التغلب على معوقات طويلة الأمد: تقدم جديد يمهد الطريق لمزيد من الصور المجسمة ثلاثية الأبعاد الواقعية
طور الباحثون طريقة جديدة لتحقيق الإسقاط الديناميكي للأجسام ثلاثية الأبعاد على طائرات متتالية عالية الكثافة.
من خلال تعبئة المزيد من التفاصيل في صورة ثلاثية الأبعاد، يمكن أن يتيح هذا الأسلوب تمثيلات واقعية لاستخدامها في الواقع الافتراضي والتطبيقات الأخرى. الائتمان: Lei Gong ، جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين
نجح العلماء في التغلب على عقبتين في طرق التصوير المجسم الرقمي الحالية.
طور الباحثون طريقة جديدة لإنتاج إسقاطات ثلاثية الأبعاد ديناميكية عالية الكثافة ثلاثية الأبعاد.
إن تقنية الهولوغرام المتطورة هذه قادرة على دمج مستويات أكبر من التفاصيل في الصور ثلاثية الأبعاد، مما قد يؤدي إلى تصوير أكثر واقعية للعالم لاستخدامه في الواقع الافتراضي والعديد من التطبيقات الأخرى.
قال لي غونغ ، الذي قاد فريقًا بحثيًا من جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين، “يمكن للصورة ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد أن تقدم مشاهد ثلاثية الأبعاد حقيقية مع ميزات مستمرة ورائعة”.
“بالنسبة للواقع الافتراضي، يمكن استخدام طريقتنا مع شاشات العرض الثلاثية الأبعاد القائمة على سماعات الرأس لتحسين زوايا المشاهدة بشكل كبير، مما يعزز تجربة المشاهدة ثلاثية الأبعاد.
يمكن أن يوفر أيضًا صورًا ثلاثية الأبعاد أفضل دون الحاجة إلى سماعة رأس “.
يتضمن إنشاء عرض ثلاثي الأبعاد واقعي عرض صور عالية الدقة على طبقات متعددة موضوعة بشكل متقارب معًا.
ينتج عن هذه العملية دقة عالية العمق، وهو أمر حاسم لتقديم إدراك العمق اللازم لتظهر الصورة المجسمة ثلاثية الأبعاد.
ينشئ نهج التصوير المجسم الديناميكي الجديد ثلاثي الأبعاد بمساعدة التشتت صورة ثلاثية الأبعاد رقمية عن طريق عرض صور عالية الدقة على طائرات متقاربة معًا (أ)، مما يحقق تمثيلًا أكثر واقعية من تقنيات التصوير المجسم التقليدية (ب).
الائتمان: Lei Gong ، جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين
في مجلة Optica ، وهي مجلة Optica Publishing Group للأبحاث عالية التأثير، يصف فريق Gong وفريق Chengwei Qiu البحثي في جامعة سنغافورة الوطنية نهجهم الجديد، المسمى التصوير المجسم الديناميكي ثلاثي الأبعاد بمساعدة التشتت (3D-SDH).
لقد أظهروا أنه يمكن أن يحقق دقة عمق تزيد عن ثلاث مرات من حيث الحجم أكبر من أحدث الأساليب للإسقاط الهولوغرافي متعدد المستويات.
قال غونغ: “تتغلب طريقتنا الجديدة على اثنين من الاختناقات القائمة منذ فترة طويلة في تقنيات التصوير المجسم الرقمي الحالية – الدقة المحورية المنخفضة والتداخلات العالية بين الأسطح – والتي تمنع التحكم الدقيق في عمق الصورة المجسمة وبالتالي تحد من جودة العرض ثلاثي الأبعاد”.
“يمكن أن يؤدي نهجنا أيضًا إلى تحسين التشفير البصري المستند إلى الهولوغرافي من خلال السماح بتشفير المزيد من البيانات في صورة ثلاثية الأبعاد.”
إنتاج صور مجسمة أكثر تفصيلاً
عادةً ما يتضمن إنشاء الإسقاط الهولوغرافي الديناميكي استخدام مُعدِّل الضوء المكاني (SLM) لتعديل شدة و / أو طور شعاع الضوء.
ومع ذلك، فإن الصور المجسمة اليوم محدودة من حيث الجودة لأن تقنية SLM الحالية تسمح فقط لعدد قليل من الصور منخفضة الدقة ليتم عرضها على طائرات منفصلة بدقة منخفضة العمق.
للتغلب على هذه المشكلة، قام الباحثون بدمج SLM مع ناشر يمكّن من فصل مستويات صور متعددة بكمية أقل بكثير دون التقيد بخصائص SLM.
من خلال منع الحديث المتبادل بين الطائرات واستغلال تشتت الضوء وتشكيل واجهة الموجة، يتيح هذا الإعداد الإسقاط ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد عالي الكثافة.
استخدم الباحثون طريقتهم الجديدة لمحاكاة تمثيل ثلاثي الأبعاد لصاروخ [الرسم الموضح في (أ)، نموذج سحابة نقطية في (ب)].
يتم عرض صورة مجمعة للصاروخ ثلاثي الأبعاد المسقطة بواسطة طريقة التصوير المجسم (RV-CGH) المستندة إلى المتجهات العشوائية (RV-CGH) في (ج)، باستخدام صورة ثلاثية الأبعاد 1000 × 1000 بكسل
. يتم تمثيل الإسقاط ثلاثي الأبعاد بـ 32 صورة بفاصل عمق 3.75 مم.
يتم عرض صورة الحجم للكائن المسقط بواسطة 3D-SDH في (د). يتم إسقاط 125 مستوى صورة بمسافة منتظمة 0.96 مم في نفس الوقت من صورة ثلاثية الأبعاد 1000 × 1000 بكسل.
تم تصوير الصور التي يتم عرضها بحجمها للصاروخ ثلاثي الأبعاد المحاكى مع مناظر منظور مختلفة في (e-g).
الائتمان: Lei Gong ، جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين لاختبار الطريقة الجديدة، استخدم الباحثون أولاً عمليات المحاكاة لإظهار أنها يمكن أن تنتج عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد بفاصل عمق أصغر بكثير بين كل طائرة.
على سبيل المثال، تمكنوا من عرض نموذج صاروخ ثلاثي الأبعاد مع 125 طائرة صور متتالية بفاصل عمق 0.96 ملم في صورة ثلاثية الأبعاد 1000 × 1000 بكسل، مقارنة بـ 32 طائرة بفاصل عمق 3.75 ملم باستخدام طائرة أخرى تم تطويرها مؤخرًا. النهج المعروف باسم التصوير المجسم العشوائي الذي يتم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر.
للتحقق من صحة المفهوم تجريبيًا، قاموا ببناء نموذج أولي لجهاز عرض ثلاثي الأبعاد SDH لإنشاء إسقاطات ديناميكية ثلاثية الأبعاد وقارنوا ذلك بالإعدادات التقليدية الحديثة للصور ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر Fresnel.
أظهروا أن 3D-SDH حقق تحسنًا في الدقة المحورية بأكثر من ثلاثة أوامر من حيث الحجم مقارنة بالنظير التقليدي.
الصور المجسمة ثلاثية الأبعاد التي أظهرها الباحثون هي صور ثلاثية الأبعاد لسحابة نقطية، مما يعني أنها لا تستطيع تقديم الجسم الصلب لجسم ثلاثي الأبعاد.
في النهاية، يرغب الباحثون في أن يكونوا قادرين على عرض مجموعة من الكائنات ثلاثية الأبعاد باستخدام صورة ثلاثية الأبعاد، الأمر الذي يتطلب عددًا أكبر من وحدات البكسل ثلاثية الأبعاد وخوارزميات جديدة.
المصدر: scitechdaily
شاهد ايضا:
