Как сделать сферический экран
Обновлено: 07.07.2024
Как побывать в космосе? Купольный кинотеатр, планетарий, сферический кинотеатр - от названия суть не меняется. Это куполл с экраном на его внутренней поверхности, с современным проекционным оборудованием, позволяющим смотреть игровые и научно-познавательные фильмы высокого разрешения и чёткости, с качественным звуком и с эффектом максимального присутствия.
Купольный кинотеатр, планетарий с современной лазерной проекционной системой
Планетарий D-10 на 50 мест
Сферический кинотеатр - как это выглядит
Проверка работы купольного кинотеатра
Лазерная проекционная система для купольного экрана
Среди наших проектов уже более 170 работающих инсталляций по всему миру! Сегодня мы готовы предложить уникальную систему высочайшего качества и разрешения!
LDX8 в комплекте с системой LIVE и сервером интерактивных приложений.
Характеристики: разрешение – 4К (18 мегапикселей), яркость – 42400 Lumen, контраст – 300 000:1
Вместе с системой монтажа, купольным экраном и многоканальной акустической системой.
Качественная, интересная реклама — двигатель любого бизнеса. Порой специалистам по рекламе приходится придумывать невероятные решения, чтобы выгодно выделиться на фоне наседающих конкурентов. Светодиодные экраны самых неожиданных форм и конструкций — это современный, оригинальный и эффективный способ привлечения клиентов.
Высокое разрешение дисплеев, малая толщина, небольшой вес, экологичность, возможность сооружать настоящие архитектурные формы из светодиодных модулей, неприхотливость в обслуживании и возможность установки практически в любом месте, сделали их невероятно популярным средством рекламы во всем мире.
Основные виды
Основа такого экрана — гибкая сетка с припаянными к ней светодиодами. Современные технологии позволяют припаивать светодиоды так плотно, что пиксельный шаг экрана не превышает 4 мм. Из таких легко гнущихся модулей можно собрать почти любую конструкцию.
Также как LED дисплеи жестких конструкций, гибкие экраны подразделяются на уличные и интерьерные. Главное отличие в применении: дисплеев DIP типа для наружных модулей, SMD типа — для внутренних.
DIP-экраны
Яркость светодиодного дисплея DIP типа обычно от 6000 до 10 000 кд/кв.м; шаг пикселя хорошего экрана — от 10 мм до 20 мм. Угол обзора составляет 110/70 градусов.
На стоимость светодиодного экрана влияет стоимость самих диодов, сетки, герметика, и качества их сборки.
Цена за 1 квадратный метр гибкого светодиодного модуля начинается со 130 000 рублей. Сложные конструкции могут стоить в разы дороже.
SMD-экраны
Всветодиодных экранах SMD типа светодиоды имеют более плоскую форму и размещаются на специальной теплоотводящей платформе, что не дает защиты от ультрафиолетового света и короткие ножки, которые делают заливку водозащитным герметиком невозможной. Зато светодиоды в гибких экранах SMD типа располагаются с пиксельным шагом от 4 до 10 мм.
Яркость таких дисплеев 1000-2500 кд/кв.м (для уличных экранов 6000 кд/кв.м; также эти дисплеи обычно устанавливают в помещениях рядом со стеклянными витражами или иными местами повышенной освещенности, где изображение на дисплеях меньшей яркости плохо или совсем не видно). Угол обзора светодиодных экранов SMD типа составляет 120/60 градусов.
Цены на экраны зависят от стоимости комплектующих и завода изготовителя. Усредненная стоимость 1 квадратного метра составляет 273 000 рублей. Однако светодиодные экраны высокого разрешения на качественных светодиодах сложной формы могут быть значительно дороже.
При доставке светодиодного экрана необходимо тщательно проверить оборудование на отсутствие повреждений и неисправностей.
Что такое лебедки для светодиодных экранов и как они используются? Читайте об этом здесь.
Средний срок службы гибких LED-дисплеев составляет сто тысяч часов. Какие поломки могут возникнуть при эксплуатации данного оборудования, вы узнаете из нашей статьи.
Самые популярные формы
Сферический дисплей (шар)
Совершенно уникальный по форме полноцветный экран, который незаменим в естественно-научных, исторических и прочих музеях, планетариях, агентствах путешествий, аэропортах и железнодорожных станциях, выставочных и презентационных залах, учебных заведениях, торговых центрах, развлекательных учреждениях.
Шаровидными светодиодными экранами можно оригинально декорировать сцену и устанавливать их в телестудиях. Сферические светодиодные экраны станут полезным, современным, презентабельным элементом декора в офисных зданиях, интересным развлечением в детских учреждениях и заметным рекламным модулем на оживленных улицах и площадях города.
Светодиодные сферические экраны устанавливают на опоры, тумбы или подвешивают к потолочным балкам или специально установленным крепежным конструкциям.
Кубические экраны (кубы)
Устанавливают в музеях, аэро и железнодорожных вокзалах, торговых центрах, барах, телестудиях, отелях, офисах, учебных заведениях, зданиях госуслуг, общественных местах (парках, городских площадях и пр.).
Самым интересным в кубических экранах является способ его расположения: куб можно подвесить обычным образом, за ребро или угол; можно таким же образом расположить его на тумбе или опоре, придав футуристическую нотку дизайну помещения.
Экраны конусовидной формы
Практического назначения от конусовидной формы мало (в основном осветительная функция). Светодиодные экраны, изготовленные в виде конуса, выполняют декоративную, интерьерную задачу.
Их можно поставить на опору или подвесить на потолочную балку или специально монтированную конструкцию основанием вниз, получиться нечто вроде светодиодной елки, сталагмита или конической пирамиды, транслирующей видеоряд. Можно подвесить на опору основанием вверх, или закрепить ее на опоре или тумбе, соорудив светодиодный сталагмит или перевернутую конусообразную пирамиду.
Размещать LED конусы можно в торгово-развлекательных центрах (для оформления витрин и декора внутреннего пространства), культурных учреждениях, отелях, на городских площадях и улицах.
Экраны многоугольной формы
Интересное решение для демонстрации рекламы и привлечения клиентов. Крепятся такие экраны на рамные конструкции, опоры, тумбы, стены либо подвесным способом. Поскольку вес гибких светодиодных модулей в 8 раз меньше обычных, крепить их можно практически на любую стену или потолочную балку.
Многоугольные светодиодные экраны отлично смотрятся в ночных клубах, барах, торговых центрах, телестудиях, аэро и железнодорожных вокзалах, культурных учреждениях, на улицах города.
Экраны цилиндрической формы
Могут быть установлены практически в любом месте: от торгового центра до улиц города. Чаще всего их ставят на опору или тумбу, иногда крепят подвесным способом. Как правило, цилиндрические светодиодные дисплеи служат рекламным целям.
Подводные экраны
Устанавливаются в основном в бассейны и большие аквариумы.
Устанавливаются на глубину до 5 метров.
Круглые экраны
Устанавливаются так же, как и другие плоские экраны любой формы. Используются в торговых центрах, аэро и железнодорожных вокзалах, культурных и развлекательных учреждениях, для наружной рекламы.
Выпуклые экраны
Собираются из набора модулей разных спецификаций. Устанавливаются в торгово-развлекательных комплексах, бизнес-центрах, культурных учреждениях, барах, клубах, на улицах города.
Стоимость каждого экрана рассчитывается индивидуально производителем с учетом его технических характеристик (шаг пикселя, яркость, качество и тип светодиодов, форма экрана).
Стоимость крепежных конструкций рассчитывается исходя из конструктивного решения, места и способа установки индивидуально для каждого случая.
Выбирая светодиодный экран, важно продумать его назначение, место желаемой установки, размер, а также обратить внимание на качество комплектующих и сборку.
Лучшие светодиоды производят японские компании Nichia, Sharp; корейские Samsung, LG; американская Cree. По качеству сборку российские светодиодные экраны вполне конкурентно способны, отличаясь более низкой ценой.
Установку экрана должна производить солидная компания, нередко монтаж осуществляет компания-производитель экрана.
Также необходимо заключить с компанией, которая устанавливает светодиодный дисплей, договор на сервисное обслуживание.
