δε μπορεί να διέλθει μέσα από τον φακό αυτό. Βάση αυτής της ιδιότητας του φωτός, όταν πολωθεί το φως που εκπέμπεται από δυο συσκευές προβολής, οριζόντια και κάθετα αντίστοιχα και στη συνέχεια προβληθεί στο ίδιο σημείο, τότε φορώντας ένα ζευγάρι γυαλιών με φακούς οριζόντιας και κάθετης πόλωσης, θα είμαστε σε θέση να αντιληφθούμε από το κάθε μάτι την εικόνα με την αντίστοιχη πόλωση. Συνεπώς, προβάλλοντας τις κατάλληλες εικόνες, είναι εφικτό να αποδοθεί η επιθυμητή τρίτη διάσταση σε μια δισδιάστατη προβολή. Ωστόσο, το μειονέκτημα αυτής της πρακτικής είναι πως προϋποθέτει από τον θεατή να μη γέρνει το κεφάλι του δεξιά ή αριστερά, αφού η ευθυγράμμιση των πολωτικών φίλτρων είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη του διαχωρισμού των εικόνων.

 

Εικόνα 126

 

Εικόνα 126. Γυαλιά με αντίθετα πολωμένους φακούς και αντίστοιχη εικόνα

 

Γυαλιά ηλεκτρονικού διαφράγματος υγρών κρυστάλλων (LCD shutter glasses): Είναι ειδικά γυαλιά τα οποία χρησιμοποιούν για φακούς ένα ζεύγος ηλεκτρονικά ελεγχόμενων διαφραγμάτων φωτός τύπου LCD. Τα διαφράγματα αυτά είναι μεταξύ τους συγχρονισμένα ώστε όταν το ένα είναι ανοιχτό και επιτρέπει τη διέλευση του φωτός, το άλλο να είναι κλειστό και να την εμποδίζει. Όταν αυτά τα γυαλιά λειτουργούν σε συγχρονισμό με μια οθόνη, στην οποία απεικονίζονται εναλλάξ και με ρυθμό τουλάχιστον 50 φορές το δευτερόλεπτο οι εικόνες που αναλογούν στο δεξί και αριστερό μάτι αντίστοιχα, τότε είναι εφικτό να επιτευχθεί έγχρωμη στερεοσκοπική απεικόνιση. Όταν η εναλλαγή των εικόνων γίνεται με πολύ αργούς ρυθμούς, τότε παρατηρείται έντονο «τρεμόπαιγμα» της εικόνας, το οποίο καθιστά τη θέαση μαρτυρική έως αδύνατη. Για το λόγω αυτό, συσκευές ικανές να ανανεώνουν αυτό που απεικονίζουν με ρυθμούς ίσους ή και μεγαλύτερους των 100 Hz είναι η πιο κατάλληλη επιλογή. Τέτοιους μεγάλους ρυθμούς ανανέωσης προς το παρών είναι ικανή να προσφέρει μόνο η τεχνολογία CRT, μέσω των οθονών καθοδικού σωλήνα και των αντίστοιχων προβολικών συστημάτων όπως επίσης και κάποια μοντέλα προβολικών τύπου DLP.

 

Εικόνα 127

 

Εικόνα 127. Γυαλιά διαφράγματος υγρών κρυστάλλων και αντίστοιχη εικόνα

 

Προσαρτημένες επί της κεφαλής οθόνες (HMD – Head Mounted Display): Είναι συσκευές που φοριούνται στο κεφάλι, όπως διόπτρες και κράνη, οι οποίες φέρουν μια μικρή οθόνη για κάθε μάτι. Η κάθε μια από τις οθόνες αυτές είναι εφικτό να τροφοδοτηθεί με ανεξάρτητη εικόνα και έτσι να επέλθει το απαιτούμενο αίσθημα του βάθους.

 

Εικόνα 128

 

Εικόνα 128. Οθόνη προσαρμοζόμενη επί της κεφαλής

 

Επίπεδες οθόνες πλάσματος ή TFT με ειδικές μεμβράνες: Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των επίπεδων οθονών υγρών κρυστάλλων και πλάσματος, όπως αυτά της αμετάβλητης και εργοστασιακά προκαθορισμένης θέσης των εικονοστοιχείων, σε συνάρτηση με την άριστη γεωμετρία απεικόνισης που επιδεικνύουν, κατέστησαν εφικτό να συνδυαστούν οι οθόνες αυτές με μια τεχνολογική λύση τρισδιάστατης απεικόνισης που μέχρι πρώτιστος ήταν εφαρμόσιμη μόνο σε έντυπες απεικονίσεις. Η τεχνική αυτή επέτρεψε την κατασκευή οθονών τρισδιάστατης απεικόνισης, στις οποίες ο χρήστης είναι σε θέση να αντιληφθεί το βάθος χωρίς τη χρήση συμπληρωματικών εξαρτημάτων όπως τα γυαλιά ηλεκτρονικού διαφράγματος ή μπλε και κόκκινων φακών, δίνοντάς του την αίσθηση πως κοιτά το απεικονιζόμενο θέμα μέσα από ένα παράθυρο. Η τεχνολογία αυτή είναι παρόμοια με αυτή που συναντάμε σε διάφορα σχολικά προϊόντα όπως χάρακες κλπ., στην επίπεδη επιφάνεια των οποίων υπάρχει τυπωμένη μια εικόνα που μεταβάλλονταν ανάλογα με τη γωνία θέασης. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση διάφανων ραβδωτών πλαστικών φίλτρων, τα οποία διαθλούν κατάλληλα την τυπωμένη εικόνα από κάτω τους.

