Изучение основных технологий для создания трехмерного изображения. Применение поляризационных фильтров в проекторах и очках в технологии поляризации. Недостатки технологии активных затворов. Изучение последовательности создания трехмерного изображения.
Аннотация к работе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”Способность к бинокулярному (стереоскопическому) зрению возникла у животных и людей не из их любви к красивым спецэффектам.Именно в нем «в режиме реального времени» анализируется информация, поступающая от левого и правого глаза, и формируется изображение, которое мы воспринимаем как объемное. Все методы создания 3D-картинки так или иначе базируются на том, чтобы «обмануть» мозг и подсунуть ему разное изображение отдельно для левого и правого глаза. Было бы ошибкой считать, что интерес к трехмерным изображениям возник лишь в последний десяток лет. По большей части ни одна из технологий так и не получила массового распространения, но, например, такое устройство, как стереоскоп (на иллюстрации ниже) было хорошо известно даже в Советском Союзе. Новый всплеск интереса к трехмерному изображению появился после выхода фильма «Газонокосильщик» (The Lawnmower Man) в 1992 году.В настоящее время существует множество различных технологий для создания трехмерного изображения. Это анаглиф (простые очки с красной и синей пленкой), поляризация (использование эффекта поляризации для разделения изображений левого и правого глаза). И очки с активными затворами (разделение картинки для каждого глаза выполняется за счет заслонки, появляющейся 50-60 раз в секунду отдельно для каждого глаза). Анаглиф (анаглиф по-гречески «рельефный») - изображение, созданное с целью получения стереоэффекта с помощью совмещенной при типографской печати стереопары, созданной двумя монохромными цветными изображениями. Картинка требует предварительной подготовки, зато очки могут быть изготовлены даже из картона с пленкой красного и синего цвета.Эта технология основана на использовании поляризационных фильтров в проекторах и очках. Разделение картинки для левого и правого глаз происходит благодаря расположенным под углом в 90 градусов фильтрам, которые надежно «отсекают» изображение. Правда, в этом случае необходимо специальное серебряное покрытие экрана, компенсирующее потерю яркости вследствие поляризации.Этот метод создания трехмерного изображения еще называют эклипсным (от английского Eclipse - затмение) или светоклапанным. Для разделения изображения в нем используются специальные затворы в очках. Таким образом, на каждый глаз подается своя собственная картинка, а работа шторок в очках требует синхронизации с изображением на экране, который в свою очередь сменяет картинку 120 раз в секунду - по 60 раз для каждого глаза. На сегодняшний день эта технология получила наибольшее распространение благодаря усилиям компании NVIDIA, которая активно продвигает ее под названием NVIDIA 3D Vision.Конечно же, использование очков выглядит отличным решением, но только переходным этапом на пути к просмотру трехмерного изображения, не требующего специальных приспособлений. Сейчас существует уже несколько технологий, носящих название автостереоскопических и позволяющих наслаждаться 3D-изображением без использования очков. Картинка на экране состоит из узких вертикальных полосок, чередующих изображение для левого и правого глаза. Таким образом, расположившись от экрана на определенном расстоянии, можно обмануть зрение и передать в мозг необходимую для построения трехмерного изображения картинку.Для получения трехмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги: · Моделирование - создание трехмерной математической модели сцены и объектов в ней; · Текстурирование - назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку свойств материалов - прозрачность, отражения, шероховатость и пр.);Моделирование сцены (виртуального пространства моделирования) включает в себя несколько категорий объектов: · Геометрия (построенная с помощью различных техник (напр., создание полигональной сетки) модель, например здание); · Материалы (информация о визуальных свойствах модели, например цвет стен и отражающая/преломляющая способность окон); · Силы и воздействия (настройки динамических искажений объектов, применяется в основном в анимации); · Дополнительные эффекты (объекты, имитирующие атмосферные явления: свет в тумане, облака, пламя и пр.) Назначение материалов: для сенсора реальной фотокамеры материалы объектов реального мира отличаются по признаку того, как они отражают , пропускают ирассеивают свет; виртуальным материалам задается соответствие свойств реальных материалов - прозрачность, отражения, рассеивания света, шероховатость,рельеф и пр.Заключается в создании, направлении и настройке виртуальных источников света. При этом, в виртуальном мире источники света могут иметь негативную интенсивность, отбирая свет из зоны своего «отрицательного освещения».