3D-монитор A.C.T. Kern LCD 2010X

Максим Бабенков

Немецкая компания A.C.T. Kern, являющаяся производителем персональных систем отображения информации, выпустила монитор, который способен создавать трехмерное изображение.

тот монитор, создающий трехмерное изображение без применения таких специальных приспособлений, как шторки или специальные очки, был создан компанией в сотрудничестве с институтом Heinrich-Hertz Institute (Берлин). На данный момент выпускается только одна модель — с диагональю 20,1 дюйма, однако готовится к производству и 23-дюймовый монитор. Разрешение модели 2010x 3D Screen составляет (2Ѕ512)Ѕ1280 точек. На экране формируется две картинки (для левого и правого глаза), которые воспринимаются человеком как объемное изображение, — именно поэтому в спецификации монитора его разрешение указывается таким непривычным образом. Система работает на платформе Windows и поддерживает любое OpenGL-приложение. Технология создания стереоизображения основана на чересстрочном смешении двух изображений одного кадра, создаваемых с помощью фирменного программного обеспечения и оборудования. Наложенные изображения разделяются специальной лентикулярной линзой, находящейся на поверхности монитора. Поскольку при изменении положения головы пользователя получающаяся картина сильно искажается, в мониторе применяется специальная технология, которая позволяет изменять изображение при перемещении головы смотрящего. Стоимость такого монитора достаточно велика — около 15 тыс. евро, и он ориентируется на специфические рынки. Такой монитор может найти применение в самых разных сферах. Это прежде всего CAD/CAM-технологии, военно-промышленный комплекс, медицина, а также создание виртуальной реальности, игр и симуляторов. Один из экземпляров данной модели монитора находится в главной штаб-квартире автомобильной компании BMW.

Монитор изготовлен на основе обычной TFT-матрицы, оснащенной специальной системой цилиндрических линз, которая разделяет излучаемый монитором свет таким образом, что каждый глаз видит разные колонки пикселов (рис. 1). Однако для этого пользователь должен находиться непосредственно перед экраном и на определенном расстоянии от его поверхности, то есть в так называемой зоне просмотра. В этих зонах (а их формируется великое множество) пользователь, находящийся перед монитором, способен воспринимать изображения для левого и правого глаза. Если же глаза не попали в зону, где левый глаз находится в зоне левого глаза, а правый — в зоне правого, то пользователь не сможет воспринимать стереоскопическое изображение. Впрочем, трехмерное изображение могут увидеть и одновременно несколько человек, так как зоны просмотра периодически повторяются. Возможно также, что человек, который стоит за спиной пользователя, находящегося за монитором, может попасть в его зону просмотра, поскольку ограничения по вертикали несущественны, и он сможет увидеть стереоскопическое изображение.

LCD-монитор A.C.T. Kern LCD 2010X 3D Screen, как и любое стереоскопическое устройство, создает два почти одинаковых представления одного изображения. Когда человек одновременно видит эти два представления, то у него создается иллюзия трехмерности изображения. «Почему это иллюзия?» — спросите вы. Дело в том, что изображение на мониторе двумерно, а кажется трехмерным лишь потому, что мозг человека обрабатывает различия между изображениями, видимыми обоими глазами, для точного представления трехмерной формы и позиции рассматриваемого объекта. Ощущение трехмерности (или, другими словами, глубины) дает человеку так называемое бинокулярное неравенство. У любого человека глаза расположены на расстоянии друг от друга приблизительно 65 мм. Следовательно, изображение, которое видит наш левый глаз, несколько отличается от изображения, воспринимаемого правым глазом. Кроме того, имеются и еле заметные различия в форме предметов и в их взаимном расположении. Все это и есть глубина. Именно бинокулярное неравенство учитывается при симуляции трехмерного изображения на плоском экране. На рис. 2 рассмотрен трехмерный объект, получаемый за счет данного свойства.

Как было сказано выше, стереоскопические изображения создаются как минимум из двух представлений каждого кадра или сцены. Данные изображения называются стереопарой. Согласно же свойствам параллакса левый глаз человека видит все линии, исходящие из нечетных колонок панели LCD, правый — только те линии, которые исходят из четных колонок пикселов. Так, левый глаз видит только ту часть стереопары, которая предназначена для левого глаза, а правый — только часть, предназначенную для правого. В мониторе за LCD-экраном находится специальная подсветка и оптика, которые создают чередующиеся столбцы пикселов, видимые левым и правым глазом. Это позволяет пользователю воспринимать картинку в трех измерениях как единое целое.

Как и ко всякому стереоскопическому устройству, к монитору нужно привыкнуть. При первом взгляде на трехмерное изображение кажется, что оно раздвоено, но при фокусировке зрения обе картинки сливаются в один четкий 3D-объект. Кроме того, с непривычки даже кажется, будто ваши глаза при правильном просмотре изображения «собраны в кучку». После более длительной работы за монитором это ощущение пропадает и напрягать зрение приходится меньше. При просмотре обеих частей стереопары пользователь видит не экран, а сами объекты. Эти объекты при правильном просмотре могут как бы выдаваться вперед или, наоборот, отступать назад. Порой у вас создается впечатление, что вы смотрите в открытое окно и видите красивейший пейзаж.

Отметим, что добиться стереоизображения на мониторе с электронно-лучевой трубкой просто невозможно, причем сразу по нескольким причинам. Как известно, одно из достоинств LCD-мониторов (помимо того что они являются по своей природе цифровыми устройствами) состоит в том, что изображение, которое они формируют, создается отдельными физическими ячейками. Между каждым физическим элементом изображения на экране и ячейкой памяти видеокарты можно установить однозначное соответствие, что невозможно на ЭЛТ-мониторе. В частности, при прогреве ЭЛТ-монитора изображение может сместиться, причем даже незначительного смещения достаточно для того, чтобы пользователь не смог воспринять стереоизображение. Точнее сказать, будет происходить постоянная смена левой и правой половины стереопары, что указывает на невозможность получения стабильного стереоскопического изображения. Не будем забывать и о том, что изображение на мониторах с ЭЛТ постоянно дрожит, что тоже ведет к плохому восприятию стереоизображения, так как картинка получается мутной или раздвоенной.

Теперь перейдем непосредственно к описанию монитора.

Модель A.C.T. Kern LCD 2010X 3D Screen выполнена в оригинальном корпусе, дизайн которого традиционен для мониторов NEC. Отметим, что компания A.C.T. Kern открыто заявляет, что для производства 3D-монитора использует дизайн и продукцию компании NEC. Кроме того, сам монитор промаркирован как NEC LCD 2010X.

Монитор выполнен в белой цветовой гамме. Монитор имеет встроенный блок питания. Рамку ЖК-панели нельзя назвать узкой, но это отнюдь не является минусом для монитора с такой большой диагональю. Массивная подставка, на которой располагается монитор, позволяет менять его положение по высоте на 110 мм. Данная модель оснащена функцией Pivot, поскольку именно в портретном режиме и происходит работа за монитором.

На верхней грани ЖК-панели расположен датчик перемещения головы пользователя. В комплекте с монитором поставляется внешний модуль (рис. 3), служащий для отслеживания положения пользователя через датчик и изменения изображения в зависимости от этого. Монитор подключается к видеокарте непосредственно через этот блок. Датчик перемещения головы пользователя подключается к модулю обычным 40-пиновым IDE-шлейфом. Монитор обладает как цифровым (DVI-I), так и D-Sub-разъемом. Коммутация монитора с видеокартой происходит через модуль, на котором отсутствует цифровой интерфейс, поэтому подключение монитора возможно только через D-Sub.

В соответствии с технической документацией ЖК-матрица монитора обладает яркостью 200 кд/м² и контрастностью 250:1, а углы обзора по горизонтали и по вертикали составляют 160° и 150° соответственно. Подчеркнем, что в связи с тем, что глаза пользователя должны находиться в определенной зоне, такой параметр, как углы обзора, для данного типа мониторов не слишком актуален.

На передней панели монитора расположены кнопки доступа к меню настройки, выполненному в традициях мониторов NEC. Количество отображаемых монитором цветов составляет 16,77 млн. Расстояние обзора — около 70 см. Зона стереоскопического отображения  — приблизительно 160Ѕ150 мм. Перекрестные оптические наводки между левой и правой зоной отображения составляют около 2%. На данный момент этот монитор является одним из самых малошумящих стереоскопических устройств. Например, поляризационные очки обладают наводками порядка 20%. Отметим, правда, что данные параметры снимаются при помощи строго зафиксированных устройств, что нереально для человеческой головы, которая постоянно находится в движении.

Максимальное потребление питания монитором в рабочем режиме составляет 63 Вт, а модуль отслеживания положения головы потребляет 15 Вт. Вес монитора — 12,8 кг, модуля — 2,3 кг. В заключение скажем, что габариты монитора традиционны для обычных LCD-мониторов, обладающих 20-дюймовой матрицей и составляют 569-648Ѕ415Ѕ246 мм (первый размер указан с интервалом, так как монитор оснащен подставкой, обеспечивающей регулируемую высоту).

КомпьютерПресс 2'2004