Всем людям, пользующимся компьютером, когда-нибудь доводилось рассматривать на дисплее цифровые трехмерные модели различных объектов. Проекция трехмерного объекта на плоском экране позволяет получить некоторое представление о форме этого объекта, но не дает возможности взглянуть на объект целиком, под разными углами и с различных точек зрения. Поэтому группа исследователей из Бразилии и Канады создала сферический дисплей Spheree, и такая форма этого дисплея позволяет пользователю во всех деталях рассмотреть трехмерный объект, обойдя дисплей по кругу, так, будто бы этот объект действительно находился перед ним.
Глядя на первый снимок, можно сделать предположение, что дисплей Spheree создает нечто вроде голограммы. Однако все намного проще, внутри сферы дисплея располагается несколько миниатюрных проекторов, изображения от которых охватывают всю поверхность сферы. Положение пользователя, который может находиться в любой точке пространства относительно дисплея, и его движения отслеживаются при помощи инфракрасной камеры.
Используя дисплей Spheree, пользователь имеет возможность осмотреть весь объект двумя способами. Первый способ — это просто обойти вокруг дисплея. Но, при помощи специальных жестов рук или при помощи контроллера, напоминающего контроллер от игровой приставки, пользователь, стоя на одном месте, может повернуть объект в свою сторону любой стороной. Кроме этого, специальная CAD-программа, работающая на связанном с дисплеем Spheree компьютере, позволяет редактировать этот объект, что станет полезным при проектировании различных сложных деталей или целых узлов.
На конференции SIGGRAPH 2014, проходившей в этом году в Ванкувере, разработчики продемонстрировали пару образцов сферического дисплея Spheree, имеющих различные размеры. И с этой демонстрацией можно ознакомиться на приведенном ниже видеоролике.
Полноценные системы виртуальной реальности (ВР) используют в своем арсенале все доступные визуальные, звуковые и тактильные средства погружения. А поскольку посредством зрения мы получаем около 80% информации, то во всех экранных системах виртуальной реальности полного погружения в качестве основного выбран зрительный канал.
Как обмануть наш мозг?
Одно из основных требований к проекционным системам полного погружения — максимальное приближение изображения к реальности, поэтому стереоскопическая картинка стала неотъемлемой частью систем ВР.
Ниже будут рассмотрены несколько способов реализации сте-реоизображения для систем ВР.
Метод цветных анаглифов 1
Это очень распространенный простой и доступный способ создания стереоизображения. Чтобы получить эффект объема, здесь используются очки-анаглифы с разными стеклами — красного и синего цвета (иногда вместо синих стекол применяются зеленые).
Это самый доступный метод, который позволяет просто напечатать стереоизображение, например, на странице журнала и приложить к нему анаглифические очки, которые уже давно производятся в промышленном масштабе и нередко используются в рекламных целях.
Метод с применением анаглифов дает пассивное стереоскопическое изображение. При этом две картинки, для правого и для левого глаза, проецируются одновременно, а совмещаются в одну стереоскопическую с помощью специальных очков. Однако для экранных систем ВР он применяется редко, так как имеет два серьезных недостатка. Во-первых, глаз человека помимо градаций серого различает в разделенном изображении только несколько дополнительных цветов, например желтый или градации оранжевого. Конечно, можно придать картинке некоторую живость, но основным цветом все же останется серый. Во-вторых, глаза быстро устают во время просмотра стереоизображения в очках-анаглифах.
Впрочем, данный метод обладает и существенными достоинствами. Он позволяет, в частности, быстрее всего получить объемное изображение. Этот метод особенно хорош для воспроизведения объемных объектов, изначально имеющих градации серого, — например скульптур, а также графики в учебниках по стереометрии, начертательной геометрии и проч.
Метод на основе поляризации света
В системах ВР используют линейные и круговые поляризационные фильтры. В системе с линейной поляризацией необходимы два идентичных проектора и специальные очки с линейно-поляризованными фильтрами. Поляризационные очки со слегка затемненными линзами не затрудняют восприятие цвета. Они стоят недорого, но создают гораздо больший эффект, чем анаглифические. Если поставить перед глазом один фильтр, повернутый на 45° относительно вертикали, то можно увидеть только ту часть светового потока, которая проходит через этот фильтр. Волна ориентируется четко под 45°. Если развернуть такой же фильтр на 90° в обратном направлении, т.е. под углом –45° к вертикали, то становится видимой другая часть светового потока, проходящего через второй фильтр. Если так же ориентированные фильтры поставить на два проектора, которые дают разные картинки для правого и левого глаза, то это изображение сделается стереоскопическим.
Система ВР с круговой поляризацией мало чем отличается от системы с линейной. Два круговых фильтра ставят на два проектора, еще два — на очки. Здесь применяется такой же способ разделения изображения на два зрительных канала, как и в случае с линейной поляризацией, причем наклон головы и изменение положения очков относительно экрана не будут влиять на качество картинки. А вот при линейной поляризации качественное стереоизображение получится только тогда, когда ориентация фильтров на проекторах и на очках совпадает.
Системы ВР с поляризацией света основаны на пассивном стереоэффекте. Они являются одними из наиболее доступных как с точки зрения технологии, так и по стоимости. Поляризационные системы часто используют для профессиональных дисплейных систем ВР и на выставочных стендах. Чтобы такие системы работали, нужен экран, который не будет деполяризовать свет. Специальный экран прямой проекции, перед которым располагаются проекторы, называется silver screen, или экран с серебристой поверхностью. Фактически любая поверхность, окрашенная специальной серебристой краской, способна стать проекционным экраном, и на ней можно увидеть стереоскопическое изображение.
Метод на базе технологии Shutter Glasses (очки-затворы)
В настоящее время это единственный метод, базирующийся на системе активного стереоскопического изображения. Он заключается в поочередной очень быстрой смене проекций двух изображений, для правого и левого глаза. Объем изображению придают очки-затворы, состоящие из двух электронно управляемых поляризаторов, которые при подаче напряжения становятся либо непрозрачными, либо прозрачными. Поочередно, синхронно с картинками на экране, они открываются и закрываются. Левый глаз воспринимает изображение, предназначенное для левого глаза, а правый — для правого. Синхронизацию изображения и затворов очков обеспечивают инфракрасные излучатели, подобные тем, что установлены в пультах дистанционного управления для ТВ и музыкальных центров. Современные профессиональные графические платы могут контролировать работу затворных очков, синхронизируя их с изображениями для правого и левого глаза.
Новая технология DLP (Digital Light Processing) обеспечивает необходимую частоту регенерации картинки. Одно из требований, предъявляемых к работе таких систем, — наличие профессиональных графических плат, к примеру видеоплаты серии Quadro производства компании NVIDIA. В такой графической плате режим активного стерео реализован на аппаратном уровне — у нее есть выход, позволяющий синхронизировать изображения.
Технология, использующая очки-затворы, доступна не только специалистам в области ВР, но и рядовым пользователям. Очки-затворы для игр, подключаемые к обычному офисному или домашнему монитору, стоят 45—100 у.е., а профессиональные, или так называемые Сrystal Eyes, — около 800 у.е. У этих очков-затворов, в отличие от предназначенных для игр, угол обзора гораздо шире, и значит, их можно использовать в таких системах, как CAVE , iCone и L-Shape.
Метод, построенный на технологии Infitec
Технология Infitec — последняя разработка в области создания качественных стереоизображений. Как она зародилась? Многие знают, что видимый свет может быть разделен на компоненты RGB (red-green-blue). В конце прошлого века было предложено разделить изображение по цветам спектра, когда каждый из трех основных цветов (синий, зеленый и красный) разбивался на середине соответствующего спектрального максимума. Левые половины цветового пространства распределялись к левому глазу, правые — к правому.
Сначала были сделаны пробные шаги в области разделения цвета. При этом оказалось, что разделенные картинки сильно различаются по тону. Чтобы реализовать эту технологию, понадобилось, как и в пассивном стерео, установить на очки и на проекторы специальные цветовые фильтры. Однако к настоящему времени данную технологию настолько усовершенствовали, что все упомянутые недостатки компенсируются, а стоимость очков упала до 50 у.е. Теперь для этой технологии не требуется специальный экран, подойдет даже обычная стена.
