Ekran w kryształowej kuli

Niedawno przedstawiono wyświetlacz, który pozwala na realistyczną prezentację obiektów trójwymiarowych.

Niedawno przedstawiono wyświetlacz, który pozwala na realistyczną prezentację obiektów trójwymiarowych.

Ekran w kryształowej kuli

Na zdjęciu przykładowa symulacja przygotowana do celów wojskowych (samolotem można kierowac za pomocą dżojstika).

Komputerowa grafika trójwymiarowa do tej pory była bytem wirtualnym. Aby ją zobaczyć, konieczne było jej zredukowanie do poziomu płaskiego ekranu. Obiekty trójwymiarowe musiały być rzutowane na płaszczyznę dwuwymiarowych pikseli. Rozwiązania pozwalające na stworzenie wrażenia trójwymiarowej wizualizacji - przede wszystkim zastosowanie stereoskopowych okularów - miały istotne wady. Nie pozwalały przede wszystkim na naturalne przyjrzenie się obiektowi (by obejrzeć go z tyłu, trzeba było manipulować obiektem, obracając go, do czego było konieczne posłużenie się interfejsem programu). Ponadto, co w niektórych zastosowaniach bywało najbardziej istotne, najczęściej uniemożliwiały jednoczesne obserwowanie obrazu wielu osobom. Prawdziwą wizualizację obiektów trójwymiarowych umożliwia prototypowy wyświetlacz, zaprezentowany przez amerykańską firmę Actuality Systems (http://www.actualitysystems.com ).

Science fiction

To wyświetlacz objętościowy (Spatial 3-D Visualisation Platform), który wygląda jak gadżet z planu filmowego "Gwiezdnych wojen". Sporych rozmiarów szklana półkula, stojąca na stole, pozwalająca na wyświetlenie w środku trójwymiarowego obiektu o wielkości prawie ćwierć metra. Oglądane za jego pomocą trójwymiarowe, ruchome kolorowe obiekty, prezentują się lepiej niż hologramy.

Wyświetlane obrazy składają się z wokseli, czyli trójwymiarowych pikseli. Oznacza to, że poszczególne elementy wizualizowanego obiektu są adresowane przez rzeczywiste współrzędne (x, y, z). Na razie można je prezentować jedynie w 8 kolorach.

Obraz po przetworzeniu przez stację roboczą zostaje pocięty na 198 "plasterków". Każdy z nich ma rozdzielczość 768 x 768 pikseli. Łącznie pozwala to na wyświetlenie 116 mln wokseli. Następnie po rozbiciu na barwy podstawowe jest przesyłany do matrycy LCD Texas Instruments (Digital Light Processor), która wyświetla go z częstotliwością 20 Hz (transfer danych z bufora pamięci graficznej do urządzenia odbywa się z bardzo dużą prędkością - 1,3 Gb/s). Stąd potrzeba instalowania pamięci graficznej o pojemności kilku gigabajtów.

Obraz za pośrednictwem układów ruchomych luster i soczewek jest rzutowany na dysk o średnicy ok. 10 cm, wykonujący ok. 700 obrotów na minutę. Naturalne chwilowe opóźnienie w wygaszaniu elementów ekranu, przy dużej szybkości odświeżania obrazów widocznych pod różnym kątem, w oku widza składa się na obraz trójwymiarowego obiektu. By w ten sposób powstało jego złudzenie, potrzebne jest przetworzenie informacji graficznej przez zaawansowany procesor sygnałowy (każdy obraz musi być tak przetworzony, by zostało uwzględnione zmieniające się położenie obracającego się ekranu). Optymalizacja stosowanych algorytmów trwała prawie rok. Trudności dotyczyły głównie korekty zniekształceń, które powstawały wskutek niedoskonałości stosowanej, skomplikowanej mechaniki wyświetlacza.

Wyświetlacz obecnie jest przystosowany do współpracy ze stacjami roboczymi IBM IntelliStation M Pro oraz HP x2100. Może działać na systemach MS Windows i Linux. Sygnały są przesyłane do wyświetlacza poprzez złącza SCSI. Od strony oprogramowania wykorzystanie wyświetlacza w aplikacjach graficznych wymaga budowy interfejsu, co umożliwia zestaw SDK. Dostępne jest również rozszerzenie standardowej biblioteki graficznej OpenGL.

Na razie nie dla mas

Urządzenie kosztuje ok. 40 tys. USD, jednak dotyczy to obecnego rozwiązania prototypowego, które będzie sprzedawane w pojedynczych egzemplarzach (pierwszym oficjalnym klientem jest laboratorium badawcze marynarki Stanów Zjednoczonych). Z czasem, przy masowym rynku zbytu, urządzenia te powinny istotnie tanieć. Na świecie dostępnych jest kilka innych rozwiązań wyświetlaczy objętościowych (głównie opartych na skomplikowanych rozwiązaniach laserowych), jednak ich parametry są o rząd wielkości gorsze. Zaś pierwsze trójwymiarowe wyświetlacze wektorowe, pozwalały jedynie na wykorzystanie około 1% teoretycznie dostępnej przestrzeni wokseli.

Wyświetlacze, jakie zaprezentowała firma Actuality Systems, powinny znaleźć zastosowanie specjalistyczne - do wizualizacji molekuł, łańcuchów cząstek DNA, obrazów z rezonansu magnetycznego czy tomografii komputerowej, po wybrane obszary wojskowości. Później zapewne przyjdzie czas na rozrywkę.

Actuality Systems powstała w 1997 r. Wtedy jej twórca, Gregg Favalora, absolwent uniwersytetów amerykańskich Yale oraz Harvard, otrzymał grant Enterpreneurship Competition przyznawany przez ośrodek MIT. Dzisiaj firma zatrudniająca 8 osób zyskała finansowanie ze strony funduszy VC na blisko 3 mln USD.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200