Голографические 3d-мониторы
Изучение основных принципов голографии как метода регистрации информации, основанного на интерференции волн. Принцип работы и разделение объема воспроизведения множеством условных вертикальных плоскостей как общая конструктивная особенность 3d-монитора.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.01.2020 |
| Размер файла | 162,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОСУДРОСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра экономики и управления инновационными системами
Реферат
на тему
Голографические 3d-мониторы
Выполнил:
Ванин Д.С.
гр. 213 эк.фак.
Рецензент:
Пономаренко Т.Н., кан.мат.н.
Краснодар 2018 г.
Оглавление
Принципы голографии
Принцип работы 3d монитора
Вывод
Список использованных источников
интерференция волна голография воспроизведение монитор
Введение
В последнее время о 3D дисплеях много пишут, но, как правило, речь идет о какой-либо конкретной модели или модельном ряде конкретного производителя. Немногочисленные же обзорные статьи содержат описания случайного набора из очков, шлемов и, собственно, 3D дисплеев.
Практически отсутствует классификация существующих 3D дисплеев, что приводит к запутанной терминологии. Даже солидные фирмы-производители зачастую называют свои изделия не тем, что они есть на самом деле.
В этом реферате предпринята попытка систематизировать накопленный автором обширный материал по технологиям воспроизведения 3D, одно только перечисление которых заняло бы несколько страниц. Правда, большая их часть существует в виде патентов и описаний, гораздо меньше "живых" прототипов, и уж совсем малая часть реализована...
Начнем с терминов:
Во-первых, 3D дисплеем мы будем называть любое устройство, способное вывести изображение, воспринимаемое человеком как объемное, без очков или других дополнительных устройств.
Во-вторых, назовем пространство, в котором можно наблюдать изображение, формируемое 3D дисплеем, объемом воспроизведения, а пространство, в котором находится зритель - объемом наблюдения. Только находясь внутри объема наблюдения человек вправе рассчитывать на восприятие неискаженного объемного изображения, заключенного в объем воспроизведения.
И в-третьих, поделим все 3D дисплеи на группы, по способности отображения 3D информации:
1. Стереоскопические. Воспроизводят два ракурса объемной сцены, один из которых предназначен для левого, а другой - для правого глаза.
2. Мультивидовые. Воспроизводят несколько последовательных ракурсов объемной сцены, любые два из которых составляют стереопару.
3. Голографические. Воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены.
4. Волюметрические. Воспроизводят изображение в виде набора точек (вокселей) или векторов, физически разнесенных в ограниченном рабочем пространстве дисплея (объеме воспроизведения).
В данной работе мы рассмотрим принцип работы голографических мониторов.
Принципы голографии
В введении мы определили, что голографические 3D дисплеи (далее H3D) воспроизводят непрерывное световое поле, соответствующее световому полю реальной 3D сцены. Однако, современная техника немыслима без цифровой обработки сигналов, стало быть, любая непрерывная функция с некоторой точностью апроксимируется рядом дискретных значений. Световое поле не исключение, поэтому H3D можно рассматривать как дальнейшее развитие мультивидовых дисплеев с очень большим количеством воспроизводимых ракурсов.
Основной принцип работы: Разделение объема воспроизведения множеством условных вертикальных плоскостей, проходящих через центр экрана. В каждой части разбитого плоскостями пространства наблюдается свой вид (ракурс) объемной сцены.
Обычно, когда речь заходит о H3D, имеют в виду устройство, способное воспроизводить на некоем материале подобие традиционной голограммы, то есть вычислять и отображать фиксируемую ей в виде дифракционных структур интерференционную картину светового поля, причем делать это в реальном времени.
Для начала определим, что такое голограмма. Голограмфия (др.-греч. ?лпт -- полный + гсЬцщ -- пишу) -- набор технологий для точной записи, воспроизведения и переформирования волновых полей оптического электромагнитного излучения, особый фотографический метод, при котором с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются изображения трехмерных объектов, в высшей степени похожие на реальные[1].
Рассеянные объектом волны характеризуются амплитудой и фазой. Регистрация амплитуды волн не представляет затруднений; обычная фотографическая пленка регистрирует амплитуду, преобразуя её значения в соответствующее почернение фотографической эмульсии. Фазовые соотношения становятся доступными для регистрации с помощью интерференции, преобразующей фазовые соотношения в соответствующие амплитудные. Интерференция возникает, когда в некоторой области пространства складываются несколько электромагнитных волн, частоты которых с очень высокой степенью точности совпадают. Когда записывают голограмму, в определённой области пространства складывают две волны: одна из них идёт непосредственно от источника (опорная волна), а другая отражается от объекта записи (объектная волна). В этой же области размещают фотопластинку (или иной регистрирующий материал), в результате на этой пластинке возникает сложная картина полос потемнения, которые соответствуют распределению электромагнитной энергии (картине интерференции) в этой области пространства. Если теперь эту пластинку осветить волной, близкой к опорной, то она преобразует эту волну в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть (с той или иной степенью точности) такой же свет, какой отражался бы от объекта записи.
Принцип работы 3d монитора
Собственно любая голограмма, как мы определили, является способом сохранения информации об электромагнитной волне в виде интерференционной картины (максимумов и минимумов пучностей) методом физической записи в специальной среде об отражённом от объекта, рассеянном, волновом фронте электромагнитного излучения, его амплитуде (яркости) и сдвиге фазы (объёме) в некоторой точке с возможно меньшей потерей информации, либо имитации такой картины специальными голографическими методами.
Такой подход не учитывает, что каждый малый участок голограммы представляет из себя дифракционную решетку, выполняющую роль отклоняющего элемента и нет нужды каждый раз, когда нужно изменить угол отклонения луча, рассчитывать и отображать ее. Самое удивительное, что есть ученые, разрабатывающие это финансово и информационно сверхзатратное направление. Например, американцы из Массачусетского технологического разработали прототип, в котором воспроизводится изображение, рассчитанное на компьютере. Голограмма формируется (см. рис) с помощью акустооптического модулятора: луч лазера модулируется акустическими колебаниями, воздействующими на кристалл, который расположен перед фокусирующей линзой.
Прорисовка изображения выполняется механической зеркальной разверткой. Для монохромной картинки размером 15 x 15 x 20 см требуется поток данных около 2 гигапикселов в секунду. Японцы пытаются воспроизводить голограммы с помощью проекционных LCD матриц (используются в видеопроекторах), каждая из которых воспроизводит небольшой отдельный участок голограммы. Поскольку диагональ таких матриц не превышает 1,8 дюйма, для получения голограммы нужной площади пришлось использовать множественные конфигурации и устройства сведения для объединения различных частей голограммы. Поток данных, требуемый для воссоздания полноценного образа, достигает приблизительно одного терабайта в секунду. Монохроматическая голограмма с площадью проекции 1 кв.см - это пока максимум, чего удалось добиться исследователям.
Рисунок - Схема работы голографического монитора на оптико-акустическом модуляторе
Достоинство данного монитора в том, что он воспроизводит самое реалистичное 3D изображение, обладающее всеми оптическими свойствами отображаемого реального объекта.
Среди недостатков можно выделить:
ѕ Техническую сложность на пределе современных возможностей аппаратуры, вычислительных;
ѕ Большие запросы к вычислительной скорости, которую на данном этапе развития хватает только для статических изображений.
Вывод
Как говорил классик в другом месте и по другому поводу: "Узок круг этих революционеров. Страшно далеки они от народа". Именно так обстоит дело с голографическими 3D дисплеями. Слухи о разработке такого монитора были уже в 60-х годах, но к настоящему времени нет ни одного такого монитора в серийном производстве. Есть отдельные разработке в лабораториях по всему в разных университетах, но они в основном закрытые, и информации о них в открытом доступе очень немного. Дело в том, что тот кто первый представит модель готовую к выпуску на рынок получит огромный спрос, потому что интерес к 3dмониторам проявляют многие структуры, начиная от военных ведомств и кончая шоу индустрией.
Для создания рабочей версии монитора, рассмотренного в статье, требуется значительно увеличить вычислительную мощность, которой хватало бы для создания изображения для монитора имеющего достаточно большие размеры. А для этого необходимо значительное финансирование, которого по видимому сейчас нет. К счастью, для определенного круга задач существуют другие решения, позволяющие получить реальное 3D, например волюметрические мониторы или лазерные(даже тактильные) 3dголограммы.
Список использованных источников
1.Голография // Википедия. [2018--2018]. Дата обновления: 19.01.2018. URL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=90392151 (дата обращения: 19.01.2018).
2.10 $ -- цена вопроса: дешевые голографические дисплеи будущего // hi-news.ruURL: https://hi-news.ru/technology/10-cena-voprosa-deshevye-golograficheskie-displei-budushhego.html(дата обращения: 19.01.2018).
3.3D дисплеи. Часть 1// 3dnews.ruURL: https://ru.wikipedia.org/?oldid=90392151 .https://3dnews.ru/165002(датаобращения: 19.01.2018)
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика монитора - устройства для вывода на экран текстовой и графической информации, его основные параметры, принцип работы. Схема электронно-лучевой трубки. Мониторы с теневой маской. Особенности и преимущества жидкокристаллических мониторов.
презентация [705,0 K], добавлен 10.08.2013Изучение конструкции жидкокристаллического монитора, его основные параметры и принцип работы. Схема создания изображения, описание интерфейсов. Общие подходы к диагностике проблем в данных типах мониторов, способы ремонта и устранения неисправностей.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 14.12.2012Устройства ввода информации: клавиатура, мышь, манипуляторы. Накопитель на жестких магнитных дисках. Видеоподсистема компьютера. Видео мониторы, их классификация. Современные ЖК мониторы. Принцип работы, основные параметры и характеристики сканеров.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 24.09.2010Основные виды мониторов: жидкокристаллические, плазменные, пластиковые, с электронно-лучевой трубкой. Гарантия безопасной работы пользователям компьютеров. Классификация видеопамяти. Характеристика разрешающих особенностей монитора, его настройки.
презентация [12,4 M], добавлен 06.12.2011Правила проведения и способы калибровки монитора - процедуры приведения параметров воспроизведения информации устройством в строгое соответствие с определенными требованиями, регламентируемыми специальными стандартами. Аппаратная и программная калибровка.
реферат [1,2 M], добавлен 16.12.2010Изучение видов и функций периферийных устройств, с помощью которых компьютер обменивается информацией с внешним миром. Классификация устройств ввода-вывода информации. Приборы местоуказания (манипуляторы), сканеры, мониторы, принтеры, микрофоны, наушники.
контрольная работа [359,1 K], добавлен 10.03.2011Мониторы на электронно-лучевых трубках. Типы матриц жидкокристаллического монитора. Проекторы на основе DLP- технологии. Принцип действия лазерных проекторов. Типы видеокарт компьютера. Интерфейсы программирования приложений. Виды видео интерфейсов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.03.2015Постановка линейной целочисленной задачи. Метод отсекающих плоскостей. Дробный алгоритм решения полностью целочисленных задач. Эффективность отсечения Гомори. Сравнение вычислительных возможностей метода отсекающих плоскостей и метода ветвей и границ.
курсовая работа [178,2 K], добавлен 25.11.2011Понятие, сущность, виды, особенности управления, классификация и функциональные возможности мониторов, а также их сравнение и оценка достоинств и недостатков. Анализ влияния технических характеристик видеокарты на основные показатели работы монитора.
реферат [222,5 K], добавлен 18.05.2010Представление графических данных. Растровая, векторная и фрактальная виды компьютерной графики. Цвет и цветовые модели: метод кодирования цветовой информации для ее воспроизведения на экране монитора. Основные программы для обработки растровой графики.
реферат [429,7 K], добавлен 01.08.2010Изучение принципов работы различных компонентов ЭВМ. Общая логическая структура электронной вычислительной машины. Системная шина, арифметико-логическое устройство, запоминающее устройство, считывающее устройство, промежуточные носители информации.
курсовая работа [559,6 K], добавлен 29.04.2014Общий принцип работы аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Принцип работы интерфейса USB. Функциональная и электрическая схемы АЦП с интерфейсом USB. Описание и принцип работы устройства ввода аналоговой информации, технические характеристики.
дипломная работа [725,6 K], добавлен 16.01.2009Преобразование графической информации из аналоговой формы в цифровую. Количество цветов, отображаемых на экране монитора. Расчет объема видеопамяти для одного из графических режимов. Способы хранения информации в файле. Формирование векторной графики.
презентация [2,1 M], добавлен 22.05.2012Характеристика компонентов системного блока: микропроцессора, материнской платы, оперативной памяти, жесткого диска, CD-DVD привода, видеокарты и блока питания. Изучение принципа работы монитора, компьютерной клавиатуры и механического манипулятора мыши.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 04.06.2011Изучение технических характеристик и демонстрация работы профессионально сканирующего приемника AR3000A, детектора поля D 006, генератора шума ГШ-1000М. Назначение портативных средств защиты информации, принцип работы оборудования, правила работы.
практическая работа [3,6 M], добавлен 23.12.2007Аппаратная часть мультимедийного компьютера. Скорость работы центрального процессора. Мониторы на электронно-лучевой трубке. Стандарты безопасности и электропотребления. Жидкокристаллические мониторы. Дисковод CD-ROM и DVD, видеокарта, звуковая карта.
реферат [40,3 K], добавлен 10.03.2015Сенсорный экран как устройство ввода-вывода информации, представляющее собой прибор, реагирующий на прикосновения к нему; история его разработок, оценка основных преимуществ и недостатков. Принципы работы и типы сенсорных экранов, сферы их применения.
презентация [3,1 M], добавлен 14.05.2011Классификация и характеристика мониторов. Основные виды мониторов, их достоинства и недостатки. Мониторы с электронно-лучевой трубкой, жидкокристаллические, плазменные и лазерные мониторы. Стандарты безопасности и эргономические стандарты для мониторов.
презентация [2,1 M], добавлен 04.04.2019Классификация и отличительные особенности мониторов. Основные параметры и характеристики монитора. Размер рабочей области экрана. Радиус кривизны экрана ЭЛТ. Отражающие и защитные свойства поверхности. Частота вертикальной и горизонтальной развертки.
презентация [225,6 K], добавлен 13.11.2014Понятие векторкардиографии как метода исследования сердца, основанного на регистрации изменений за сердечный цикл суммарного вектора электродвижущих сил сердца в проекции на плоскость. Ознакомление с методом векторкардиографии с помощью программы Matlab.
лабораторная работа [584,8 K], добавлен 13.10.2014
