Графические дисплеи, формирующие трехмерное изображение, известны уже очень давно, но их изготовление и эксплуатация связаны с большим количеством проблем, которые практически остановили их массовое производство и применение. Совсем недавно группа исследователей из Великобритании и США разработала новый вид таких дисплеев, который может стать прототипом промышленных изделий.

Существующие сегодня модели объемных дисплеев (Volumetric Displays) не могут похвастать впечатляющими характеристиками: выдаваемое ими монохромное изображение более всего напоминает трехмерный рентгеновский снимок, причем хуже всего передаются эффекты затенения и темные участки объектов. Последнюю проблему удалось решить объединенной группе исследователей из Университета Суонси (Swansea University), Великобритания и Университета Пердью (Purdue University), США.

Изображения башни и лица, полученные с использованием люми-объемов (фото Бенджамина Моры)

Трехмерное изображение формируется на плоскости, совершающей 24 оборота в секунду, с помощью объемных элементов – вокселов (воксел, англ. voxel – образовано из слов: объёмный, англ. volumetric и пиксел, англ. pixel; воксел – это элемент объемного изображения, содержащий значение элемента на регулярной сети в трёхмерном пространстве, аналогично пикселю на двухмерном пространстве), которые поглощают или пропускают свет от так называемого «изотропно излучающего источника» (isotropically emissive light device, IEVD). Для того чтобы повысить качество представления объектов, ученые модифицировали входной массив данных, поступающих в IEVD, добавив к нему информацию об освещенности каждого из участков изображения. Измененный таким образом набор данных они назвали «люми-объемом».

Полученные в результате эффекты затенения немногим уступали тем, которые можно наблюдать при визуализации изображения на обычным «плоском» компьютерном мониторе. «Мы вывели точные математические соотношения, описывающие процесс рендеринга на объемных мониторах, – сообщил в интервью Бенджамин Мора (Benjamin Mora), представляющий Университет Суонси. – Контролировать затенение невозможно, если не формализовать используемые алгоритмы».

Коммерческие перспективы объемных дисплеев, пока неочевидны. Они не имеют многочисленных недостатков конкурирующих технологий (к примеру, для просмотра не требуется надевать специальные очки, а на обработку данных уходит относительно немного – по сравнению с голографическими дисплеями – процессорного времени). Однако по-видимому качество формируемых изображений пока не соответствует ожиданиям потребителей. Исследователи считают, что первое применение объемных дисплеев напрашивается само по себе – уже сейчас можно устанавливать такие дисплеи в музеях – для демонстрации виртуальных экспонатов. Не прекращаются и попытки усовершенствовать технологию: в частности, ученые планируют провести эксперименты с двумя изображениями, проецируемыми на обе стороны вращающегося экрана.

Установка для получения трехмерного эффекта (фото Бенджамина Моры)