Наследники принцессы Леи
Нередко технологические прорывы будущего точнее предсказывают не учёные, а люди творческих профессий - писатели-фантасты и кинорежиссёры. Так Жюль Верн запустил человека в космос из пушки (способ не самый безопасный, но, по крайней мере, без «чертовщины»). А с тех пор как в самом раннем эпизоде «Звёздных войн» Джорджа Лукаса принцесса Лея отправила голограмму-сообщение для Оби-Вана, мы не переставали мечтать о видеотелефонах, передающих 3D-голограммы. На воплощение мечты о космических путешествиях (пусть пока и не очень длительных) потребовалось чуть меньше 100 лет, а через какое время у нас появится телефон, который будет передавать объёмное изображение собеседника? О том, в чём были правы создатели легендарной киносаги, о современных 3D-проекторах и перспективах их развития рассказал директор компании «ГолДи С», д.т.н., профессор Александр Большаков.
Александр Большаков. Фото: «ГолДи С»
Разработка техники демонстрации объёмных изображений без дополнительных устройств (таких как поляризующие очки) ведётся всё активнее и уже имеются впечатляющие результаты. Например, с середины 2000х годов объёмные проекции артистов выступают на сцене. Расскажите, это и есть те самые голографические телефоны из «звёздных Войн»? Ведь и Ваша компания «ГолДи С» получила название от сокращения «голографический дисплей»
Мы тут немножко слукавили. Всем известно, что такое голограмма, и мы так назвали компанию, чтобы привлечь внимание. На самом деле, наш проект далеко отстоит от голограмм, ведь с их помощью невозможно создать динамическое изображение.
То, что мы сейчас развиваем - это альтернативная технология. Она восходит ещё к XVIII веку, когда эффект объёмного изображения, например, бегущих лошадок, создавался при вращении пояса с этими изображениями.
Сегодня реальная техническая идея заключается в следующем: создаются так называемые «опорные образы» объекта - мы фотографируем его по окружности с шагом в 10 градусов. Затем с помощью оптической системы генерируем промежуточные изображения, которые уже полностью заполняют пространство.
В первом варианте проекта, поддержанном «Сколково», полученное изображение проецируется на вращающийся экран, который содержит светоотражающие покрытия, и эта оптическая система передаёт изображение по кругу на центральный экран, и получается динамическое объёмное изображение.
В перспективе нескольких лет мы планируем создать принципиально новый продукт - 3D-дисплей с возможностью проникновения в область изображения и управления им при помощи жестов.
Эта система будет работать с помощью кривых зеркал, и так как не будет вращающихся частей, то мы сможем манипулировать объёмным изображением, которое висит в воздухе. Мы уже сделали прототип, пусть небольшого разрешения, и показали, что шарик, который получается при таком способе проецирования, мы можем вращать с помощью манипуляций руками. Причём программное обеспечение, позволяющее это осуществлять, уже есть на рынке - это Kinect и прочие решения.
Расскажите подробнее, как создаются образы, которые потом проецируются. Это, ведь, могут быть и реальные, и виртуальные объекты?
Для реального объекта имеется два варианта: по периметру располагается через 10 градусов 36 камер, с которых изображение поступает на компьютер. Там оно разделяется, делаются опорные изображения, и они уже оптической системой выводятся на вращающийся экран. Если же у нас уже есть определенный электронный макет, сделанный по определённому формату, его можно брать и воспроизводить практически без дополнительной обработки.
А как можно сделать такой объект интерактивным?
Технически так: для воспроизведения объёмного изображения используется система криволинейных зеркал. Естественно, расчёт их необходимых параметров, а уж тем более, их изготовление - это задача, весьма и весьма сложная в техническом плане.
Если это действительно удастся, то изображение возникает как бы над нашим объёмным дисплеем. А дальше с использованием существующих программ обработки этого изображения и манипуляций его можно перемещать: над изображением имеется область, в которой датчики воспринимают движение рук
На какой стадии сейчас находится реализация проекта?
Сейчас, на первом этапе, который продлится до 2017 года, мы должны сделать макет, это даже не опытный образец. Основная проблема заключается в том, что,
хоть мы и показали математически с использованием определенных программных средств, что такая демонстрация возможна, человек - существо сложное, и психология восприятия изображений может быть различной.
Макет круговой визуализации. Фото: «ГолДи С»
За счёт чего мы воспринимаем трёхмерное изображение? На основе того, что у нас имеется два глаза, и каждый смотрит со своей точки, поэтому получается две картинки, немного сдвинутые относительно друг друга. За счёт этого мозг, обрабатывая информацию, получает объёмное изображение. Нам необходимо посмотреть, будут люди, наблюдая наш объект с разных сторон, на различном расстоянии, видеть изображение объёмным и в цвете? И не будет оно "смазано" за счёт тех некоторых оптических эффектов, которые, естественно, возникают при передаче и формировании объёмного изображения. Это задача весьма непростая.
Поэтому мы вначале должны создать макет, показать его различным категориям людей, ведь у каждого собственные особенности перцепции. Знаете, существуют такие стерео-картинки, они выглядят как абстрактные узоры, но можно свести глаза, сфокусироваться особым образом и увидеть объёмное изображение? Так вот, 15 % людей, включая меня, этого не могут делать. Поэтому нам хотелось создать этот макет, показать его репрезентативной выборке людей и услышать от них, что они действительно видят изображение, объёмное, цветное, не расплывчатое.
15% людей не могут увидеть здесь объёмное изображение. Стерео картинка «чайник»
После этого следующий шаг - до конца 2018 года мы создаём уже опытный образец, а далее 3 линейки, для нашего основного заказчика - это фирма «Транзас» в Санкт-Петербурге, лидер в области мониторинга на основе изображений.
Что представляют собой эти линейки?
Фирма «Транзас» занимается задачами визуализации, тренажерами. Наиболее перспективными, как они считают, являются рынки диспетчеризации, рекламы и выставочный бизнес. С рекламой и выставками всё более или менее понятно, а вот, если говорить о диспетчеризации, сейчас в мире 43 754 аэропорта и свыше 7 000 портов, и в каждом работают диспетчеры, которым порой приходится принимать сложные решения, а основываясь на объёмных изображениях объектов эти решения будут более точными, чем при работе с двумерными картинками. Эти же технологи могут с успехом применяться и в космической отрасли.
Перспективные сегменты рынка. Источник: «ГолДи С»
Хотя, конечно, мне, как преподавателю, ближе использование разрабатываемых объемных дисплеев в качестве тренажёров для обучения студентов в определённых специальностях. Для медицины это особенно полезно - например, в объёме посмотреть сердце или другой орган. На нём провести определенные манипуляции. Задач очень много, вплоть до восстановления у детей с ограниченными возможностями контакта с окружающей средой, с людьми. Думаю, в процессе реализации могут появиться ещё новые идеи.
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=117203#.Vv1iAk-E4c1