Электронный журнал о жизни и путешествиях


Трёхмерный куб обманывает зрителя подвижной перспективой

HI-TECH

by Rompel 1665 views 0

Небольшое устройство демонстрирует объекты виртуального мира. Их можно потрясти, передвинуть или повернуть при помощи наклона самого кубика. Можно дотронуться до них виртуальной указкой и, конечно, рассматривать с разных сторон. Так возникает эффект присутствия трёхмерного предмета внутри прозрачной коробки.

Основа нового устройства – пять 5-дюймовых жидкокристаллических панелей (не показывает тут только днище коробочки). Однако основной секрет прибора снаружи не виден

Удивительный pCubee, построен в лаборатории технологий коммуникации университета Британской Колумбии (HCT). Он относится к так называемым приборам виртуальной реальности "в аквариуме" (Fish Tank Virtual Reality — FTVR).

Впервые этот дисплей был представлен осенью прошлого года, однако проект ещё не закончен. О его возможностях, развитии и перспективах специалисты HCT рассказали в докладе, подготовленном для международной конференции по человеческому фактору в компьютерных системах (CHI 2010), которая откроется 10 апреля в Атланте.


pCubee, его контрольное устройство и наушники с сенсором движений головы

Ранее японцы уже демонстрировали похожий по замыслу шестисторонний наладонный дисплей gCubik, но он обладал меньшим разрешением. К тому же объёмность картинки на его гранях достигалась оптическими методами: микролинзами, показывающими разные пиксели под разными углами зрения.

Умельцы из Ванкувера пошли иным путём. Они использовали устройство Polhemus Fastrak для высокоточного трекинга движений как самого куба, так и головы пользователя в реальном времени и сразу по шести степеням свободы.


Состав комплекса pCubee

Разработанная учёными программа на лету определяет, под каким углом в данную секунду человек смотрит на объект, и синхронно с движениями головы строит на всех пяти экранах картинку с корректным ракурсом. За счёт этого рождается иллюзия, что человек смотрит на маленькую диораму в прозрачной оболочке.


Схема развёртки виртуального трёхмерного объекта и сцена, какой она видится зрителю

Если раньше похожие проекты сосредотачивались в основном на показе статичных сцен либо заранее записанных роликов, то pCubee получил мощный физический движок для мгновенного вычисления динамики виртуальных объектов при взаимодействии их с пользователем и между собой.

Изображение в кубе меняется с частотой 40-60 герц. Последняя завит от сложности моделируемых объектов (количества треугольничков и тетраэдров, из которых они составлены), а также их метаморфоз.

Впрочем, при наращивании процессорной мощности "куба" частоту кадров можно будет поднять: нынешний аппарат, по сути, только первый прототип.


Этот шарик можно катать сквозь виртуальный лабиринт, просто наклоняя куб, гравитация будет работать "как в жизни". Хотя это не единственный аппарат класса FTVR, но, пожалуй, один из самых любопытных

Особенно создатели дисплея гордятся возможностью держать этот куб в одной руке, а второй управлять отображаемыми объектами, в частности при помощи стилуса (но можно запрограммировать и "сотрудничество" аппарата с мышью).

В целом именно благодаря хорошей имитации законов физики внутри этого маленького виртуального мира общение пользователя и pCubee максимально интуитивно.


Примеры работы pCubee: статичная маска, динамичное взаимодействие с моделями коров при помощи встряхивания куба, перекатывание шарика по лабиринту и трёхмерный виртуальный стилус

Авторы системы подчёркивают, что её железную составляющую можно по частям менять на более производительные узлы, и даже софт готов к развитию – так что в будущем от дисплея можно ожидать новых подвигов.

В частности, авторы "стереокубика" намерены построить его собрата на базе OLED-дисплеев (то есть на органических светодиодах), что должно улучшить качество картинки и снизить вес прибора.

Канадцы полагают, что pCubee пригодится не только в играх, но и в более серьёзных приложениях, например в архитектуре и медицине.