Ugrás a tartalomhoz

3D megjelenítési technikák

Dr. Fekete Róbert Tamás, Dr. Tamás Péter, Dr. Antal Ákos, Décsei-Paróczi Annamária (2014)

BME-MOGI

2. fejezet - A háromdimenziós technikák optikai és interferometriai háttere

2. fejezet - A háromdimenziós technikák optikai és interferometriai háttere

A háromdimenziós képalkotás alapja az emberi látásra vezethető vissza, inspirációja biológiai eredetű. Az emberi látás – és az élővilág egyedeinek jelentős része – úgynevezett binokuláris alapokon nyugszik, azaz a két szem által leképzett térrész síkbeli képeit az agy egy közös feldolgozási algoritmus segítségével együttesen értékeli, értelmezi. A legfontosabb momentum, hogy az adott objektumról a két érzékelő – adott esetben a szem –, eltérő térbeli pozíciója miatt, eltérő képeket regisztrál. A két szemmel látott két kép tehát nem pontosan ugyanolyan. Az agy e két kép közötti eltérésből számítja ki például a mélységet. Természetesen a folyamat ennél sokkal bonyolultabb, ugyanis a két eltérő kép értékelése egy összetett kognitív folyamat eredményeként hozza létre a háromdimenziós látás érzetét. A mindennapi életben ez biztosítja azt, hogy a minket körülvevő objektumokat, tárgyakat relatív pozíciójukkal tudjuk társítani, képesek vagyunk a minket körülvevő elemek relatív – bizonyos esetekben pedig akár az abszolút – pozícióját észlelni. Mindezek alapján viszont nyilvánvaló, hogy ezt a modellt alapul véve, a térhatású érzetet technikai eszközökkel egyszerűen reprodukálni tudjuk. Ha egy sík vagy görbült felületen a kódolt mélységi információkat tárolni tudjuk, akkor ezt közvetítve az agy felé, a térbeliség érzetét kelthetjük. Technikai részletnek tekinthető, hogy ennek alkalmas megvalósításához biztosítanunk kell, hogy a kódolt információk egy részét csak a bal, míg egy másik részét csak a jobb szemen keresztül jusson el az agyba. A sztereoszkópikus megjelenítők lényegében ezt az elvet valósítják meg, igen eltérő műszaki megoldások és technológiák felhasználásával.

A háromdimenziós megjelenítők - a feladat megfogalmazása

A térbeli megjelenítés lényegében az eredeti felületről érkező hullámfront, vagy a felületet helyettesítő másodlagos felületről érkező hullámfront rekonstruálását jelenti. Egy térbeli hatást keltő objektum valósághű szemlélése, körbejárása az élményen túl tudományos jelentőséggel is bír. Széleskörűen alkalmazható például a média, az orvostudomány bármely szegmensében. Futurisztikus esetben a módszer segítségével akár olyan virtuális események és térrészletek is létrehozhatók, amelyek lehetőséget nyújtanak időben és térben elválasztott pozícióváltásra, valamint térbeli manipulációkra.

E tekintetben egyre inkább előtérbe kerül – a virtualitás vonatkozásában – a számítógépes grafika, mely a felhasználó számára pillanatképeket készít a modellezett, háromdimenziós virtuális világról. Ez a pillanatkép - a generálás idejétől és helyétől függetlenül - alkalmas kimeneti eszközön – például az elektronikus számítógép megjelenítőjén – a vizuális valóság érzeteként láthatóvá tehető, megjeleníthető. A jelenség konstrukciója és szintézise szempontjából kulcsfontosságú ezen esetekben a térben található objektumok nagysága és alakja. A leképzés illetve az ábrázolás paraméterei az alkalmazott nézőponttól, és a megjelenítő felület alakjától és helyétől függenek. E technika egyik kulcsfogalma a virtuális kamera és annak pozíciója. A képgenerálási eljárások feladata, hogy a virtuális kamera nézőpontjából kétdimenziós képeket alkosson a háromdimenziós térről azzal a céllal, hogy a két kétdimenziós kép, az előbb említett bonyolult agyi mechanizmus után, a térbeliség élményévé szintetizálódjon. A grafikus eljárás műveletei többek között a képelemek összeállítása, a modell transzformáció, a látótéren kívül eső térrészek elhagyása, a nézőponti transzformáció, a képtérre történő vetítés és a megjelenítés.

A térbeli megjelenítés elméleti vizsgálata és gyakorlati megvalósítása korai eredetű, azonban elterjedése mindmáig korlátozott volt. Ennek elsődleges oka abban keresendő, hogy a generálás és a megjelenítés technikai háttere, eszközparkja szerény volt. Igazi lökést – a fokozott igény megjelenésén túl – a gyors számítástechnikai háttér és a korszerű, nagy teljesítményű és gyors optoelektronikai megjelenítési lehetőségek adtak. A felhasználók igényeinek megfelelően a fejlesztők és a gyártók arra koncentrálnak, hogy a tudományos és az ipari megvalósulásokon túlmenően, a hétköznapi élet és a kommunikáció részévé váljon a térhatású vetítés, valamint megjelenhessen az élet szinte minden területén.

Felhasznált irodalmak

[2.1.] Dr. Vass, Zoltán. A rajzvizsgálat pszichodiagnosztikai alapjai, Projekció, kifejezés, mintarajzok. Flaccus Kiadó. pp.415.. 2006.

[2.2.] Lukács, Gyula. Színmérés. Műszaki Könyvkiadó. Budapest . p.11.. 1982.

[2.3.] Nemcsics, Antal. Színtan Színdinamika. Tankönyvkiadó. Budapest . p.10.. 1988.

[2.4.] Lukács, Gyula. Színmérés. Műszaki Könyvkiadó. Budapest . p.24.. 1982.

[2.5.] Hruska, Rudolf. Általános színtan és színmérés. Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó. Budapest . p.15.. 1956.

[2.6.] Budó-Mátrai. Kísérleti Fizika III. Tankönyvkiadó. Budapest . 1977.

[2.7.] Schanda, János, Kovácsné Stahl, Ágnes, és Lukács, Gyula. A színingermetrika fogalmai. 27. Kolorisztikai Szimpózium. Tata . p.7-20.. 1999. szeptember 27-29.

[2.8.] Wyszecki, G. és Stiles, W. S.. Color Science, Concepts and Methods. Second edition. Wiley. New York . 1982.

[2.9.] Gomes, J. és Velho, L.. Color Representation: Theory and Techniques. IMPA. p.4.. 1992.

[2.10.] Schanda, J.. Colorimetry, Understanding the CIE System. John Wiley & Sons, Inc.. p.70.. 2007.

[2.11.] Cox, W.. Colour-Mixture Terminology. Color Research and Application. No. 2.. p. 93..

[2.12.] Grassmann, H.. On the theory of compound colors. p.254-264.. 1854.

[2.13.] Optika. Panem. Budapest . p.486.

[2.14.] Wright, W.D. A re-etermination of the trichromatic coefficients of the spectral colours. Trans. Opt. Soc. 30. pp. 141-161. 1928-29.

[2.15.] Guild, J.. The Colorimetric Properties of the Spectrum. Phil. Trans. Roy. Soc.. London . A 230. p. 149-187. 1931.

[2.16.] Optika. Panem. Budapest . p.487..

[2.17.] Optika. Panem. Budapest . p.488..

[2.18.] Lukács, Gyula. Színmérés. Műszaki Könyvkiadó. Budapest . p.142.. 1982.

[2.19.] Szimay-Kalos, László. Számítógépes grafika. ComputerBooks. Budapest . p.67.. 1999.

[2.20.] Szimay-Kalos, László. Számítógépes grafika. ComputerBooks. Budapest . p.67.. 1999.

[2.21.] Field, G.G.. Color and Its Reproduction. Graphics Arts Technical Foundation. pp. 320-329.. 1988.

[2.22.] Schanda, J.. Colorimetry, Understanding the CIE System. John Wiley & Sons, Inc.. p.64.. 2007.

[2.23.] Schanda, J.. Colorimetry, Understanding the CIE System. John Wiley & Sons, Inc.. p.84.. 2007.

[2.24.] Routine Test Method for Paper and Board. Instrumental Measurement of Colour. Paper technology and Industry. pp. 217-218. 1977, August.

[2.25.] A méréseket dr. Samu Krisztián bocsátotta rendelkezésemre nanométeres felbontásban, az adatokat tartalmazó táblázat csak tájékozató jellegű.

[2.26.] http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/BigPictures/.