Η εικόνα αυτή σχηματίζεται από δύο ή περισσότερες εικόνες, ανάλογα με τις διάφορες φάσεις της κίνησης, οι οποίες είναι συμπλεγμένες μεταξύ τους, η μία μετά την άλλη, σε πολύ λεπτές λωρίδες με μέγεθος ίσο με αυτό των φακοειδών ραβδώσεων του διάφανου πλαστικού φίλτρου. Έτσι ανάλογα με τη γωνία θέασης καθίσταται ορατή μόνο η μια από τις δύο περιπλεγμένες εικόνες. Παρατηρώντας μια τέτοια περιπλεγμένη εικόνα και με τα δυο μας μάτια από κάποια απόσταση, είναι πολύ πιθανό το κάθε μάτι να βλέπει και διαφορετική φάση της εικόνας αυτής. Περιπλέκοντας κατά τον τρόπο αυτό ένα στερεοσκοπικό ζεύγος εικόνων, είναι εφικτό να κατασκευαστούν έντυπες τρισδιάστατες απεικονίσεις. Η εφαρμογή παρόμοιας τεχνικής σε οθόνες με τα απαραίτητα χαρακτηριστικά, δηλαδή αυτά που επιδεικνύουν οι οθόνες υγρών κρυστάλλων και πλάσματος, απέδωσε την αίσθηση του βάθους αρκετά ικανοποιητικά, με αποτέλεσμα να αποτελεί σήμερα μια από τις πιο υποσχόμενες τεχνολογίες τρισδιάστατης απεικόνισης [203],[204].

 

Εικόνα 129

 

Εικόνα 129. Οθόνες TFT και Plasma με ειδικές μεμβράνες

 

Οθόνες ογκομετρικής απεικόνισης: Οι τεχνικές τρισδιάστατης απεικόνισης που παρουσιάστηκαν μέχρι τώρα, βασίζονται όλες στην εξαπάτηση του εγκεφάλου παρουσιάζοντας στο κάθε μάτι μια ανεξάρτητη δισδιάστατη εικόνα. Ωστόσο υπάρχουν τεχνικές απεικόνισης οι οποίες είναι σε θέση να αποδώσουν πραγματικά τρισδιάστατες εικόνες. Μια από αυτές είναι και η ολογραφία η οποία, αν και η παλαιότερη (σε αναλογική μορφή), θεωρείτε το μέλλον της τρισδιάστατης ψηφιακής απεικόνισης. Διάφορα ερευνητικά εργαστήρια ανά τον κόσμο έχουν ήδη κατασκευάσει πρωτότυπα ψηφιακών συσκευών τρισδιάστατης ολογραφικής απεικόνισης, ωστόσο η εποχή που αυτά θα είναι σε θέση να αντεπεξέλθουν στις απαιτήσεις της αγοράς είναι ακόμα πολύ μακριά.

Προς το παρόν, οι περισσότερες εμπορικά διαθέσιμες λύσης τρισδιάστατης απεικόνισης βασίζονται σε τεχνικές πολλαπλής και ταχύτατης προβολής δισδιάστατων εικόνων, πάνω σε ημιδιαφανείς ταχύτατα περιστρεφόμενες επιφάνειες. Η τεχνική αυτή δημιουργεί την ψευδαίσθηση μιας ημιδιαφανή, ωστόσο σταθερής, τρισδιάστατης εικόνας την οποία ο χρήστης μπορεί να την περιεργαστεί από διάφορες θέσης, όπως ακριβώς θα έκανε και με ένα πραγματικό τρισδιάστατο αντικείμενο [202].

Άλλη μια λύση είναι αυτή της ταχύτατης εναλλασσόμενης προβολής δισδιάστατων εικόνων πάνω σε μια στοίβα από παραλληλόγραμμα ηλεκτρονικά διαφράγματα φωτός υγρών κρυστάλλων στο μέγεθος οθόνης. Ένας βίντεο προβολέας, ο οποίος βρίσκεται σε συγχρονισμό με τα ηλεκτρονικά διαφράγματα, προβάλει με μεγάλη ταχύτητα πάνω στο καθένα από αυτά μια αλληλουχία εικόνων, η κάθε μια εκ των οποίων αντιστοιχεί και σε μια φέτα του τρισδιάστατου θέματος. Με την τεχνική αυτή είναι εφικτό να αποδοθεί αρκετά ικανοποιητικά η τρίτη διάσταση, παρά τον περιορισμένο αριθμό επιπέδων βάθους που καθορίζουν τα ηλεκτρονικά διαφράγματα φωτός [201], [202].

 

Εικόνα 130. Οθόνες ογκομετρικής απεικόνισης

 

Εικόνα 130. Οθόνες ογκομετρικής απεικόνισης

 

 

Δημοσκοπήσεις

Ποία είναι η κλίμακα μεγέθους των θεμάτων που επιθυμείτε να ψηφιοποιήσετε;

Αποτελέσματα

Online χρήστες

Έχουμε 3 επισκέπτες σε σύνδεση
Powered by Elxis - Open Source CMS.
Copyright (C) 2006-2019 Elxis.org. All rights reserved.