Главная >>>   

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ 3D СТЕРЕОДИСПЛЕЕВ. 

Ольга Зинченко, Александр Смирнов,

Александр Чекурин  ЗАО «Ракурс»

Александр Инвалёв   ООО «Авкор»

 

 

Содержание

1.       Введение

2.       Историческая справка

3.       Типы 3D ДИСПЛЕЕв

3.1.    Автостереоскопия

3.2.    3D технологии, использующие очки

3.2.1.    «Эклипсные» стереодисплеи

3.2.2.     «Интерлейсные» стереодисплеи

 3.2.3.    «Поляризационно-фазовые» стереодисплеи

3.2.4.    Зеркальные стереодисплеи

4.       ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы, источников информации и иллюстраций

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ПАРАМЕТРОВ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ 3D ДИСПЛЕЕВ

 

1. ВВЕДЕНИЕ

Оглушительный успех фильма Аватар Дж. Кэмерона (2.7 млрд долларов в мировом прокате,  100 миллионов – в российском, из них 80% дали 3D кинотеатры) заставил вспомнить уже почти забытые слова создателя другого «фильма всех времен и народов», Сергея Эйзенштейна: «Сомневаться в том, что за стереокино завтрашний день, так же наивно, как сомневаться в том, будет ли завтрашний день вообще!».  Однако, «3D революция» назревает не только в киноиндустрии. По мнению агентства EETimes, стереоскопическая 3D визуализация станет одной из 10 ключевых технологий на ближайшее десятилетие в IT вообще, и №1 – в дисплейных и теле/кино технологиях.  Согласно прогнозу изучающей рынок дисплеев компании DisplaySearch, сектор 3D дисплеев и телевизоров вырастет с $640 млн в 2009 году до $40 млрд в 2018г.,  а количество продаж увеличится с 1 млн единиц в прошлом году до 260 млн в 2018г., т.е. 3D технология становится ведущим трендом на потребительском рынке: телевидении,  компьютерных играх, видео и фотосъемке.  Поэтому, несмотря на то, что 3D стереотехнологии известны уже давно и довольно широко используются в науке (органическая химия, микроскопия, медицина и пр.) и промышленности (картография, дизайн, радиоэлектроника и пр.),  слова о «3D  революции», в связи со взрывным ростом количества устройств 3D отображения и расширением сфер их применения, не будут большим преувеличением. Однако,  в этой статье мы ограничимся рассмотрением только реально доступных на сегодня (авг. 2010г.) компьютерных 3D стереодисплеев и только с точки зрения их пригодности для профессиональных задач, т.к. рамки одной статьи не позволяют охватить все разнообразие 3D устройств: 3D телевизоры, проекторы, шлемы/очки со встроенными мониторами, коллиматорные и голографические системы и пр., и их применений: развлечения, обучение, игры, реклама и т.д.  (Под профессиональными мы понимаем задачи, требующие  длительной обработки изображений в стереорежиме: фотограмметрические измерения в картографии, монтаж стереоскопических видеофильмов, сравнение стереопар в криминалистике и т.п.).

 

2. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Технология стереоскопического показа является современником фотографии и кинематографа: первый патент на электро-механические затворные очки для просмотра стереофильмов был выдан еще в ХIX веке, а первый, известный авторам, цветной стереотелевизор был изготовлен под руководством П.В.Шмакова в Ленинградском электро-техническом институте связи им. М.А.Бонч-Бруевича еще до начала массового цветного телевещания:

                                             

Еще раньше начал использоваться анаглифический метод, который основан на свойствах светофильтров пропускать одни и задерживать другие лучи в зависимости от их цвета. Как правило, используются красный и дополнительный к нему сине-зеленый (циан) светофильтр, а на  экран дисплея  выводится изображение, полученное цветовым наложением 2 изображений стереопары. При этом в каждом пикселе суммарного изображения «R» (красная) составляющая соответствует таковой в левом изображении, а «G» (зеленая) и «B» (синяя) составляющие – в правом:

При просмотре суммарного изображения через цветные фильтры (красный и сине-зеленый), пропускающие световые пучки красного и синего с зеленым цветов к разным глазам, формируется стереоэффект. Благодаря крайней простоте (а значит и низкой стоимости)  анаглифических очков, представляющих собой два разноцветных стекла или пленки в оправе, и отсутствию дополнительных ограничений на конфигурацию компьютера, анаглифическое стерео представляется идеальным для демонстрационных целей. Недостатком является то, что при просмотре через сине-красные очки теряется цвет изображения, а для получения качественной стереокартины необходимо точное соответствие цветовой гаммы очков и цветового спектра дисплея, в противном случае возникает «двоение» контуров объектов, что затрудняет их восприятие. Кроме того, при работе с цветными растрами наблюдаются проблемы с изображением объектов, имеющих цвет, близкий к красному или циановому. Адаптация наблюдателя к специфическим условиям восприятия происходит достаточно быстро. Однако после долгого пребывания в анаглифических очках у наблюдателя на некоторое время снижается цветовая чувствительность и возникает ощущение дискомфорта от восприятия обычного (не красно-голубого) мира.

Примерно 20 лет назад, после появления быстродействующих ЖК-затворов и СRT-дисплеев  (т.е. дисплеев на основе катодно-лучевой трубки, catod-ray tube – СRT), стал развиваться более совершенный метод временного разделения кадров – т.н. эклипсный метод, который позволял сохранить цвета изображения. При эклипсном методе на экран дисплея последовательно по времени выводится правое и левое изображение стереопары, и синхронно с выводом изображений  открывается/закрывается правый/левый оптический затвор ЖК-очков. При достаточно высокой частоте смены кадров (>100 Гц, порог зависит от яркости экрана и общей освещенности) ракурсы стереопары воспроизводятся  слитно, без мерцания и артефактов. 

Позднее эклипсный метод был почти забыт широкой публикой. Это связано, прежде всего,  с интенсивным развитием LCD-технологий. Более компактные LCD-дисплеи практически полностью вытеснили с рынка традиционные CRT-дисплеи. Кроме компактности, LCD-дисплеи обладают рядом преимуществ по сравнению с CRT-дисплеями: более стабильным изображением и отсутствием мерцания. Однако, до недавнего времени LCD-дисплеи обладали слишком низкой скоростью смены изображения, что не позволяло реализовать на них эклипсный метод с нужной частотой кадров: 100Гц и выше. Во многом благодаря этому, стали развиваться другие методы получения стереоизображения, более пригодные для реализации на LCD-дисплеях, в основном – поляризационные.  Более подробно эти стереодисплеи, а также новая реинкарнация эклипсного метода на основе новейших быстрых LCD-дисплеев и будут рассмотрены ниже.

 

3. ТИПЫ 3D ДИСПЛЕЕВ

Современные 3D дисплеи можно разделить на несколько типов по способу 3D визуализации: стереоскопические, голографические и волюметрические (на объемных носителях). Последние  два типа не получили массового распространения и представляют собой  в основном лабораторные или  демонстрационные образцы, а потому в данном обзоре рассматриваться не будут.

Стереоскопические дисплеи используют свойство бинокулярности зрения и получили наибольшее развитие.  Такие дисплеи воспроизводят два изображения (ракурса) объемной сцены с разных точек зрения, одно из которых предназначено для левого, а другое - для правого глаза. Далее в мозгу происходит сравнение и обработка данных изображений, и по разности в координатах (параллаксе) соответствующих (корреспондирующих) точек, делается вывод о расстоянии до них  (строится карта глубины).

Стереоскопические дисплеи, в свою очередь, делятся на автостереоскопические (не требующие использования очков) и остальные,  для которых требуются дополнительные очки для разделения ракурсов.

 

3.1. Автостереоскопия

Автостереоскопия получила развитие благодаря изобретению LCD-дисплев. Наиболее распространены модели на основе эффекта барьера параллакса.  Барьер параллакса представляет собой еще один дополнительный встроенный ЖК-экран.  В режиме моно этот экран полностью прозрачен, а при активации стереорежима представляет собой сетку из вертикальных непрозрачных полос, которые затеняют свет от лампы на тех или иных пикселах в зависимости от угла зрения :

а) стереорежим (барьер параллакса включен)       б) монорежим (барьер параллакса отключен)

Упрощенная схема принципа действия аппертурно-растрового автостереодисплея [1]

 

Как видно, метод автостереоскопии достаточно прост и не требует дополнительных конструкций, внешне автостереодисплеи выглядят также как обычные LCD-дисплеи.

Такие фирмы как SeeReal (ФРГ), Sharp (Япония), Dimension Techologies Inc (США),  Pavonine (Корея) уже оснастили ряд своих моделей трехмерной автостереовизуализацией [7].

Тем не менее, автостереодисплеи нельзя рассматривать как профессиональные, поскольку им свойственны существенные недостатки. Во-первых, происходит существенная потеря горизонтального разрешения (каждый глаз видит только часть столбцов, при этом по краям несколько столбцов сливаются). Во-вторых, стереоэффект может быть виден только в определенных «зонах восприятия», отклонение от которых приводит к потере стерео или артефактам типа муара или «радуги», а также т.н. «перещелкиванию» ракурсов. Автостереоскопические модели отслеживают положение наблюдателя и изменяют апертуру в зависимости от точки зрения, расширяя таким образом ширину зоны стереовосприятия, но не решают проблему полностью.  Описанные модели хороши в основном для демонстрационных целей, т.к. не требуют очков.

Наряду с аппертурно-растровыми стереодисплеями существуют и линзо-растровые (модели фирм ELSA, Philips, SeeReal Techologies) [7], но так как они работают только в 3D-режиме, то являются специфическими и практически не используются в профессиональных приложениях.

 

 

3.2. 3D ТЕХНОЛОГИИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ОЧКИ

Основное внимание и обзор конкретных, доступных в продаже, моделей будет посвящен именно этой группе дисплеев, для работы с которыми необходимы специальные поляризационные или затворные очки. Необходимость использования дополнительных очков компенсируется устранением ряда недостатков свойственных автостереоскопии: сохранение качества и разрешения исходного изображения, свобода положения головы оператора, поддержка стандартными графическими библиотеками и видеодрайверами.

Рассмотрим классы стереодисплеев, которые можно выделить внутри данной группы по способу стереовизуализации: «эклипсные», «интерлейсные», «фазово-поляризационные» и зеркальные.

 

3.2.1. Эклипсные 120Гц  ЖК-дисплеи

Как уже упоминалось выше, эклипсный метод стереоотображения основан на попеременном показе с высокой частотой  изображений для левого и правого глаза и, синхронного с показом нужного ракурса, переключением оптических ЖК-затворов  стереоочков. С CRT-дисплеями данный метод используется уже свыше 20 лет, но только недавно появились LCD-дисплеи, способные обновлять изображение  с нужной частотой. Первой моделью 120 Гц LCD-дисплея  стал Samsung SyncMaster 2233RZ:

 

Подобные дисплеи с диагональю от 22”  до 24” позднее выпустили также фирмы LG, ViewSonic, Acer и др. 3D параметры данных дисплеев  близки, т.к. используется общая элементная база: на сегодня основными производителями ЖК-матриц для 120 Гц дисплеев и телевизоров являются Samsung и LG, открывшие для этого специализированные производства. Обычно стереодисплеи маркируются логотипом «3D Ready» или просто «3D». Главной особенностью 3D дисплеев является повышенная частота кадров (120Гц) и увеличенная пропускная способность канала данных (используются оба канала интерфейса DVI: т.н. DualLink DVI). В остальном это обычные LCD-дисплеи как по конструкции, так и по потребительским свойствам, поэтому уже в ближайшее время логотип «3D Ready» может стать вполне обычным для большинства дисплеев.

Помимо стереодисплеев, эклипсный метод сейчас также используется в ноутбуках со 120 Гц ЖК-экранами (выпускаются MSI и Asus) и в 3D ЖК и плазменных телевизорах ( на сегодня доступны модели с размерами диагонали от 50'' до 65'' от Samsung, Sony, Panasonic и др.).

 

