Юный техник, 2013 № 05
Шрифт:
Сотрудники Лаборатории сверхбыстродействующей оптоэлектроники и обработки информации ФИАНа совместно с инженерами Исследовательского центра Samsung Electronics в Москве разработали трехмерный дисплей, способный самостоятельно подстраиваться под каждого пользователя.
«Когда мы просто смотрим на какой-то объемный предмет, то, меняя свое положение относительно него или поворачивая его, мы можем его рассматривать с разных сторон, — пояснил А.Н. Путилин. — Так у человека создается трехмерная картинка. Для естественного формирования объема, как оказалось, недостаточно просто получать разные картинки для правого и левого глаза.
Второй неприятный эффект возникает, когда объект как бы вываливается из экрана, словно бы приближаясь к зрителю. Глаза человека при этом автоматически сходятся к переносице. Кроме того, изменяется и кривизна самого хрусталика в глазу. Эти механизмы называются аккомодацией — настройкой по фокусу и конвергенцией — настройкой по углу схождения оптических осей на предмете. Работать аккомодация и конвергенция должны согласованно, однако в большинстве дисплеев этой согласованности не наблюдается — ведь на самом деле объект остается в плоскости экрана. Вот вам и еще один фактор для возникновения дискомфорта.
Для решения этих проблем и создана схема адаптивного дисплея, который показывает многоракурсную стереоинформацию, причем каждому зрителю индивидуально.
Схема состоит из системы слежения за положением глаз человека, линзы и системы микропроекторов, которые строят увеличенное стереоизображение под каждый глаз.
Затем оно фокусируется на области расположения органов зрения каждого зрителя индивидуально.
Сглаживание проблем восприятия стереоизображения достигается, во-первых, за счет конструкции линзы — в патенте рассматриваются примеры голографических и микропризменных линз, устройство которых составляет «ноу-хау» разработчиков. Во-вторых, микропроекторы проецируют сразу стереоизображение; при этом осуществляется подвижная настройка по фокусу, расстояние между проекторами также адаптивно меняется.
Такая система позволяет не только повысить комфортность показа для зрителей, но и значительно экономит энергопотребление и вычислительные ресурсы системы.
Придумать датчики, которые делают такой необычный экран сенсорным, очень непросто. Несколько крупных компаний, в том числе знаменитая Apple, пытаются разработать подобное устройство. Получается пока хуже, чем у сотрудников DisplAir.
Именно поэтому группа инвесторов предоставила недавно грант в миллион долларов нашим специалистам. Средства пойдут на запуск «полупромышленного производства дисплеев». Каждый месяц планируется выпускать до 100 экранов.
ВИДЕНИЕ В ТУМАНЕ
Помните, как в «Звездных войнах» перед героями прямо в воздухе вдруг появлялось мерцающее объемное изображение? Сотрудникам российской компании DisplAir удалось такой «фокус» сделать в жизни.
Принцип вроде простой — в затемненном помещении на туманное облако, состоящее из мельчайших капелек воды, проецируется изображение. С помощью специальной технологии создается полное ощущение объема.
Причем
Объем световой энергии, который попадает в человеческий глаз от дисплея, составляет порядка миллионной (!) доли от излучаемой энергии. Площадь светового пятна, которое приходит в человеческий глаз, составляет 1–2 кв. мм. Умножив на два, получим то, что приходит в оба глаза, все остальное просто освещает комнату. Поэтому когда специалисты продумывали адаптивную систему, то заложили в нее такое соображение.
Если «выстреливать» световую энергию только в те места, где находятся конкретные зрители, то дисплей будет потреблять очень немного энергии. Энергии двух маленьких светодиодов достаточно для того, чтобы отобразить информацию для одного человека. И ему это изображение покажется очень ярким.
Придумали наши специалисты и то, как экономить вычислительные ресурсы. Для отображения и обработки информации компьютер параллельно формирует именно столько «видеообразов», сколько человек участвует в просмотре. На пустое зрительское место компьютер реагировать не будет.
Макет дисплея и программное обеспечение под него уже разработаны. Оформлен российский патент. Впереди будет проведено патентование за границей.
В. ЧЕРНОВ
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Летят перелетные птицы…
Каких только гипотез и теорий не выдвигали ученые, стараясь объяснить феноменальную способность птиц ориентироваться!
Исследователи полагают, что у них есть целый арсенал «компасов» — от феноменальной чувствительности к запахам до «магнитного чувства». По мнению Джонатана Хагструма из Геологической службы США, пора добавить птицам еще одно умение — ориентироваться по инфразвуку, пишет Journal of Experimental Biology.
Исследователи давно подозревали, что инфразвук играет роль в птичьей картографии, но долгое время этой проблемой никто толком не занимался. Поводом же к серьезному исследованию послужил такой факт. В 1997 году, не долетев до родной голубятни, исчезла стая голубей, пересекавшая небо над Ла-Маншем. Джонатан Хагструм обратил внимание на то, что маршрут птиц совпадал с трассой полета авиалайнера «Конкорд»; причем самолет преодолел звуковой барьер как раз в тот момент, когда голуби находились над проливом.
Исследователю было также известно, что инфразвуковые колебания довольно часто возникают в природе при столкновении мощных водяных масс океана с воздухом или сушей. Источником их могут быть землетрясения, а также техногенные факторы, включая сверхзвуковые полеты. Причем люди и животные, даже не слыша инфразвуков, при их появлении склонны впадать в панику, стремятся удалиться от источника инфразвука. Перед сильным землетрясением даже змеи выползают из своих нор и спешат убраться подальше.
Установлено, что инфразвуковые волны распространяются в 3–4 раза дальше, чем обычные звуки. Причем процесс этот зависит от окружающего ландшафта, температуры воздуха, направления ветра… В некоторых местах постоянно «работают» некие инфразвуковые маяки, в роли которых могут выступать, например, водопады. А если все это так, то почему не предположить, что птицы могут использовать своеобразную инфразвуковую карту для ориентировки на местности?