Объёмное телевидение
Объёмное телевидение — общий термин, соответствующий различным видам телевизионных систем, воспроизводящих в той или иной степени трёхмерный характер окружающего мира[1]. Эти системы должны обеспечивать, по крайней мере, одно из следующих условий восприятия человеком телевизионного изображения:
- различие конвергенции (скашивания) глаз в зависимости от удаленности (глубины) наблюдаемого объекта (стереоскопические, голографические телевизионные системы);
- различие аккомодации (фокусировки) глаз в зависимости от удаленности наблюдаемого объекта (голографические телевизионные системы);
- оглядывание объекта наблюдения при перемещении головы телезрителя (многоракурсные телевизионные системы);
- изменение положения точки наблюдения в трёхмерном телевизионном пространстве по желанию телезрителя (телевизионные системы со свободной точкой наблюдения — free viewpoint television).
Совершенная система объёмного телевидения обладает двумя новыми качествами, отличающими её от простой телевизионной системы: трёхмерной интерактивностью — возможностью взаимодействия телезрителя с трёхмерным изображением и объёмностью, позволяющей глазам человека работать в естественном режиме, перемещая взор с близких объектов наблюдения на дальние.
Степень совершенства систем объёмного телевидения можно оценивать, пользуясь их классификацией[2][3], на основе геометрической части пленоптической функции[4], которая представляет собой запись распределения интенсивности света внутри пучка лучей на входе оптической системы глаза: P=P(θ, φ, r, x, y, z). Она является функцией шести параметров (измерений), при этом: θ, φ, r — составляют сферическую систему координат с центром в точке наблюдения, а x, y, z — декартовы координаты точки наблюдения. Шесть параметров (измерений) практически полностью определяют конфигурацию (геометрию) системы отображения в пространстве.
Поскольку совершенная система объёмного телевидения должна реализовать полный набор параметров (обладать полной конфигурацией) можно говорить о шестимерности совершенной системы объемного телевидения. С учётом сказанного, в таблице дан пример классификации различных систем телевидения.
| № п/п | Параметры | Формула (полная) | Формула (сокращённая) | Телевидение |
|---|---|---|---|---|
| 1 | θ, φ | 2D(θ, φ) | 2D | Двумерное (обычное) |
| 2 | θ, φ, r | 3D(θ, φ, r); 2,5D(θ, φ, r) | 3D; [2,5D] | Объёмное [стереоскопическое] без оглядывания объектов наблюдения |
| 3 | θ, φ, r, x | 4D(θ, φ, r, x) | 4D(r, x) | Объёмное с оглядыванием по горизонтали |
| 4 | θ, φ, r, x, y | 5D(θ, φ, r, x, y) | 5D(r, x, y) | Объёмное с оглядыванием по горизонтали и вертикали |
| 5 | θ, φ, r, x, y, z | 6D(θ, φ, r, x, y, z) | 6D(r, x, y, z) | Объёмное с произвольным перемещением точки наблюдения |
| θ, φ – угол места и азимут линии визирования; r – расстояние от точки наблюдения до точки объекта; x, z (горизонтальные), y (вертикальная) – координаты точки наблюдения. | ||||
Здесь приведены условные формулы вариантов систем телевидения. Подобная формула 3D(θ, φ, x) (отсутствует в таблице), означает, что мы имеем дело с двумерным изображением θ, φ трёхмерного объекта, при возможности его оглядывания, перемещаясь по горизонтали x. В данном случае в телевизионной системе отсутствует измерение r, то есть, не предусмотрена возможность изменения аккомодации и конвергенции глаз человека при отслеживании объёмного сюжета.
Поскольку наличие угловых координат θ и φ в любой телевизионной системе обязательно, их можно опустить и использовать сокращённую формулу, например, 5D(r, x, z). Последняя обозначает систему объемного телевидения, или телевизора (формулы могут не совпадать) с трёхмерным с глубиной r изображением и возможностью перемещаться в трёхмерном пространстве (трёхмерная интерактивность) в горизонтальной плоскости x, z.
В приведенной системе классификации обычная стереоскопическая (3D — от англ. 3-dimensional -обозначение, принятое в торговле) система будет иметь формулу 2,5D(r).