В эклипсном методе, помимо дисплея, существенной частью системы являются затворные очки, т.к. они являются довольно сложным устройством и от них в большой степени зависит качество 3D изображения, стоимость системы и удобство пользователя. Большинство производителей 3D телевизоров комплектует их очками собственного производства, для компьютерных 3D LCD дисплеев, в основным, используется комплект (очки+USB-передатчик)  3D Vision от  фирмы Nvidia (USA).  Остальные фирмы выпускают нишевые продукты для профессиональных видеокарт с аппаратной поддержкой стереорежима или специализированного программного обеспечения, т.к. для синхронного переключения изображения на экране и затворов очков требуется глубокая интеграция  драйверов видеокарты и контроллера управления очками, что доступно только фирме-разработчику видеодрайвера. Однако, фирма Nvidia, выпустив собственные ЖК-очки, не предоставила доступ к механизму синхронизации видеодрайвера сторонним разработчикам. Универсальные стереодрайвера фирм iZ3D и DDD полностью проблему не решают: из-за необходимости поддержки стереоизображений на уровне ядра видеодрайвера, а также высокой скорости развития современных видеокарт, драйверы сторонних разработчиков оказываются ограничены по функциональности и, как правило, отстают с поддержкой видеокарт на 1-2 поколения чипсетов. Однако, в ближайшее время ситуация обещает измениться:  основной конкурент Nvidia – AMD/ATI выступил с инициативой OpenStereo, которая предполагает открыть доступ к средствам синхронизации переключения изображений и затворов очков для сторонних разработчиков. Кроме того,  в стереодисплеях следующего поколения смена изображений стереопары будет, скорее всего, производиться аппаратно - самим дисплеем (а не драйвером видеокарты, как сейчас), при этом стандартизованный передатчик управления очками будет уже встроен в дисплей. Данная схема предоставит более широкий выбор стереоочков и, соответственно, снизит цены: в настоящее время стоимость очков Nvidia 3D Vision  сравнима с ценой обычного  19” дисплея. На сегодня о своих планах выпустить альтернативные затворные ЖК-очки для 3D дисплеев объявили фирмы Xpand (USA) и ООО АВКОР (StereoPixel™, РФ).

 

Достоинства эклипсных стереодисплеев:

  • Сравнительно невысокая цена: сейчас стоимость  120Гц 3D дисплеев всего в полтора-два раза выше, чем у обычных LCD-дисплеев с экраном того же размера, но, в перспективе,  их цены должны сравняться, т.к. различия в конструкции непринциальны. Стоимость комплекта очков и передатчика Nvidia составляет примерно $200, стоимость дополнительных очков -  $150. Однако, по мере появления альтернативных поставщиков, цена очков должна значительно снизиться: до уровня  $50- $100 за пару;

  • Стандартные габариты;

  • Совместимость с имеющимися стандартами графики (OpenGL – для профессиональных видеокарт, DirectX/Nvidia 3D Vision – для видеокарт на основе чипсетов Nvidia Geforce).

Недостатки

  • Мерцание изображения из-за импульсного режима показа (изображения показываются последовательно на одном экране). Для снижения мерцания обычно повышают частоту кадров: считается, что при частоте кадров 120Гц, мерцание практически не видно. Однако, для LCD 3D дисплеев проблема усугубляется малой скважностью показа изображения: из-за низкого быстродействия ЖК-матрицы, соответствующий затвор очков открывается не сразу по смене кадров, а только по окончании переключения матрицы дисплея. В результате, при частоте кадров 120 Гц из рабочего периода 16 мсек каждое изображение показывается только 2 мсек (т.е. скважность 1:8, у CRT-дисплеев – 1:2), что значительно увеличивает общее мерцание изображения; 

  • Значительное снижение яркости изображения: типичное пропускание ЖК-затворов в открытом состоянии составляет 20-35%, поэтому, при скважности открытия затвора 1:8,  результирующая  яркость стереоизображения не превысит 5% от яркости экрана в монорежиме, что создает дополнительную нагрузку на зрение оператора и значительно ухудшает качество стереоэффекта, особенно на динамичных сценах;

  • Высокая цена затворных очков и дополнительные затраты на элементы питания при их эксплуатации.

 

 

3.2.1. «Интерлейсные» стереодисплеи

Принцип реализации стерео                                         

«Интерлейсные» стереодисплеи во многом повторяют давно известный принцип чересстрочного видео, выводя его на новый уровень.  В таких дисплеях, благодаря LCD-технологии стал возможным одновременный, а не последовательный вывод на экран двух полей стереопары. Одна половина стереопары выводится на четных строках, другая – на нечетных, имеющих разную поляризацию ( ортогональную при линейной и противоположную – при круговой поляризации), благодаря чему происходит разделение изображений для левого и правого глаз при просмотре через поляризационные очки:

Принцип действия интерлейсного стереодисплея. [2]

 

Стереодисплеи Zalman (Корея)  

Корейская компания Zalman, известная, прежде всего, производством систем охлаждения, элитных корпусов и наушников, освоила производство стерео-дисплеев. В марте 2007 года две модели ZM-M190 и ZM-M220W, с размером экрана 19” и 22” соответственно, были впервые представлены на международной выставке CeBIT’07.

Представленные модели вошли в новую серию Trimon, и на сегодняшний день наиболее доступны в продаже.       

 Стереодисплеи того же класса, что и Zalman выпускают корейские фирмы Pavonine и Hyundai IT Corp. Ниже приведены очень краткие описания этих моделей, поскольку они являются практическими полными аналогами Zalman, c теми же достоинствами и недостатками.

 

Cтереодисплеи Pavonine  (Корея). 

Корейская компания Pavonine Korea, Inc., предлагает серию стереодисплеев Miracube c размерами экрана 17”, 24” и 32”.

 

 

 

  Стереодисплеи Hyundai (Корея)

Hyundai представляет две модели с диагоналями 24” и 46”: Hyundai P240W/XpolW и Hyundai P460W/XpolW.

 

 

 

Достоинства

  • Приемлемая цена: стоимость интерлейсных стереодисплеев сравнима с ценой 120 Гц LCD-дисплеев, но очки существенно дешевле, что заметно снижает стоимость системы в целом, особенно при длительной эксплуатации и необходимости иметь несколько пар очков;

  • Стандартные габариты:

  • Сохранение качества изображения в 2D режиме;

  • Отсутствует мерцание, свойственное эклипсному методу;

  • Пассивные поляризационные очки намного дешевле и легче, чем затворные - возможен вариант исполнения очков в виде насадки-клипсы для крепления на оправу обычных очков с диоптриями;

  • Используется круговая поляризация,  позволяющая оператору менять наклон головы без потери стереоизображения.

Недостатки

  • Использование только половины строк приводит к потере разрешения и микрополосчатости, что вызывает повышенную утомляемости оператора при длительной работе и, как следствие,  потерю производительности труда;

  • При проведении измерений и прорисовке мелких объектов для компенсации эффекта потери вертикального разрешения необходимо работать в увеличенном масштабе, что не всегда комфортно.

  • Данный стереорежим приспособлен в основном для полноэкранного просмотра: в оконном режиме становится нечитаемым текст и элементы интерфейса окон.

  • Ограниченная поддержка на уровне видеодрайверов и графических стандартов (OpenGL).

 

3.2.2. «Поляризационно-фазовые» стереодисплеи

Принцип реализации стерео

Поляризационно-фазовые дисплеи используют оригинальный способ получения стереоэффекта, не применяемый ранее. Метод основан на представлении стереопары как суммы 2 ортогонально-ориентированных поляризованных изображений. Технически это реализуется установкой второй ЖК-панели без поляризационных фильтров, которая поворачивает плоскость поляризации в зависимости от соотношения яркости пиксела на левой и правой половине стереопары. На первой панели в каждом пикселе задается суммарная интенсивность, а на второй – ориентация плоскости поляризации проходящего света. На поляризационных фильтрах очков происходит обратное преобразование сигнала и  изображения для левого и правого глаза вновь разделяются:

Схема принципа действия интерлейсного стереодисплея [5]

Угол поворота плоскости поляризации фазовращающей матрицей (на рисунке: Ang LCD) определяется соотношением:

аlfa=arcctg(Aleft/Aright);

где:     alfa – угол поворота плоскости поляризации для данного пиксела;

            Aleft,  Aright – яркость пиксела на левой и правой половине стереопары соответственно.

Яркость модулирующей (обычной) матрицы (на рисунке: Mod LCD)  задается как векторная сумма яркости точки на   левой и правой половине стереопары:

            А2=Aleft2 + Aright2;

Затем, при просмотре через очки со взаимно-ортогональными светофильтрами, происходит обратное разделении ракурсов:

Aleft=A*cos(alfa);    Aright=A *sin(alfa); 

 

Достоинствами поляризационно-фазовых дисплеев являются:

  • Небольшие габариты дислея;

  • Применение легких пассивных поляризационных  очков;

  • Сохранение исходного разрешения ЖК-матриц. 

  • Отсутствует мерцание, свойственное эклипсному методу.

Общими недостатками, свойственными поляризационно-фазовым дисплеям являются:

  • Невысокий стереоконтраст (т.е. неполное разделение ракурсов стереопары – гхостинг) и артефакты (искажения изображения)  из-за погрешности поворота угла поляризации ЖК-матрицей и неточного совмещения пикселей модулирующей и фазирующей матриц, особенно по краям экрана;

  • Снижение качества изображения в 2D режиме из-за наличия дополнительной фазирующей матрицы.

 

Стереодисплеи фирмы MacNaughton, Inc. (США) 

Стереоскопический дисплей Perceiva является разработкой одной из старейших фирм-изготовителей 3D оборудования -  компании MacNaughton Inc (USA).  Стереодисплеи Perceiva имеют 2 независимых видеовхода для левого и правого изображения, дальнейшее преобразование входных изображений производится специальным встроенным видеопроцессором.

Стереодисплей Perceiva

Доступна всего одна модель Perceiva DSD190 с диагональю экрана 19”:

Достоинства

  • Высокая яркость и контрастность изображения благодаря использованию в качестве источника света устройства, аналогичного используемому в проекционном телевидении;

  • наличие независимых видеовходов для левого и правого изображений и аппаратное формирование стереопары, что обеспечивает хорошую программную совместимость со стандартами OpenGL, а также позволяет напрямую подключать источники видеосигнала, напр. стереовидеокамеры.

Недостатки

  • Высокая цена: свыше $6000 за 19” модель;

  • Увеличенные габариты и вес.

 

 

 

 

 

Стереодисплеи фирмы iZ3D (США)  

  Внешний вид стереодисплеев iZ3D.

Аналогичный принцип использует и 22” cтереодисплей iZ3D одноименной компании, однако, в отличие от Perceiva кодирование производится программно, с помощью видеодрайвера.

 

Достоинства :

  • Невысокая цена дисплея и очков (на уровне интерлейсных дисплеев).

Недостатки:

  • Снижение производительности системы из-за затрат вычислительных ресурсов на программное кодирование стереоизображения;

  • Ограниченная поддержка на уровне видеодрайверов и графических стандартов (OpenGL).

 

 

 

3.2.3. Зеркальные стереодисплеи

Современные зеркальные стереодисплеи, в целом, повторяют приведенную выше схему стереотелевизора  П.В.Шмакова, основанную на совмещении 2 ортогонально поляризованных изображений с 2 дисплеев с помощью полупрозрачного зеркала и последующем разделении левого и правого ракурсов стереопары с помощью пассивных поляризационных очков. Существенным отличием  современных стереодисплеев является использование LCD-панелей, что позволяет создать конструкцию, приемлемую  по размерам для стандартного рабочего места.

 

Достоинства:

  • Высокое качество изображения;

  • Легкие поляризационные очки;

  • Хорошая совместимость с имеющимся программным обеспечением. Для работы в оконных стереорежимах требуются профессиональные видеокарты (NVIDIA Quadro FX, ATI FireGL и т.п.) с аппаратной поддержкой стереорасширений (QuadBuffer) OpenGL, либо специализированные прикладные программы, поддерживающие непосредственный вывод на 2 экрана;

  • Возможность прямого, без компьютера, подключения стерео видеокамер (изображение с каждой камеры выводится на отдельный дисплей).

Недостатки:

  • Высокая цена;

  • Ограниченное зеркалом поле зрения, что затрудняет обучение и совместную работу нескольких пользователей;

  • Большие габариты, сравнимые с габаритами СRT-дисплея с тем же размером экрана.

 

Стереодисплеи компании PLANAR (США)   

Компания PLANAR (США) выпускает стереодисплеи, состоящие из двух ЖК (LCD)  дисплеев, между которыми находится полупрозрачное зеркало. В настоящее время доступны модели от 17” до 26”.

Достоинства

  • Минимальные габариты для данного класса 3D дисплеев;

  • Привлекательный дизайн.

Недостатки

  • Большая погрешность совмещения ракурсов стереопары из-за низкой жесткости конструкции

  • Относительно высокая цена (в сравнении с другими дисплеями данного типа)

 

 

Стереодисплеи TRUE3Di (Корея) 

 

Корейская компания TRUE3Di с 2004 года специализируется на производстве стереодисплеев на основе LCD-панелей Hitachi и Samsung и предлагает четыре модели 8”, 19”, 24” и 40”.  В целом, данные модели являются аналогами стереодисплеев Planar. Отличие состоит лишь в том, что LCD-панели находятся в закрытом корпусе, а зеркало между ними неподвижно.

Достоинства

  • Высокая точность совмещения изображений из-за жесткой конструкции и неподвижного зеркала,

  • Закрытый корпус, защищающий LCD-панели от пыли;

  • Повышенная яркость дисплея, превышающая показатели Planara.

  • Наличие компактной 8'' модели для прямого подключения видеокамер.

Недостатки

  • Громоздкость конструкции, особенно моделей с большими диагоналями,

  • Снижение качества изображения в 2D режиме из-за неподвижного зеркала и дополнительного стекла, закрывающего корпус.

 

 

Стереодисплеи StereoPixel (Россия) 

Основным отличием стереодисплеев StereoPixel от дисплеев Planar и TRUE3Di является общая компоновка панелей: второй дисплей  находится снизу, а не сверху, что обеспечивает большую устойчивость конструкции. Также отличается и конструкция корпуса: более жесткая, чем у Planar, но в отличие от TRUE3Di – с опускающимся зеркалом и регулируемым углом наклона панелей.  В настоящее время серийно производятся 2 модели:  17” и 20”. Под заказ возможно изготовление стереодисплеев в конструктиве заказчика (закрытых, мобильных и пр.) с размером экрана от 8 до 45”.

 

Достоинства

  • Более низкая, чем у аналогов, цена;

  • Высокая точность совмещения изображений из-за жесткой конструкции и регулируемого положения зеркала;

  • Дисплей более устойчив, чем зарубежные аналоги, из-за нижнего расположения одной из панелей;

  • Возможна регулировка наклона всей конструкции, что обеспечивает выбор оптимального угла зрения на экран;

  • Возможно изготовление 3D дисплеев в соответствии с требованиями заказчика (закрытых, мобильных и пр.), с размером экрана от 8 до 45”.

Недостатки

  • Попадание пыли на зеркало и горизонтальную нижнюю панель.

 

 

 

 

 

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной статье было рассмотрено большинство  3D-дисплеев, реально доступных на рынке и пригодных для профессионального применения. В обобщающей таблице приведены основные характеристики рассмотренных моделей.

На основании имеющегося опыта использования 3D стерео дисплеев, мы считаем, что для профессиональных приложений  важно иметь возможность легкого переключения между 2D/3D режимами, высокое качество и разрешение изображения во всех режимах, совместимость с имеющимся программным и аппаратным обеспечением, а главное – дисплей должен  минимизировать нагрузку на оператора при длительной работе. С этой точки зрения, среди рассмотренных типов 3D дисплеев можно выделить 2: эклипсные и зеркальные.  

Эклипсные стереодисплеи будут оптимальным выбором при сравнительно небольшом объеме работ в стереорежиме: они компактны, имеют относительно невысокую цену, приемлемые параметры и хорошую программную и аппаратную поддержку на профессиональных видеокартах.

Однако для регулярной и длительной (по нескольку часов) работы в стереорежиме, а также при повышенных требованиях к качеству стереоизображения,  оптимальным выбором будут зеркальные стереодисплеи: они примерно в 2-3 раза дороже эклипсных, но дают яркое, без мерцания, изображение, что значительно уменьшает нагрузку на зрение оператора. Кроме того, в ряде случаев к ним гораздо проще напрямую, без компьютера и дополнительного преобразования сигнала,  подключить внешний источник стереосигнала (напр. стерео видеокамеры)   или адаптировать уже имеющееся программное обеспечение для работы в стереорежиме – просто создав 2 окна на разных мониторах и выведя туда левую и правую половины стереопары.

 


Список литературы, источников информации и иллюстраций:

1. Бинокулярная визуализация http://www.icpt.su/?fl=362

2. http://www.zalman.co.kr/ENG/

3. Сергей Книгин «3D дисплеи» http://www.3dnews.ru/display/3dd/

4. http://www.inition.co.uk/inition/products.php?CatID_=5

5. Jean Etienne Gaudreau, Mark Bechamp Vince Power «Innovative Stereoscopic Display using variable polarized angle»

6. O. Tishutin, T. Striegler «Stereoscopic 3D and iZ3D Perception»

7. http://www.stereo3d.com/displays.htm

8. http://www.pirit.ru/new_catalog.asp?cat1=7651&cat2=20938

9. http://3dstereo.ru/f3dezhovown_r.htm

10. http://www.planar3d.com

11. http://www.stereo-pixel.ru/lcreflex.htm

12. www.nuvision3d.com

13. www.neurokoptics.com

15. www.true3di.com

 

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ПАРАМЕТРОВ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИХ 3D ДИСПЛЕЕВ

Класс

Производитель
(название/страна)

Название

Размер экрана

Цены

Разрешение
2
D

Разрешение
3
D

Яркость

Контраст-ность

Угол обзора

Интерфейс

Тип поляризации

Рекомендуемое применение

Интер-лейсные

Zalman / Корея

ZM-M190

19”

12 500. руб (*)

1280*1024

1280*512

300 кд/м2

1000:1

160 град

D-SUB, DVI-D

круговая

Демонстрации, реклама, игры

Zalman / Корея

ZM-M220W

22”

14 000. руб (*)

1680*1050

1680*525

300-400 кд/м2

1000:1

160 град

D-SUB, DVI-D

круговая

Демонстрации, реклама, игры

Pavonine / Корея

Miracube G170S-C

17

$2150 (FOB,2009г)

1280*1024

1280*512

700:1

DVI

Демонстрации, реклама, игры

Pavonine / Корея

Miracube G170S-L

17

$2150 (FOB,2009г)

1280*1024

1280*512

 

Демонстрации, реклама, игры

Pavonine / Корея

Miracube G240S

24

$5840 (FOB,2009г)

1920*1200

1920*600

DVI & VGA

Демонстрации, реклама, игры

Pavonine / Корея

Miracube G320S

32

$7100 (FOB,2009г)

1360*760

1360*384

DVI & VGA

Демонстрации, реклама, игры

Hyundai ITCorp/ Корея

P220W/XpolW

22

23 000. руб (*)

1680*1050

1680*1050

1000:1

DVI & VGA

круговая

Демонстрации, реклама, игры

Hyundai IT Corp/ Корея

P220W/XpolW

24

39 000. руб (*)

1920*1200

1920*600

1000:1

DVI & VGA

круговая

Демонстрации, реклама, игры

Фазово-поляриза-ционные

NuVision / США

Perceiva DSD 190

19”

$6495 (FOB)

1280 x 1024

1280 x 1024

2D: 200 кд/м2
3
D: 40 кд/м2 на каждый глаз

> 1000:1

>160 град

DVI & VGA

круговая

Демонстрации, реклама, игры, наука, производство

iZ3D / США

iZ3D

22”

$ 599 (c 31.08.2010 снят с производства)

1680*1050

1680*1050

250

700:1

170 град

Dual input 1*DVI, 1*DVI/VGA

Демонстрации, реклама, игры

Эклипсные LCD 120Гц

Samsung/Корея

2233RZ

22''

11 000. руб (*)

1680*1050

1680*1050

300

1000:1

170 град

Dual link DVI

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Viewsonic/США

VX2268WM

22''

12 000. руб (*)

1680*1050

1680*1050

300

1000:1

170 град

Dual link DVI

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Acer/Тайвань

GD245HQbid

23.6''

14 000. руб (*)

1920*1080

1920*1080

300

1000:1

170 град

Dual link DVI

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Asus/Тайвань

22T1E

22''

10 500. руб (*)

1920*1080

1920*1080

300

1000:1

170 град

Dual link DVI

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Nvidia/США

3D Vision

 

5 500. руб (*)

 

 

 

300:1

 

ИК

 

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Зеркальные

Planar / США

SD1710

17”

73 500. руб (*)

1280*1024

1280*1024

70 кд/м2

2D  400:1
3
D  150:1

DVI

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Planar / США

SD2220

22

$3495(FOB)

1600*1200

1600*1200

150 кд/м2

2D  400:1
3D  150:1

DVI

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

Planar / США

SD2620

26”

263 000. руб (*)

1920*1200

1920*1200

180 кд/м2

DVI

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

TRUE3Di / Канада

Opsis 190

8”

$4145 (FOB,2009г)

800*480

800*480

300 кд/м2

500:1

VGA, S-VHS Components, CVBS

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

TRUE3Di / Канада

Opsis 190

19”

$4620 (FOB,2009г)

1280*1024

1280*1024

250 кд/м2

1000:1

DVI-I, Analog VGA

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

TRUE3Di / Канада

Opsis 240

24”

$7975(FOB,2009г)

1920*1200

1920*1200

400 кд/м2

1000:1

VGA, DVI-D, SVHS CVBS

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

TRUE3Di / Канада

Opsis 400

40”

$20025 (FOB,2009г)

1920*1080

1920*1080

400 кд/м2

1000:1

DVI-D, SVHS, CVBS, VGA

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

StereoPixel / РФ

LcReflex-1702

17”

39000 рублей (+НДС)

1280*1024

1280*1024

300 кд/м2

600:1

VGA

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

StereoPixel / РФ

LcReflex-2002

20”

59000 рублей (+НДС)

1400*1050

1400*1050

300 кд/м2

600:1

VGA,
DVI-D

линейная

Фотограмметрия, производство, наука, демонстрации, реклама, игры.

(*) – минимальная цена на 1.09.2010 по Price.ru.

 

 

 

        Главная >>>