Альтернативные подходы к отображению трехмерной картинки на плоском дисплее развивает отраслевая организация 3D Consortium (www.3dc.gr.jp), образованная в марте 2003 г. пятью японскими компаниями: Itochu, NTT DATA, Sanyo Electric, Sharp и Sony. Сегодня консорциум насчитывает около 70 членов, которые развивают разные технологии стереоскопических дисплеев.
15 апреля 2008 г. U.S. Display Consortium и компания Insight Media создали еще один консорциум по 3D- дисплеям – 3D@Home Consortium (www.3DatHome.org), нацеленный на рынок домашних развлечений. В него вошли на уровне членов правления представители компаний Philips и Samsung, на уровне лидера – студия Walt Disney Studios Home Entertainment, правами рядовых членов обладают 19 участников: Thomson, IMAX, TDVision, 3DIcon, Corning, Planar Systems, QPC Laser, SeeReal, 3ality Digital, DDD, In-Three, Quantum Data, Sensio, Fraunhofer Institute for Telecommunications-HHI, Sim2, Setred, Universal Studios Home Entertainment, Holografika и Volfoni. Появление нового консорциума – отрадный знак грядущего прорыва технологий стереоскопического отображения на потребительский рынок.
Отметим, что названные компании и организации разрабатывают и продвигают в основном массовые решения, которые в силу своей (относительной) дешевизны позволяют создавать на плоском экране лишь подобие трехмерного изображения. Картина, сформированная стереоскопическим дисплеем, воспринимается без напряжения лишь в одной точке наблюдения, где положение каждого глаза наблюдателя точно соотносится с положением камер при съемке. По этой причине невозможен динамический параллакс, а также нельзя «заглянуть» за грань изображенного предмета.
Вывод полноценного трехмерного изображения обещают разработчики перспективных голографических и объемных (волюметрических) дисплеев, которые оперируют уже не пикселами, а вокселами, т. е. пространственными графическими элементами. Вид отображаемого объекта в таких дисплеях меняется при изменении ракурса наблюдения не только по горизонтали, как в случае стереоскопических систем, но и по вертикали.
Наиболее распространенный подход к созданию волюметрических дисплеев – применение механической развертки (качания или вращения плоской/искривленной поверхности) для преобразования плоского изображения в трехмерное. При достаточно высокой скорости развертки благодаря инерционности зрения наблюдатель видит неподвижную объемную картинку.
Ряд зарубежных фирм ведет интенсивные исследования в данной области. Например, американская компания Actuality Systems разрабатывает и производит волюметрические дисплеи семейства Perspecta, выглядящие как прозрачная сфера диаметром примерно 50 см, внутри которой парят объемные цветные изображения. Вокруг дисплея Perspecta можно ходить, разглядывая отображаемый объект со всех сторон (рис. 6).
Внутри сферы Perspecta располагается вертикальный экран в виде полукруга из диффузно-матового материала (равномерно рассеивающего падающие лучи во все стороны), на который через систему зеркал проецируется изображение с DLP-проектора. Полукруг вращается с частотой порядка 900 об/мин, картинка на нем за один полуоборот переключается 198 раз; в результате перед наблюдателем возникает трехмерное изображение из примерно 100 млн. вокселов, требующее для своего расчета огромной вычислительной мощности.
Похожие по принципу действия дисплеи создают компании Holoverse и Felix 3D. Фирма LightSpace Technologies создала 3D-монитор DepthCube z1024 (рис. 7), в котором физическое движение плоского экрана заменено на поочередное включение сложенных в пакет ЖК-пластин, прозрачность которых меняется под воздействием управляющего напряжения. Пакет состоит из 20 пластин с диагональю 19,6 дюйма. В каждый момент времени все пластины прозрачны, кроме одной, которая мутнеет, превращаясь в просветный экран. Установленный за пакетом DLP-проектор синхронно с переключением прозрачности пластин формирует изображения для соответствующих сечений 3D-сцены с разрешением 1024?768 и 15-бит представлением цвета (32 тыс. оттенков). Для уменьшения ступенчатости изображения по глубине применяется специальная программная обработка. Система создает 15,3 млн. физических вокселов, которые, как утверждает фирма, с помощью 5-бит сглаживания переходов между плоскостями превращаются в 465,7 млн. визуально воспринимаемых вокселов.
Западные университеты и колледжи при создании прототипов волюметрических дисплеев экспериментируют с вращающимися светодиодными панелями и даже с потоками капель, выстреливаемыми головкой от струйного принтера. Объемное изображение, согласно концепции «струйного» 3D-дисплея, получается благодаря подсветке летящих капель в нужном месте пространства быстродействующей синхронизированной вспышкой (рис. 8). Для получения высокого качества изображения требуется струйная головка с максимальной плотностью сопел, гарантирующая параллельность траекторий выстреливаемых капель. Дорогостоящие чернила тратить не обязательно, можно воспользоваться самой обычной водой. Цветное изображение можно создавать благодаря применению трех разноцветных вспышек.
Среди других подходов к построению объемных дисплеев с механической разверткой особняком стоит предложенный еще в 1960-х гг. оригинальный аппарат, в котором покрытый люминофором стеклянный диск размещался на вращающейся оси внутри ЭЛТ. В движение диск приводился электродвигателем, ротор которого располагается внутри колбы, а статор – снаружи. Изображение формировалось благодаря управлению отклонением и силой тока электронного луча. Практического применения эта конструкция не нашла из-за отсутствия в те времена вычислительных средств, требуемых для формирования сложных управляющих сигналов.
Можно ожидать, что через 10–20 лет технология объемных дисплеев будет готова к коммерческому применению. К тому времени до нужного уровня вырастет и мощность многоядерных и кластерных компьютеров.
Специальный проект
Серверы Fujitsu Siemens Computers PRIMERGY
Сергей Петров
Модельный ряд серверов Fujitsu Siemens Computers разнообразен. В нем есть как недорогие системы на базе архитектуры x86 (в мире серверов принято говорить «стандартной архитектуры», чтобы подчеркнуть отличие от более мощных систем на базе оригинальных разработок), так и мощные UNIX-системы, предназначенные для решения специальных задач.
Особенность практически всех серверов Fujitsu Siemens Computers – развитые средства диагностики и административного управления. Машины и сами по себе интересны, но важнее то, что они спроектированы в расчете на работу в составе единой вычислительной инфраструктуры. Фактически сегодня серверы все чаще рассматриваются не как отдельные устройства, а как строительные блоки для создания динамических
