Разработка экспериментального оптического модуля для отображения изображений в открытой среде на основании отражающих и пропускающих ретро-рефлекторных элементов

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1
Исследование и классификация технологий формирования парящих изображений
ГЛАВА 2
2.1 Разработка экспериментального оптического модуля для отображения изображений в открытой среде на основании отражающих и пропускающих ретро-рефлекторных элементов
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА АНАЛИЗА КАЧЕСТВА ПАРЯЩИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
3.1. Методика подготовки экспериментальной установки и проведения съемки
3.2. Методика обработки данных
3.3. Анализ артефактов и их устранение
3.4. Результаты измерений
3.5. Верификация методики
3.6. Перспективы совершенствования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Весь текст будет доступен после покупки

Каждый день мы взаимодействуем с объектами имеющие в своей структуре привычные плоские дисплеи будь то дисплеи смартфонов, планшетов или банковских терминалов. Порой непосредственное взаимодействие с самими экранами бывает затруднительным, когда с объектом взаимодействует большой поток людей, как в случае с банкоматами или терминалами в поликлиниках. Здесь можно упомянуть и о временах пандемии, когда подобные объекты приходилось часто дезинфицировать. Такие ситуации иногда вызывают дискомфорт у пользователей. Однако в настоящее время в области визуализации информации продолжается стремительное развитие технологий проекции, выходящие за пределы представления обыденных плоских дисплеев.
Уже сейчас на рынке представлены устройства дополненной реальности. В таком случае изображение накладывается на реальность через дополнительное специальное оборудование, на пример очки и мозг через глаза фиксирует сигнал. Однако среди ограничений этой технологии можно отметить высокую сложность производства описанного устройства и ее использование одним человеком. Иначе говоря, окружающие не смогут увидеть все то, что видит человек с очками дополненной реальности. Также стоит упомянуть и 3D устройства. Принцип построения изображения в таких устройствах основан на рассеивающей среде. Одним из главных минусов технологии является факт того, что в случае нарушения области среды изображение нарушится, поэтому взаимодействовать с ним не получится. Подобную технологию можно наблюдать (не знаю как сформулировать мысль лучше, но описание мне не нравится)… Но среди множества технологий, особое место занимают системы формирования парящих изображений (mid-air displays). Воспринимаемые зрителем подобные изображения, как левитирующие или парящие в пространстве, открывают широкий простор для создания новых пользовательских интерфейсов. Эта технология может найти свое применение в интерактивных рекламных носителях, музейных экспозициях, образовательных инструментах, произведениях цифрового искусства и промышленного дизайна, а также медицине и многом другом.
Существующие решения для формирования парящих изображений, несмотря на свой значительный прогресс часто сталкиваются с различными ограничениями в ряде этапов создания устройств. Среди них можно выделить недостаточное разрешение, низкую яркость и контрастность, ограниченный угол обзора. Все это повышает стоимость и разработку новых оптических элементов. Важной научной и инженерной задачей в таком случае становится исследование и оптимизация технологии, способные обеспечить повышение качества парящих изображений, упрощение конструкции, сохранение и/или понижение стоимости изготовления устройства.
На данный момент, системы основанные на принципах ретро-рефлексии, представляют особый интерес. Применяемые в этом случае материалы обладают способностью возвращать падающий свет строго в направлении источника. Основываясь на этом физическом принципе возможно создавать оптические системы с точным позиционированием в пространстве. Главными компонентами таких систем являются ретро-рефлекторные пленки и/или пропускающие микро-уголковые отражатели. Их оптимизация определяет качество конечного изображения. Такие элементы могут стать потенциальным и оптимальным решением в вопросе эффективности, стоимости и качества парящего изображения.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1
Исследование и классификация технологий формирования парящих изображений
Парящие изображения, также известные как воздушные или свободностоящие, представляют собой оптические образы, которые воспринимаются зрителем как локализованные в пространстве, вдали от физических экранов или поверхностей. Основной принцип их формирования заключается в создании действительного изображения объекта (например, дисплея) в заданной области пространства с помощью оптической системы, которая перефокусирует световые лучи таким образом, чтобы они сходились в точках, формирующих видимое изображение в воздухе. Ключевым моментом является то, что глаз наблюдателя аккомодирует на это действительное изображение, а не на материальную поверхность, что и создает эффект "парения".
В ходе исследований была изучена возможность получения спроецированного изображения в открытой среде и найдены два варианта архитектуры построения экспериментального макета оптического модуля, использующих отражающие и пропускающие ретро-рефлекторные панели (Рисунок 1).
1. Отражающие ретро-рефлекторные панели
В первом случае процесс формирования изображения включает несколько этапов. Лучи света, исходящие от дисплея, падают на светоделитель (полупрозрачное зеркало). Отраженная часть лучей достигает отражающей ретро-рефлекторной панели, состоящей из микроскопических оптических элементов (сфер или уголковых отражателей). В отличие от традиционных отражателей, ретро-рефлекторная панель направляет свет обратно параллельно его первоначальному направлению. Отраженные лучи вновь попадают на светоделитель, часть из них проходит через него и собирается в точке пространства, являющейся зеркальным отражением исходной точки относительно плоскости светоделителя, создавая иллюзию парящего изображения.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки