Проект StereoStep: вопросы и ответы

18 апреля, 2007

1. Главный вопрос: почему в качестве контента выбран анаглиф?

Проектом StereoStep предусмотрен не только анаглифический формат изображений; он был выбран только в качестве стартового – по ряду соображений, изложенных ниже.

Для начала напомним, что анаглифическое изображение - это стереопара специального вида, где всего два ракурса (для разных глаз), которые раздельно кодируются - каждый своим цветом (например: красным или синим), после чего совмещаются в общую картинку. Раздельное восстановление ракурсов из этой синтезированной картинки можно получить, - если рассматривать ее через соответствующие фильтры. К примеру, при рассмотрении анаглифа через красный светофильтр, из общей картинки будет виден только синий ракурс (т.к. красный цвет через красный фильтр невидим). С помощью специальных светофильтрующих очков (в данном случае: красно-синих) каждый глаз видит на общей картинке-анаглифе только свой выделенный ракурс. Таким образом, восстанавливается (декодируется) полная схема зрения двумя глазами (бинокулярность), - в результате чего зрителем ощущается объемность изображения. Анаглифическая технология допускает не только статичные изображения, но и видео-контент с динамичным изменением видеоряда. Помимо резкого красно-синего «стандарта», уже известны и поддерживаются иные – специальные и/или более эстетичные цветовые пары.

Сам принцип анаглифического кодирования и восстановления (с помощью очков) изобретен почти 200 лет назад. С тех пор и ввиду всесторонней простоты, анаглиф реально стал самым массовым инструментом в стерео-технологиях: большинство ведущих киностудий, рекламщики, многие производители компьютерных игр и т.д., - почти обязательно дублируют свою стерео-продукцию в анаглифическом формате. То же относится к ведущим дизайнерским студиям, к известным музеям, архитектурным каталогам, к картографическим и иным коллекциям и т.д. Другими словами, уже сегодня готового анаглифического контента – море; это – важная для проекта коммерческая предпосылка продвижения на рынке.

Для анаглифического кодирования (изготовления контента) разработана масса компьютерных инструментов - в том числе, даже бесплатные программы-конверторы. Многие известные компьютерные видео-графические редакторы имеют встроенные режимы для работы с анаглифическим форматом. Т.е. изготовление контента не составляет организационной и технической проблемы; это – вторая предпосылка к выбору стартового формата в проекте.

Кроме того, ежегодно для взрослых и детей по всему миру выпускаются десятки миллионов различных одноразовых и более прочных анаглифических очков. Их закупают для кинопроката стерео-фильмов, для домашнего видео-просмотра с CD/DVD, для телевизионных стерео-программ (в основном, по кабельному ТВ) и для рекламных акций; очки цепляют на упаковку с анаглифическими картинками, ими комплектуются стерео-журналы/комиксы, детские книжки, атласы и учебники со стерео-иллюстрациями и т.п. Это – третья предпосылка нашего выбора: привычность (не-экзотичность) анаглифического формата.

Кстати, передача анаглифического контента не требует модернизации телевизионного или телефонного (включая мобильный) трактов, каких-то изменений в самих телевизорах, игровых видео-консолях или мобильных телефонах. Не требуется также принудительное внешнее управление анаглифическими очками – в виде синхронизации следованию кадров на экране, - как это необходимо, например, для различных затворных (в том числе – поляризационных) очков. Это свойство коммуникативной инвариантности анаглифа стало четвертой предпосылкой его выбора.

За все время использования анаглифической технологии никому пока так и не удалось реально избавиться от дискомфортной необходимости ношения светофильтрующих очков (особенно неудобной в мобильной телефонии). Другими словами: «анаглифический» старт нашего проекта не имеет пока конкурентов в этой рыночной нише, т.к. даже ближайшая «цветная» разработка – ChromaDepth, - также ориентирована на очки. Это – наша пятая предпосылка.

2. Второй вопрос - о востребованности проекта и его результатов.

Этот вопрос имеет два аспекта: первый – стоит ли вообще заниматься стерео? и второй – возможен ли успех проекта в условиях известной конкуренции? Стерео – это естественно; поэтому смысл заниматься им есть. Во-вторых, уже наблюдается (и отмечается специалистами) известная насыщенность действующими видеографическими 2D-форматами, и назрела необходимость в третьей координате – как, не столь давно, это произошло с объемным звуком. Теперь о конкуренции: проектом предложено оптическое решение – как для съемного, так и для встроенного вариантов использования SS-оптики. Причем, съемный вариант (приставка) совместим с любыми носителями анаглифа, т.е. с полиграфией, с любыми действующими 2D-экранами и т.д. Это – просто пассивная пленка или пластинка, которая накладывается на носитель анаглифического контента. В результате, - как съемного, так и встроенного вариантов, – автостереоскопический эффект: без спец. очков и шлемов. Напомним, что ранее предложенные автостереоскопические аппараты оцениваются пока не ниже 1,8-2,5 $/см² экранного поля; этот ценовой уровень (явно не для «человека с улицы») удерживается достаточно долго… Наша приставка (т.е. съемный вариант) стоит примерно 5 центов за квадратный см. (себестоимость при массовом производстве) и она универсально-совместима с любым экраном: телевизионным, дисплейным, телефонным и т.д. «Человек с улицы» будет ее покупать – она достаточно долго будет (в комплексе с 2D-техникой) дешевле спец. аппаратов 3D. Не станем приводить здесь прогнозные цифры о численной оценке востребованности (уровней гарантированных продаж) приставок - в ТВ, компьютинге, в мобильной телефонии, рекламе и т.п., но они у нас есть. Кроме того, мы ожидаем, что наши производственные/коммерческие партнеры скоро смогут более подробно и профессионально ответить на этот вопрос и связанные с ним факторы.

3. Почему мы - противники очков?

Мы не противники очков – весь коллектив Агентства поголовно «очкастые». Мы - за ослабление (в идеале – исключение) дискомфорта от их ношения. Наша инженерная и студенческая молодежь приводит в ответ другой фактор: попробуйте (они пробовали) надеть анаглифические очки на улице – посмотреть на картинку в своем мобильнике. Сначала найдите эти очки - в кармане, рюкзаке или еще где-то, напяльте их на нос, - помимо Вашего клоунского вида, всё вокруг – улица, транспорт, прохожие, Ваши друзья, - сразу становится неузнаваемым и вовсе не-«прикольным» разноцветным уродством. Мало того, чтобы посмотреть картинку с приятелем, Вам придется надеть анаглифические очки и на него, и на всех других зрителей. А если Вы и без того очкастая личность, то придется удерживать на носу сразу пару очков… «Взрослый» ответ сформулировал представитель очень серьезной партнерской организации, заинтересованной в 3D: во-первых, очки (причем, с запасом и всегда «под рукой») нужны всем наблюдателям – это в его обстановке «не канает»; во-вторых, оператор в разноцветных светофильтрах неадекватен окружающей обстановке (не вполне и «неправильно» ее видит) – опять «не канает»; в третьих, снять-одеть очки означает приостановку готовности и прерывание наблюдения…; в четвертых, непрерывное ношение анаглифических очков утомительно (есть и еще добавки к этой характеристике, но они интересны только таким же «диспетчерам»).

4. Когда и где можно купить SS-приставку?

…при этом обычно добавляется: для мобильника, для телевизора, для компьютера, «попробовать» и т.д. Отвечаем сразу всем: ничего определенного пока сказать не можем. Дело в том, что мы лишь разработчики; наша компания специализирована на исследованиях и располагает лишь лабораторными мощностями – для штучных/единичных образцов изделий-«полуфабрикатов». Производственных мощностей для массового выпуска приставок у нас просто нет, как нет и свободных ресурсов для их развертывания (мы ведем сейчас переговоры с заинтересованными в этом компаниями). Предварительно можно сказать лишь о том, что, в силу реального интереса, технологической простоты и небольшой капиталоемкости, - такое производство состоится не позднее 2008 года.