Такое дробное обозначение нуждается в пояснении. Когда мы направляем своё внимание на определенную зону пространства, задавая дистанцию наблюдения, эта зона выделяется с помощью органа зрения. Выделение по углу происходит благодаря пику разрешающей способности глаза возле линии визирования, а выделение по глубине (дальности) — благодаря аккомодации и конвергенции глаз. Аккомодация (фокусировка) глаза обеспечивает ясное видение в пределах глубины резкости. Конвергенция (скашивание) глаз минимизирует, диспаратность на выбранной дистанции наблюдения, исключая двоение изображения. Если телевизионная система не обеспечивает функций конвергенции и аккомодации глаз, то в ней отсутствует измерение r, если обеспечивает обе функции, можно говорить о наличии этого измерения, если обеспечивается только одна, о 50 % реализации измерения r или о 0,5 r. При наблюдении стереопары конвергенция глаз меняется при переносе внимания с близких точек объекта на дальние, а аккомодация остается неизменной, соответствуя дистанции расположения стереопары. Такая неестественная работа глаз приводит к их повышенному утомлению.
Телевизионные приёмники объёмного телевидения (телевизоры) подразделяются на три типа:
- с плоским экраном (воспроизводящие обычное плоское телевизионное изображение, но позволяющие с помощью специального пульта (джойстика) реализовать свойство трёхмерной интерактивности);
- со стереоскопическим экраном (со специальными очками или без очков, например, с лентикулярным растром);
- объёмного изображения.
В свою очередь телевизоры объёмного изображения подразделяются на два типа:
- замкнутого (рис. 1);
- открытого (рис. 2).
Для обоих типов телевизоров объёмного изображения система телевидения может характеризоваться формулой 6D(r, x, y, z).
 Внешние изображения
| |
|---|---|
| Рис. 1 Объёмный телевизор замкнутого(аквариумного) типа, замыкает(вырезает) небольшой сферический объём большого телевизионного мира | |
|
telenavt.ru/images/vision_article/3.jpg |
Для первого (замкнутого, аквариумного) типа точка наблюдения находится в точке физического пространства, внешней по отношению к пространству изображения. В отличие от реального аквариума вы можете менять с помощью джойстика содержание объемного изображения данного сферического терминала (телевизора) в интерактивном режиме, виртуально изменяя координаты x, y, z и перемещаясь, таким образом, в совершенно другую область телевизионного мира. С другой стороны вы можете, при желании обойти свой «аквариум» кругом, приблизиться или удалиться от него, тем самым изменяя свои координаты x, y, z в физическом мире. В обоих случаях центр системы координат x, y, z следует привязать к какой либо выбранной точке объёмного изображения. Описанную схему наблюдения большого телевизионного мира трудно назвать естественной, поскольку мы привыкли видеть окружающий мир без резких ограничений его объёма.
| Внешние изображения
| |
|---|---|
| Рис. 2 Объёмный телевизор открытого типа, обеспечивает естественный обзор телевизионного мира из малого виртуального объёма | |
|
|
telenavt.ru/images/vision_article/4.jpg |
Для второго (открытого) типа конструкция монитора (телевизора) обеспечивает восприятие объёмного изображения без искусственных ограничений по глубине и с достаточно широким полем зрения. Телезритель находится перед «окном» объемного монитора, причем это окно может быть как небольшого размера, так и охватывать телезрителя вплоть до помещения его в центр сферы объёмного телевизора. В этом случае у телезрителя легко возникает иллюзия присутствия внутри телевизионного изображения, при минимально ощущаемых собственных размерах. Зритель может ощущать себя летящим в виртуальном вертолете, которым он управляет с помощью специального пульта (джойстика). Центр системы координат x, y, z в данном случае также следует привязать к выбранной точке объемного изображения.
Напишите отзыв о статье "Объёмное телевидение"
Примечания
- ↑ Шмаков П. В. Основы цветного и объёмного телевидения. — М.: Советское радио, 1954. — 304 с.
- ↑ [www.telenavt.ru/ Проект telenavt.ru]
- ↑ [www.broadcasting.ru/articles2/byauthor/varginp Архив рубрик — цифровое телевидение, кабельное телевидение, спутниковое телевидение, радиовещание, реклама, hdtv, iptv, dvb, DRM]
- ↑ Adelson E. H., Bergen J. R. [www.math.ucdavis.edu/~fannjiang/home/tea/vision/ref/plenoptic-function.pdf The Plenoptic Function and the Elements of Early Vision] // Computational Models of Visual Processing / Ed. by M. S. Landy, J. A. Movshon. — Cambridge, MA: MIT Press, 1991. — P. 3—20. — ISBN 0-262-12155-7.
Отрывок, характеризующий Объёмное телевидение
В начале зимы, князь Николай Андреич Болконский с дочерью приехали в Москву. По своему прошедшему, по своему уму и оригинальности, в особенности по ослаблению на ту пору восторга к царствованию императора Александра, и по тому анти французскому и патриотическому направлению, которое царствовало в то время в Москве, князь Николай Андреич сделался тотчас же предметом особенной почтительности москвичей и центром московской оппозиции правительству.
Князь очень постарел в этот год. В нем появились резкие признаки старости: неожиданные засыпанья, забывчивость ближайших по времени событий и памятливость к давнишним, и детское тщеславие, с которым он принимал роль главы московской оппозиции. Несмотря на то, когда старик, особенно по вечерам, выходил к чаю в своей шубке и пудренном парике, и начинал, затронутый кем нибудь, свои отрывистые рассказы о прошедшем, или еще более отрывистые и резкие суждения о настоящем, он возбуждал во всех своих гостях одинаковое чувство почтительного уважения. Для посетителей весь этот старинный дом с огромными трюмо, дореволюционной мебелью, этими лакеями в пудре, и сам прошлого века крутой и умный старик с его кроткою дочерью и хорошенькой француженкой, которые благоговели перед ним, – представлял величественно приятное зрелище. Но посетители не думали о том, что кроме этих двух трех часов, во время которых они видели хозяев, было еще 22 часа в сутки, во время которых шла тайная внутренняя жизнь дома.
В последнее время в Москве эта внутренняя жизнь сделалась очень тяжела для княжны Марьи. Она была лишена в Москве тех своих лучших радостей – бесед с божьими людьми и уединения, – которые освежали ее в Лысых Горах, и не имела никаких выгод и радостей столичной жизни. В свет она не ездила; все знали, что отец не пускает ее без себя, а сам он по нездоровью не мог ездить, и ее уже не приглашали на обеды и вечера. Надежду на замужество княжна Марья совсем оставила. Она видела ту холодность и озлобление, с которыми князь Николай Андреич принимал и спроваживал от себя молодых людей, могущих быть женихами, иногда являвшихся в их дом. Друзей у княжны Марьи не было: в этот приезд в Москву она разочаровалась в своих двух самых близких людях. М lle Bourienne, с которой она и прежде не могла быть вполне откровенна, теперь стала ей неприятна и она по некоторым причинам стала отдаляться от нее. Жюли, которая была в Москве и к которой княжна Марья писала пять лет сряду, оказалась совершенно чужою ей, когда княжна Марья вновь сошлась с нею лично. Жюли в это время, по случаю смерти братьев сделавшись одной из самых богатых невест в Москве, находилась во всем разгаре светских удовольствий. Она была окружена молодыми людьми, которые, как она думала, вдруг оценили ее достоинства. Жюли находилась в том периоде стареющейся светской барышни, которая чувствует, что наступил последний шанс замужества, и теперь или никогда должна решиться ее участь. Княжна Марья с грустной улыбкой вспоминала по четвергам, что ей теперь писать не к кому, так как Жюли, Жюли, от присутствия которой ей не было никакой радости, была здесь и виделась с нею каждую неделю. Она, как старый эмигрант, отказавшийся жениться на даме, у которой он проводил несколько лет свои вечера, жалела о том, что Жюли была здесь и ей некому писать. Княжне Марье в Москве не с кем было поговорить, некому поверить своего горя, а горя много прибавилось нового за это время. Срок возвращения князя Андрея и его женитьбы приближался, а его поручение приготовить к тому отца не только не было исполнено, но дело напротив казалось совсем испорчено, и напоминание о графине Ростовой выводило из себя старого князя, и так уже большую часть времени бывшего не в духе. Новое горе, прибавившееся в последнее время для княжны Марьи, были уроки, которые она давала шестилетнему племяннику. В своих отношениях с Николушкой она с ужасом узнавала в себе свойство раздражительности своего отца. Сколько раз она ни говорила себе, что не надо позволять себе горячиться уча племянника, почти всякий раз, как она садилась с указкой за французскую азбуку, ей так хотелось поскорее, полегче перелить из себя свое знание в ребенка, уже боявшегося, что вот вот тетя рассердится, что она при малейшем невнимании со стороны мальчика вздрагивала, торопилась, горячилась, возвышала голос, иногда дергала его за руку и ставила в угол. Поставив его в угол, она сама начинала плакать над своей злой, дурной натурой, и Николушка, подражая ей рыданьями, без позволенья выходил из угла, подходил к ней и отдергивал от лица ее мокрые руки, и утешал ее. Но более, более всего горя доставляла княжне раздражительность ее отца, всегда направленная против дочери и дошедшая в последнее время до жестокости. Ежели бы он заставлял ее все ночи класть поклоны, ежели бы он бил ее, заставлял таскать дрова и воду, – ей бы и в голову не пришло, что ее положение трудно; но этот любящий мучитель, самый жестокий от того, что он любил и за то мучил себя и ее, – умышленно умел не только оскорбить, унизить ее, но и доказать ей, что она всегда и во всем была виновата. В последнее время в нем появилась новая черта, более всего мучившая княжну Марью – это было его большее сближение с m lle Bourienne. Пришедшая ему, в первую минуту по получении известия о намерении своего сына, мысль шутка о том, что ежели Андрей женится, то и он сам женится на Bourienne, – видимо понравилась ему, и он с упорством последнее время (как казалось княжне Марье) только для того, чтобы ее оскорбить, выказывал особенную ласку к m lle Bоurienne и выказывал свое недовольство к дочери выказываньем любви к Bourienne.
Однажды в Москве, в присутствии княжны Марьи (ей казалось, что отец нарочно при ней это сделал), старый князь поцеловал у m lle Bourienne руку и, притянув ее к себе, обнял лаская. Княжна Марья вспыхнула и выбежала из комнаты. Через несколько минут m lle Bourienne вошла к княжне Марье, улыбаясь и что то весело рассказывая своим приятным голосом. Княжна Марья поспешно отерла слезы, решительными шагами подошла к Bourienne и, видимо сама того не зная, с гневной поспешностью и взрывами голоса, начала кричать на француженку: «Это гадко, низко, бесчеловечно пользоваться слабостью…» Она не договорила. «Уйдите вон из моей комнаты», прокричала она и зарыдала.
На другой день князь ни слова не сказал своей дочери; но она заметила, что за обедом он приказал подавать кушанье, начиная с m lle Bourienne. В конце обеда, когда буфетчик, по прежней привычке, опять подал кофе, начиная с княжны, князь вдруг пришел в бешенство, бросил костылем в Филиппа и тотчас же сделал распоряжение об отдаче его в солдаты. «Не слышат… два раза сказал!… не слышат!»
«Она – первый человек в этом доме; она – мой лучший друг, – кричал князь. – И ежели ты позволишь себе, – закричал он в гневе, в первый раз обращаясь к княжне Марье, – еще раз, как вчера ты осмелилась… забыться перед ней, то я тебе покажу, кто хозяин в доме. Вон! чтоб я не видал тебя; проси у ней прощенья!»
Княжна Марья просила прощенья у Амальи Евгеньевны и у отца за себя и за Филиппа буфетчика, который просил заступы.
В такие минуты в душе княжны Марьи собиралось чувство, похожее на гордость жертвы. И вдруг в такие то минуты, при ней, этот отец, которого она осуждала, или искал очки, ощупывая подле них и не видя, или забывал то, что сейчас было, или делал слабевшими ногами неверный шаг и оглядывался, не видал ли кто его слабости, или, что было хуже всего, он за обедом, когда не было гостей, возбуждавших его, вдруг задремывал, выпуская салфетку, и склонялся над тарелкой, трясущейся головой. «Он стар и слаб, а я смею осуждать его!» думала она с отвращением к самой себе в такие минуты.
В 1811 м году в Москве жил быстро вошедший в моду французский доктор, огромный ростом, красавец, любезный, как француз и, как говорили все в Москве, врач необыкновенного искусства – Метивье. Он был принят в домах высшего общества не как доктор, а как равный.
Князь Николай Андреич, смеявшийся над медициной, последнее время, по совету m lle Bourienne, допустил к себе этого доктора и привык к нему. Метивье раза два в неделю бывал у князя.
В Николин день, в именины князя, вся Москва была у подъезда его дома, но он никого не велел принимать; а только немногих, список которых он передал княжне Марье, велел звать к обеду.
Метивье, приехавший утром с поздравлением, в качестве доктора, нашел приличным de forcer la consigne [нарушить запрет], как он сказал княжне Марье, и вошел к князю. Случилось так, что в это именинное утро старый князь был в одном из своих самых дурных расположений духа. Он целое утро ходил по дому, придираясь ко всем и делая вид, что он не понимает того, что ему говорят, и что его не понимают. Княжна Марья твердо знала это состояние духа тихой и озабоченной ворчливости, которая обыкновенно разрешалась взрывом бешенства, и как перед заряженным, с взведенными курками, ружьем, ходила всё это утро, ожидая неизбежного выстрела. Утро до приезда доктора прошло благополучно. Пропустив доктора, княжна Марья села с книгой в гостиной у двери, от которой она могла слышать всё то, что происходило в кабинете.
