ПРИБОРЫ С ТРЕХМЕРНЫМ ИЗОБРАЖЕНИЕМ
Графические мониторы для создания трехмерных сцен были сконструированы с помощью методики, основанной на отражении картинки ЭЛТ от колеблющегося гибкого зеркала (рис. 2.16). Когда зеркало с переменным фокусным расстоянием колеблется, его фокусное расстояние меняется. Эти колебания синхронизируются с изображением объекта на ЭЛТ, так что каждая точка объекта отражается от зеркала в то положение в пространстве, которое соответствует расстоянию от этой точки до заданного положения создающегося изображения. Это позволяет нам ходить вокруг объекта или сцены и рассматривать его с разных сторон.
На рис. 2.17 показана система Оешвсо ЯрасеСгарЬ, в которой для проекции трехмерных объектов в область пространства размером 25 на 25 см используется колеблющееся зеркало. Кроме того, эта система обладает возможностью изображать двухмерные поперечные разрезы объектов на различной глубине. Такие системы обычно используются в медицинских приложениях для анализа данных ультразвуковых исследований и компьютерной томографии, в геологических приложениях для анализа топологических и сейсмических данных, в архитектурных приложениях и для моделирования таких трехмерных систем, как молекулы или рельеф местности.
Рис. 2.16. Принцип действия системы создания трехмерного изображения с колеблющимся зеркалом, фокусное расстояние которого изменяется в зависимости от глубины точек изображаемой сцены
Рис. 2.17. Интерактивная графическая система SpaceGraph может изображать предметы в трех измерениях с помощью колеблющегося гибкого зеркала (перепечатано с разрешения компании Genisco Computers Corporation)
СТЕРЕОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ
Еще один способ описания трехмерного объекта - это создание его стереоскопического изображения. Этот метод не дает настоящих трехмерных изображений, но создается впечатление трехмерного пространства благодаря двум разным изображениям для каждого глаза наблюдателя, так что кажется, что сцены обладают определенной глубиной (рис. 2.18).
Рис. 2.18. Смоделированный вид стереоскопической проекции (перепечатано с разрешения компании StereoGraph-ics Corporation)
Рис. 2.19. Стереоскопическая пара изображений (перепечатано с разрешения Джерри Фарма (Jerry Farm))
Рис. 2.20. Очки для просмотра стереоскопического изображения и инфракрасный синхронизирующий излучатель (перепечатано с разрешения компании StereoGraphics Corporation)
Чтобы получить стереоскопическую проекцию, нужны два изображения сцены, для которых направление взгляда совпадает с линиями, соединяющими точки, в которых находится каждый глаз в отдельности (правый и левый), и сцену. Эти два изображения можно получить как компьютерные сцены, созданные при различных точках наблюдения, или воспользоваться стереоскопической парой камер и сфотографировать объект или сцену. Когда мы одновременно смотрим левым глазом на левое изображение, а правым - на правое, два изображения сливаются в одно и мы воспринимаем его как объемную сцену. На рис. 2.19 показаны два изображения компьютерной сцены для стереоскопической проекции. Во избежание дискомфорта участки слева и справа от изображения, которые видны только одному глазу, не демонстрируются.