И еще о том же: многие из Вас обращаются к нам с просьбами выслать/приобрести хотя бы демонстрационные образцы – из тех, которые мы показывали на киевском MobilMonday в январе (для мобильных микро-экранов), или на одесском Hi-Tech-2007 в марте (для дисплеев 15-17 дюймов). Хотим напомнить, что это всего лишь «протезы» - они грубоваты, не вполне точны с цветами фильтра, да и цветовая пара выбрана самой резкой из стандартов анаглифа. Назначение этих пионерских образцов – самое утилитарное: демонстрация правильности/работоспособности принципов, авторизованных в патентах Агентства. Кроме того, в наших условиях затруднительно готовить что-либо «под заказ». По возможности, мы уже передали и, по опережающим договоренностям, продолжаем посылать заинтересованным в этом специальным организациям SS-приставки разного формата. Но это делается только для наших партнеров, которые готовы/могут работать с «полуфабрикатами» и имеют актуальные (и понятные нам) задачи для их использования: в первую очередь - медицина, наука/образование, диспетчерские и охранные системы. Повторимся: нагружать небольшую лабораторию, при очень напряженном графике работ, - нам очень «не с руки»: только в самом крайнем случае.

5. Как устроена SS-оптика (и можно ли самим изготовить SS-приставки)?

Как ни странно, но инженеров, особенно оптиков, этот вопрос, практически, не интересует: надо полагать – разобрались сами, т.к. исходные «кубики» известны всем. В большинстве, интересуются школьники и студенты. Специально для них подготовлена подробная статья о проекте StereoStep, его возможностях и технической перспективе. Мы планируем разместить статью сразу на нескольких сайтах – по предпочтительности молодежи; ждем лишь разрешений распорядителей ресурсов. К сожалению, затянутость «ремонта» собственного сайта не позволяет нам ускорить публикацию у себя; но, так или иначе, затяжки с публикациями не будет, - отслеживайте в сети.

Краткий ответ для особо нетерпеливых: основа нашей оптики – лентикулярный бирастр. Это достаточно известная и уже имеющая применение оптическая конструкция. Бирастр образован парой идентичных лентикулярных растров, соосно склеенных плоскими сторонами. Лентикулярный растр – это пластинка из прозрачной «оптической» пластмассы; ее рельефная сторона образована смежными сегментами параллельных одинаковых цилиндрических линз, а плоская сторона – фокальная (как правило) плоскость этих линз. При необходимости, в промежуток между плоскими основаниями растров-компонентов (в бирастре) могут вставляться различные маски, влияющие на проходящие световые потоки. Этот факт – «быть носителем масок», а также некоторые другие, открытые нами оптические свойства бирастра и встроенных масок, - стали «кубиками» наших конструкций. В частности, встроенный анаглифический фильтр является полосовым растром из чередующихся прозрачных полос (здесь) синего и красного цвета. Все полосы одинаковой ширины – в половину ширины линзы, и размещены точно вдоль линз. Это и есть 2D/3D-конвертор для анаглифического контента.

Сведения для особо нетерпеливых «самоделкиных»: лентикуляры продаются (листами; см. объявления в сети). Для экспериментов лучше начинать с крупнолинзовых пластин (например, 20 lpi), с торговой специализацией «для стерео» (или – «3D»). Фильтры можно печатать на старых струйных принтерах (типа НР-600): они не имитируют окраску, а брызгают реальной каплей. Печать производится на прозрачной пленке с желатиновым покрытием (файл печати готовится заранее – в любом графическом редакторе, соблюдающем истинные размеры в печати; красно-синий полосовой растр готовится под заданную плотность размещения линз на лентикуляре). Склейку «бутерброда» можно производить широкими скотчами (они продаются там же, где и лентикуляры). Если Ваши дальнейшие эксперименты планируются с TFT или аналогичными плоско-матричными мониторами, или с поверхностными рисунками на иных носителях (бумага, пластик), то можно обойтись одним лентикуляром («контактный» вариант 2D/3D-конвертора). В этом случае, фильтр печатается на более толстой пленке, а склейка с плоскостью лентикуляра производится с окрашенной стороны фильтра. Такой облегченный «бутерброд» накладывается фильтром - на анаглиф; а смотреть стерео надо со стороны рельефного (окулярного) лентикуляра. Зрительских позиций/зон со стерео-эффектом будет несколько. Если у Вас под рукой имеются анаглифические очки, то найти зрительское место совсем не сложно – достаточно воспользоваться «тестом Кобылева»: повернуть анаглифические очки слева-направо и посмотреть на установленную (на анаглифе) пластинку - положение, где она вся наиболее темна, - является зрительским местом (±6 см.).

6. Предусматривается ли проектом альтернатива анаглифу?

Этот вопрос (с вариациями) интересует, в основном, причастных к оптике инженеров. Для коллег сообщаем: у нас есть готовое и уже авторизованное решение для работы с многоракурсными стереограммами (кодограммами Липпмана-Бонне) – пассивная конструкция для съемного и встроенного вариантов. Также имеется авторизованное решение для эклипсного (затворного) устройства - в виде активной пластины, воспроизводящей стерео-эффект при трансляции двух- и многоракурсного контента (кадр-ракурс); и здесь предусматриваются - как съемный, так и встроенный варианты. Одна из наших патентованных конструкций является развитием анаглифа; эта пассивная схема работает с тремя и более цветами, – в съемном и встроенном вариантах (пока имеются сложности с автоматизацией подготовки контента; но, ввиду перспективности для задач моделирования и рекламы, - к программированию уже подключились добровольцы – это их отдельный бизнес). Помимо собственно 2D/3D-конверторов, воспроизводящих стерео по уже готовому контенту, нами предложена простая алгоритмическая схема конверсии обычного 2D-видеоконтента – в 3D-формат, - для записи и/или воспроизведения на экране в виде полноракурсного видеоряда, либо в виде кодограмм Липпмана-Бонне (под наши же 2D/3D-конверторы; см. выше). Мы считаем, что у этого бизнеса (3D-конверсии 2D-видеоконтента) огромное будущее и гарантированная успешность, - независимо от иных результатов проекта. Кроме того, нами разработан пассивный «комбайн», который осуществляет такую конверсию видеоконтента - «влет», с одновременным воспроизведением стерео на обычном же экране. В этой схеме используется известный эффект Пульфриха – с расширением для двух- и многоракурсности образов. С подробностями и обоснованиями изложенного можно будет ознакомиться позже - по анонсированной статье. Надеемся, коллеги простят нам упрощения в тексте – мы ориентировали статью исключительно на школьников и студентов (элементарные оптико-геометрические факты и приложения). В заключение добавим, что вся совокупность наших проектных решений, как отмечалось, базируется на бирастровых схемах и образует связный патентный пакет (включая регламент РСТ). Эта часть проекта – предмет наших контактов с коллегами из ряда ведущих компаний, занятых разработкой 3D-технологий (т.е. о проекте наслышаны не только в «русском Интернете»).

7. Состоится ли презентация проекта в апреле (где, когда, как записаться)?

С презентацией проекта возникла «напряженка» - сразу по двум обстоятельствам: во-первых, компания, с которой мы сейчас согласовываем важное для проекта организационное решение и с чьим мнением мы обязаны считаться, - предложила отсрочить это мероприятие и совместить его с общим для нас результатом. С другой стороны, ранее объявленные инициаторы презентации несколько поменяли формат спланированного мероприятия, что, в силу несомасштабности, вряд ли пошло бы на пользу проекту. В любом случае, мы признательны команде-инициатору за содействие и намерения. В связи с изложенными обстоятельствами, презентация проекта отсрочена; о ее проведении мы известим дополнительно.

Другие новости по теме: