Что такое дисплеи светового поля и как они работают?
Световые поля постепенно меняют то, как мы видим окружающий мир. Или, скорее, как мы видим мир, который нас не окружает. В этой статье мы рассмотрим, что такое световое поле, как работают разные типы дисплеев и как они используются.
Быстрая прогулка по световым полям и фотосъемка в световых полях
Как и любой другой дисплей, контент, просматриваемый на дисплее светового поля, должен быть либо захвачен из реального мира, либо создан художником.
Контент, снятый из реального мира для просмотра на дисплее светового поля, традиционно захватывается камерой светового поля. Камеры светового поля работают более или менее как обычные камеры, но они записывают интенсивность и направление света, позволяя в дальнейшем регулировать фокус. Фотографы используют эту технику более ста лет, но более современные приложения передают такое взаимодействие в руки конечных пользователей.
Контент, созданный для просмотра на дисплее светового поля, обычно создается с помощью программного обеспечения, которое «сшивает» 2D-изображения вместе для создания 3D-модели. Если вы когда-либо видели, как что-то печатается на 3D-принтере, процесс похож, но вместо использования слоев физического вещества, такого как пластик, «слои» представляют собой графику, такую как фотографии или компьютерные изображения.
Некоторые новые технологии сочетают в себе обычные камеры светового поля с объемным захватом. Объемный захват сложнее и дороже, чем фотосъемка в световом поле, но он лучше позволяет создавать 3D-модели движущихся людей и объектов в реальном времени.
Как работают дисплеи светового поля?
Есть также два основных способа создания световых полей. Некоторые дисплеи со световым полем – это головные устройства, похожие на те, о которых вы можете подумать, когда представляете себе гарнитуры виртуальной реальности.
Некоторые дисплеи со световым полем состоят из 2D-экрана и дополнительных аксессуаров, чтобы создать нечто, напоминающее нечто среднее между планшетом и старым телевизором. Как мы увидим, оба эти варианта имеют свои собственные возможности и ограничения.
Как работают настольные дисплеи светового поля
Настольное световое поле отображает работу на 2D-экране. Благодаря процессу, называемому «квилтинг», разные части дисплея показывают несколько разных углов одного и того же изображения или видео. Когда пользователи смотрят на дисплей под разными углами, создается иллюзия того, что они смотрят на отображаемого человека, объект или модель под разными углами. Флагманом такой технологии является Looking Glass .
Основным результатом настольных дисплеев является то, что несколько человек могут одновременно просматривать одно изображение, отображаемое на одном устройстве. Самым большим недостатком такого дисплея является то, что сам дисплей остается неподвижным.
Как работают налобные дисплеи светового поля
В дисплеях со световым полем для монтажа на голове обычно используется какая-то волноводная технология. У разных производителей разные подходы к этому, но общий вывод во всех случаях заключается в том, что дисплей направляет свет от бортового проектора через линзу к глазу. Это воспроизводит способ, которым глаз видит физические объекты, поэтому хорошие дисплеи, которые постоянно улучшаются, создают убедительные впечатления.
В этой технологии нет такого явного лидера, как в настольных дисплеях. Наиболее известными примерами, вероятно, являются Microsoft HoloLens 2 и Magic Leap 1 . Однако в предпринимательской и военной сферах существует ряд других претендентов.
Как вы, возможно, догадались, плюсы и минусы головных дисплеев со световым полем в точности противоположны тем, которые представлены настольными дисплеями со световым полем. Один дисплей светового поля, закрепленный на голове, не может использоваться несколькими пользователями одновременно, но владелец дисплея светового поля, закрепленного на голове, может перемещаться по модели или представлениям других пользователей, как в случаях использования удаленного присутствия.
Сценарии использования различных дисплеев светового поля
Основные варианты использования дисплеев со световым полем – это совместная работа над цифровой моделью и удаленное присутствие.
Недавно анонсированная Microsoft Mesh-платформа может стать первым и наиболее удачным вариантом использования приложения светового поля удаленного присутствия, которое позволит пользователям с разных сторон света встречаться в режиме реального времени с общим виртуальным пространством или без него. То есть виртуальные представления удаленных людей будут присутствовать в физическом пространстве пользователя.
Между тем, HoloMedX от Xenco Medical использует данные диагностической визуализации для создания трехмерной модели анатомии отдельного пациента, которую пациент просматривает вместе с медицинским экспертом на дисплее Looking Glass. Поскольку для отображения светового поля Looking Glass не требуется гарнитура, пациент и медицинский эксперт могут общаться лицом к лицу, не требуя от них перемещения друг друга или модели.
Вы видели световое поле?
В настоящее время дисплеи светового поля по-прежнему достаточно дороги, а контент светового поля является достаточно нишевым, поэтому большинство применений являются довольно специализированными. Однако эти дисплеи становятся все более распространенными, и такие мероприятия, как концерты, все чаще транслируются на такие устройства. Так что может пройти совсем немного времени, прежде чем эти устройства и опыт станут типичной частью нашей жизни.