Канадці створили інтерактивний сферичний екран для спільного перегляду

Канадські інженери створили інтерактивний сферичний екран, що стежить за переміщенням користувача і адаптує зображення так, щоб воно завжди виводилося на ту частину сфери, навпроти якої стоїть людина. Завдяки застосуванню активних 3D-окулярів із затворами екраном можуть одночасно користуватися дві людини, і при цьому кожна з них буде бачити тільки зображення, розраховане для його ракурсу. Розробка була представлена на конференції VRST 18.

Поки область повноцінних об'ємних дисплеїв знаходиться на ранній стадії розвитку, інженери пропонують різні конструкції, що дозволяють до певної міри досягти схожого візуального ефекту. Найпоширеніший підхід - окуляри доповненої реальності або аналогічний додаток на смартфоні. Крім того, існують екрани, в яких ефект об'єму створюється завдяки відображенню світла з екранів від декількох скляних поверхонь або за допомогою лентикулярного растру або інших лінз. Нарешті, минулого року канадські інженери показали світлопольний екран, в якому ефект обсягу досягається завдяки випромінюванню безлічі проекторів, світло з яких відбивається від вузького проміжку екрану.

Інша група канадських інженерів під керівництвом Айана Стевнесса (Ian Stavness) з Університету Саскачевана створила сферичний екран, що дозволяє створити ефект об'ємного зображення відразу для двох людей. В основі системи лежить напівпрозора сфера з напівпрозорого полімеру. В її нижній частині вирізано отвір, під яким розташовуються чотири проектори. Зображення з проекторів попередньо обробляється таким чином, щоб при їх поєднанні на сфері вони ідеально накладалися один на одного без помітних меж і артефактів.

Під час проекції зображення постійно калібрується на сфері таким чином, щоб воно знаходилося прямо перед людиною. Для цього крім самої сфери необхідні окуляри з візуальними маркерами, положення яких відстежує високошвидкісні інфрачервоні камери. Як окуляри інженери вибрали активні 3D-окуляри з рідкокристалічним затвором. Рідкі кристали в них можуть змінювати орієнтацію під дією електричного поля, завдяки чому вони можуть ставати непрозорими.

Система може працювати в двох режимах. У першому режимі окуляри дозволяють одній людині бачити стереоскопічне зображення предметів на екрані завдяки тому, що окуляри з поперемінно «вимикають» один з двох скла. Другий режим призначений для двох користувачів. У ньому окуляри кожного користувача поперемінно затемнюють обидва скла, тому кожен з людей бачить тільки проекцію, призначену для нього. Варто відзначити, що в такому режимі кожне око людини бачить одне і те ж зображення, але завдяки тому, що віртуальні предмети підлаштовуються під рухи користувача, у нього все одно створюється ефект об'єму. Інженери не змогли реалізувати одночасний стереоскопічний показ для двох людей, тому що частота оновлення проекторів становить 120 герц. Оскільки для такого режиму необхідно поперемінно показувати чотири різні зображення для чотирьох очей, в такому випадку частота оновлення зображення становила б 30 герц, що може бути некомфортним для користувачів і не давати їм відчуття обсягу.

Крім спостереження за віртуальними об'єктами користувачі можуть і впливати на них за допомогою контролерів, на яких, як і на окулярах, закріплені інфрачервоні маркери для системи відстеження рухів. Розробники показали кілька варіантів використання системи. Наприклад, за допомогою ракеток з маркерами вони можуть грати в настільний теніс, перебуваючи з різних сторін від екрану з віртуальним столом, що відображається на екрані. Крім того, спостерігати за тим, що відбувається у віртуальному світі можна за допомогою програми на планшеті або смартфоні, на які так само необхідно закріпити інфрачервоні маркери.

Над технологією екранів, що створюють ефект обсягу, активно працює інша група канадських інженерів з Human Media Lab Королівського університету в Кінгстоні. Крім згаданого світлопольного екрану розробники створили прототип смартфона з голографічним екраном, а також пристрій з циліндричним екраном, що відстежує руху і підлаштовує зображення під них, за рахунок чого створюється ілюзія того, що всередині циліндричного екрану знаходиться справжній об'єкт.