Проекционные системы ВР
Чтобы обеспечить правильный переход, на очки нужно поставить систему трекинга. При этом как только зритель переместится, система пересчитывает все изображения. В результате на стыках, например в углу, шарик будет выглядеть как шарик, а не как эллипсоид. Такая возможность уже реализована на уровне библиотек, называемых Virtual Environment Framework (рабочая среда виртуального окружения). Чтобы использовать эту программную оболочку, достаточно указать тип экранной системы ВР, поскольку для большинства из них уже есть готовые скрипты и описания того, каким образом проекторы должны работать, если требуется передать картинку на экран конкретного типа.
Например, для отдельных систем ВР достаточно указать, на какого типа дисплейную систему будет проецироваться приложение ВР. Так, если выбрать опцию CAVE, можно сразу же запускать систему ВР. А после перехода на монитор нужно лишь указать в приложении опцию monitor, и система будет готова к работе.
Следовательно, если однажды создать виртуальный мир, можно использовать все типы дисплейных систем и, не прилагая дополнительных усилий, отображать на них информацию.
iCone
Эта система ВР с большим коническим экраном работает на основе принципа прямой проекции. Несколь-ко экранов обеспечивают широкий угол охвата впереди и по сторонам от зрителя, создавая у него иллюзию объемного пространства.
Например, компания Mitsubishi Electrics создала институт MERL (Mitsubishi Electrics Research Laboratories), где отдельная группа исследователей занимается бесшовными стыковками изображений. В настоящее время качество калибровки систем типа iCone достигло такого уровня, что стыковки совсем незаметны.
Существуют и более сложные сферические экранные системы ВР, называющиеся Dome (от англ. dome — купол). В этой системе экран строится в виде купола подобно тому, как это сделано в планетарии. Основная сложность работы с этой системой — правильные калибровка и настройка проекторов. Проекция на сферическую поверхность дается не напрямую, а с помощью специальной системы криволинейных зеркал. В результате получается искаженное изображение, проецирующееся затем на сферический экран купола.
Занимаются системами Dome в различных лабораториях, где создаются системы и экраны, позволяющие получать изображение без искажений практически на любых поверхностях: на стенах дома, арках и проч. Это стало возможным, поскольку появились технологии, способные учесть все неровности поверхности. Проекторы и процессоры класса Hi-End ценой от 20 тыс. у.е. уже имеют систему настройки изображения, которая в автоматическом режиме определяет, насколько картинка искажена, и корректируют ее без искажений под прямоугольную рамку. Однако это получается только тогда, когда поверхность имеет равномерный наклон. В ином же случае настройка и калибровка выполняются программно.
Workbench
Впервые система Workbench была создана Вольфгангом Крюгером в 1993 г. в Институте медиакоммуникаций, г. Фраунгофер. Там же была организована одна из первых лабораторий ВР в Европе. Преимущество такой дисплейной системы заключается в ее относительной компактности. Она напоминает рабочее место дизайнера, который творит в реальном трехмерном пространстве. Такими средствами легко реализовывать программы по созданию внутреннего дизайна автомобиля или самолета и по реконструкции сложных математических криволинейных поверхностей.
L-Shape
Чем же было вызвано создание подобной системы? Дело в том, что в системах типа CAVE, iCone и Workbench активным пользователем может быть только один человек. Это ограничивало общение, и потому исследователи решили сделать виртуальный мир интерактивным для двух зрителей, которые могли бы одновременно взаимодействовать с виртуальными объектами.
L-Shape построена на основе технологии, отличной от тех, на которых базируются остальные рассмотренные здесь системы. Пользователи, не имеющие стереоочков, увидят совершенно абстрактное зрелище — не два изображения, как на любой стереоскопической картинке, а четыре! Для каждого активного участника система делает два изображения.
Работы над возможностью коллективного участия в подобных системах давно ведутся в университетах. Так, в Веймарском университете недавно была создана система для четырех пользователей, причем все они могут одновременно работать с любым из виртуальных объектов.
Об авторе: Валерия Холодкова — специалист компании EligoVision.
Читайте также: