Российские ученые разработали адаптивный 3D-дисплей

Источник материала:

Сотрудники Лаборатории сверхбыстродействующей оптоэлектроники и обработки информации Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) совместно с инженерами Исследовательского центра Samsung Electronics в Москве разработали трёхмерный дисплей, способный подстраиваться под пользователя.


 Схема работы адаптивного 3D-дисплея

Исследователи объясняют, что у современных 3D-панелей есть ряд недостатков. Так, при изменении положения зрителя объект не меняется: человек поворачивает голову, и объект поворачивается, как бы "гуляет" вместе с ней. В этом заключается неестественность, что становится причиной мигреней. Причём такой побочный эффект присущ практически всем стереоскопическим дисплеям, включая те, которые не требуют ношения очков.

Второй паразитный эффект возникает при приближении наблюдателя к объекту. Когда это происходит, то человеческий глаз пытается сфокусироваться на самом объекте, а это невозможно, поскольку объект не реальный, а сформированный плоским дисплеем. При этом фокусировка сопровождается ещё и небольшим сдвигом оптической оси глаз: если объект находится близко, то глаза сходятся, если далеко — расходятся. Эти механизмы называются аккомодацией (настройка по фокусу) и конвергенцией (настройка по углу схождения оптических осей на предмете). Работать аккомодация и конвергенция должны согласованно, однако в большинстве дисплеев этой согласованности нет.

"Для естественного формирования трёхмерности недостаточно сформировать разные картинки для правого и левого глаз, главное здесь — формирование в мозгу трёхмерной модели предмета. И после того, как она сформировалась, человек начинает воспринимать предмет как объёмный", — говорит кандидат физико-математических наук Андрей Путилин, автор идеи адаптивного 3D-дисплея.

Разработанный комплекс состоит из системы слежения за положением глаз человека, линзы и микропроекторов, формирующих в области линзы увеличенное стереоизображение под каждый глаз, которое затем фокусируется на область их расположения. По заявлениям разработчиков, их детище демонстрирует многоракурсную стереоскопическую картинку для каждого человека индивидуально.

Сглаживание проблем восприятия 3D-изображения достигается за счёт конструкции линзы, а также благодаря тому, что микропроекторы изначально формируют стереоскопическое изображение. При этом осуществляется подвижная настройка по фокусу, а расстояние между проекторами адаптивно меняется. Такая система позволяет значительно снизить энергопотребление и вычислительную нагрузку.

Авторы проекта уже создали макет дисплея и разработали необходимое программное обеспечение. Оформлен патент, права на который принадлежит российским исследователям.