Оптическая система объемного изображения

Полезная модель предназначена для перевода плоского изображения в объемное, преимущественно при интерактивном взаимодействии пользователя и компьютера. Предложена оптическая система объемного изображения, включающая в себя световой источник, характеризующаяся тем, что в нее введена высокоскоростная цифровая камера для слежения за положением головы пользователя, расположенная вблизи монитора компьютера, электрически соединенная с блоком обработки графической информации компьютера, который получает сигнал от высокоскоростной цифровой камеры и подает корректирующий сигнал на монитор. В результате изображение получается полностью интерактивное, такое же, какое, мы наблюдаем в повседневной жизни. Оно приобретает реальный объем и глубину, а также есть возможность "заглянуть" за границы экрана. Практическое применение этой технологии возможно во всех программах, изображающих трехмерные объекты. В случае, когда видеокарты смогут обрабатывать фотореалистичную графику в трехмерном виде, появится возможность с помощью этой технологии создавать и просматривать трехмерные видеофильмы. 1 илл., 1 н.п. ф-лы.

Полезная модель предназначена для перевода плоского изображения в объемное, преимущественно при интерактивном взаимодействии пользователя и компьютера.

С незапамятных времен люди пытались запечатлеть окружающий мир всеми доступными способами. Сначала рисовали рисунки, потом писали картины, следующий шаг - фото и видео изображение. Но этого оказалось мало, так как изображение было плоским. В связи с этим были предприняты попытки добавить изображению глубину и объем.

В 1947 году уроженцем Венгрии английским физиком Дэнисом Габором была изобретена голография, но ее практическое применение началось только после разработки лазеров в 1960 году. Голограмма - трехмерное изображение объекта, получаемое с помощью луча лазера. Свет от источника расщепляют на два пучка. Один пучок направляют на объект и фиксируют на фотопластинке рассеянный им свет. Одновременно пластинку освещают другим пучком ("опорным"), который, взаимодействуя с первым, дает картинку интерференции. Если пластинку после проявления осветить опорным пучком света, появляется реалистическое трехмерное изображение. Но изображенный объект получается полупрозрачным и не имеет плотности материи (1).

Также была изобретена стереоскопия - получение изображения в перспективе в трех измерениях с помощью видеокамеры с двумя объективами (камера "Эрасмус бинокуляр"), расположенными друг от друга на расстоянии, равном расстоянию между глазами. Здесь изображение имеет только неподвижный объем относительно наблюдателя (2).

Известна полезная модель, в которой описана оптическая система объемного изображения, включающая в себя световой источник изображения, содержащая средство, расположенное между глазом зрителя и световым источником изображения, главным образом, экраном телевизора (3).

Однако, ближайший аналог недостаточно функционален, неприменим к компьютерной технике.

Задачей заявляемой полезной модели является создание оптической системы объемного изображения применительно к компьютерным технологиям, главным образом, при обработке видеокартой трехмерных изображений. Техническим результатом является получение достаточно качественного интерактивного изображения на мониторе (световом источнике).

Предложена оптическая система объемного изображения, включающая в себя световой источник, характеризующаяся тем, что в нее введена высокоскоростная цифровая камера для слежения за положением головы пользователя, расположенная вблизи монитора компьютера,

электрически соединенная с блоком обработки графической информации компьютера, который получает сигнал от высокоскоростной цифровой камеры и подает корректирующий сигнал на монитор.

Полезная модель иллюстрируется на фиг.1, где цифрами показано: 1 - трехмерная координатная ось, 2 - плоскость по оси X, Y, 3 - виртуальное пространство, 4 - монитор компьютера, 5 - высокоскоростная цифровая камера, 6 - пользователь, 7 - объект, в данном случае, куб, изображенный на мониторе компьютера, 8 - одна сторона объекта (куба), 9 - отклонение головы пользователя влево, 10 - сигнал на блок обработки графической информации компьютера, 11 - виртуальное изображение куба, 12 - левая сторона куба, 13 - компьютер.

Имеется трехмерная координатная ось X,Y,Z - 1. Представим оси X,Y как плоскость 2. Отделим наш трехмерный мир от виртуального пространства 3 этой плоскостью. Разместим на этой плоскости монитор 4 компьютера 13. Около монитора расположим высокоскоростную цифровую камеру 5, следящую за положением головы пользователя 6, которая отслеживает движение головы по всем направлениям и координирует через компьютер 13 изображение пространства за плоскостью для пользователя. Глубина изображения виртуального пространства определяется по оси Z.

Полезная модель иллюстрируется на следующем примере.

Представлен куб 7, изображенный на мониторе компьютера в виртуальном пространстве, находящийся на некотором расстоянии по оси Z от плоскости X,Y. Если пользователь 6 смотрит на куб прямо, то видит одну его сторону 8. Стоит пользователю отклониться влево 9, камера фиксирует отклонение головы и посылает сигнал 10 на блок обработки графической информации компьютера 13. Он посредством корректирующего сигнала (показан стрелкой) отклоняет и поворачивает изображение куба 11 так, что становится видно и левую сторону 12 куба.

В результате изображение получается полностью интерактивное, такое же, какое, мы наблюдаем в повседневной жизни. Оно приобретает реальный объем и глубину, а также есть возможность "заглянуть" за границы экрана.

Практическое применение этой технологии возможно во всех программах, изображающих трехмерные объекты. В случае, когда видеокарты смогут обрабатывать фотореалистичную графику в трехмерном виде, появится возможность с помощью этой технологии создавать и просматривать трехмерные видеофильмы.

Источники информации.

1. «Словарь энциклопедический», Ридерз Дайджест, стр.389, 2003 г.

2. «Словарь иностранных слов», государственное издательство иностранных и национальных словарей, стр.661.

3. Полезная модель РФ №16873, 2001 г.

Оптическая система объемного изображения, включающая в себя световой источник, отличающаяся тем, что в нее введена высокоскоростная цифровая камера для слежения за положением головы пользователя, расположенная вблизи монитора компьютера, электрически соединенная с блоком обработки графической информации компьютера, который получает сигнал от высокоскоростной цифровой камеры и подает корректирующий сигнал на монитор.