Методы и средства формирования объемных изображений в обучающих системах

• Автор: Овечкис, Юрий Натанович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 260 с. : ил.

1. Анализ видов объемных изображений и особенности

их использования в обучающих системах

1.1. Определения и понятия

1.2. Стереоскопические изображения

1.2.1. Стереопарные изображения

1.2.2. Многостереопарные изображения

1.3. Трехмерные изображения

1.3.1 .Интегральные изображения

1.3.2. Голографические трехмерные изображения

2. Безочковые голографические методы формирования объемных изображений. Голографические экраны

2.1. Анализ методов объемной безочковой проекции

2.1.1. Общие требования к безочковой проекции
объемных изображений
2.1.2. Методы проекции стереоскопических изображений
2.1.3. Методы проекции трехмерных изображений
2.1.4. Особенности проекции голографических многоцветных изображений
2.2. Исследование оптических свойств и схем записи голографических экранов для одноцветной проекции
2.2.1. Влияние аберраций голографического экрана на параметры наблюдаемого изображения
2.2.2. Запись голографического экрана по схеме с расходящимися пучками света
2.2.3. Способ записи голографического экрана с помощью голографических элементов

2.3. Цветопередача голографических изображений
2.4. Экспериментальные исследования и разработка установок
для объемной проекции с голографическими экранами
2.4.1. Методика записи голографических экранов
2.4.2. Запись голограмм для проекции на голографический экран
2.4.2.1. Запись отражательных голограмм Ю.Н. Денисюка
2.4.2.2. Запись синтезированных голограмм
2.4.3. Экспериментальное исследование свойств голографических экранов
2.4.4. Голографические экраны для проекции плоских цветных изображений
3. Стереокомпьютерные методы формирования объемных изображений для индивидуальных средств обучения
3.1. Методы сепарации стереокомпьютерных изображений
3.2. Способы формирования стереопарных компьютерных изображений
3.2.1. Чередование строк (Alternate Line)
3.2.2. Последовательное воспроизведение (Page-Flipping)
3.2.3. Разбиение кадра по горизонтали (Over-Under Split-Screen)
3.3. Исследование и оптимизация параметров, влияющих на
качество стереокомпьютерного изображения
3.3.1. Математическая модель процесса формирования стереокомпьютерного изображения
3.3.2. Анализ параметров, влияющих на качество стереокомпьютерного изображения
3.3.3. Разработка требований к параметрам
стереокомпьютерных обучающих систем

3.3.3.1. Скорость затухания свечения люминофора
3.3.3.2. Характеристики ЖК-затвора
3.3.4. Влияние цветности стереоскопических изображений
на заметность шумовых изображений
3.3.5. Влияние яркости экрана на наличие мельканий
3.3.6. Рекомендации к разработке оборудования и программного обеспечения для показа стереокомпьютерных изображений
3.4. Разработка стереокомпьютерного аппаратно-программного комплекса для диагностики и развития бинокулярного и стереоскопического зрения
3.4.1. Разработка программного обеспечения комплекса
3.4.2. Выбор цветности изображений для аппаратно-программного комплекса
3.4.3. Результаты испытаний и применения аппаратно-программного комплекса
4. Стереоскопические видеопроекционные устройства
4.1. Состав устройства и разработка требований к его узлам
и настройке
4.1.1. Выбор видеопроекторов
4.1.2. Устройство сепарации
4.1.3. Требования к точности настройки
стереопроекционного устройства
4.1.4. Формирование стереокомпьютерного изображения
4.2. Оптимизация яркостных параметров стереоскопического проекционного устройства
4.3. Разработка стереоскопических систем отображения для авиационных тренажеров
4.3.1. Исследование временных параметров зрения при наблюдении пространственных объектов в авиационных

линзорастрового [83, 84] экрана. В предметный пучок света во время съемки голограммы помещается светорассеивающая пластина. При восстановлении с голограммы в обратном ходе лучей эта пластина служит экраном, на фоне которого должно наблюдаться с любого места объемное изображение. Однако, такое предложение не может быть практически реализовано при достижимых значениях аберраций объективов, формирующих опорные пучки света, и точностях установки голограммы и экрана.
Для реализации объемного голографического кинематографа В.Г.Комар предложил систему проекции [26, 27], в которой идеи точечного фокусирования метода с большой линзой или зеркалом и мультиплицирования зон видения экраном Д. Габора сочетаются с использованием объектива с большой апертурой. Объектив обеспечивает увеличение и перенос объемного изображения с голограммы малых размеров на специальный экран, а также участвует в формировании зрительских зон видения. Экран обладает множительными и точечно-фокусирующими свойствами, т.е. свойствами многофокальной линзы (зеркала). При проекции на такой экран образуются зоны видения, число которых соответствует числу зрительных мест в зале. Если глаза зрителя располагаются в зоне видения, то на фоне экрана наблюдается трехмерное изображение.
Действительно, пусть экран формирует изображение точки В (рис. 2.2) в точках И| и И2 [85]. При помещении центра зрачка проекционного объектива в точку В изображения этого зрачка VI и У2 формируются около И1 и И2. Пусть А0 - некоторая точка в предметном пространстве (она может быть восстановлена с голограммы или непосредственно являться точкой объекта), а А'0 - ее изображение в объективе. Как видно из рис. 2.2, экран отклоняет лучи, формирующие А'0 таким образом, что образуются изображения А') и А'2. При этом А] наблюдается только из зоны Уь а А'2 - из зоны видения У2. Смещение глаз внутри зоны видения приводит к естественному изменению ракурсов. Размер зоны видения Э определяется