3D-Näyttöteknologiat

1. 3D-Näyttöteknologiat Mediatekniikan seminaari Henriikka Mäkelä 16.2.2006

2. Sisältö • 3D-näyttöjen historia • Teknologiat • Siirtymä 2D:stä 3D:en • Käyttösovellukset • 3D Yritysyhtymä • Tulevaisuus • Yhteenveto 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

3. 3D-näyttöjen historia • Ensimmäinen eräänlainen 3D-näyttö keksittiin 1830-luvulla, käyttämällä käsinpiirrettyjä kuvapareja • Elektroninen versio luotiin 1942 • Useimmat laitteet vaativat erikoislasien tai muiden apuvälineiden käyttämistä • Tutkimustyö kouluissa: University of Cambridge ja MIT 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

4. Teknologiat • Neljä erilaista 3D-näyttöteknologiaa: autostereoskooppinen, volumetrinen ja holografinen teknologia sekä helionäyttö (heliodisplay) • Autostereoskooppinen tekniikka on näistä kaupallisesti kehittynein • Harva 3D-näyttö muuntaa kaiken automaattisesti kolmiulotteiseksi vaan se on tehtävä myös ohjelmistolla 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

5. Teknologiat: LCD-näytöt (1/4) • Valmistajia Sharp, SeeReal Technologies, Toshiba, Sanyo ja DTI • Autostereoskooppisissa näytöissä kolmiulotteinen vaikutelma muodostetaan heijastamalla kaksi hieman erilaista kuvaa, yksi kummallekin silmälle 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

6. Teknologiat: LCD-näytöt (2/4) • 2 nestekidepaneelia, joista takana oleva toimii suodattimena säädellen valon-säteiden suuntaa • Varsinaisesti kolmiulotteiseksi kuva muuttuu ihmisaivoissa 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

7. Teknologiat: LCD-näytöt (3/4) • Toimii tavallisella Windows-työasemalla ilman erityistä lisäohjelmistoa • Mahdollisuus vaihtaa 3D- ja 2D-tilan välillä napin painalluksella • Kapea katselukulma tai kalliimpi seurantasysteemi jäljittämään katsojan liikkeitä • Teknologia käytössä myös Japanissa julkaistuissa 3D-kännyköissä 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

8. Teknologiat: LCD-näytöt (4/4) • Myös vaakatasossa oleva malli kehitteillä 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

9. Teknologiat: Helionäyttö (1/2) • Käyttää lasereita kuvan heijastamiseksi ilmaan, eikä tarvitse erityistä väliainetta • IO2 Technology 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

10. Teknologiat: Helionäyttö (2/2) • Kelluva kosketusnäyttö • PC, TV, DVD tai muu videolähde, mihin kiinnitetään VGA-, USB- tai RGB video- kaapelilla • Kuvanlaatu riippuu huoneen valaistuksesta • Heijastaa tasokuvaa, mutta vaikuttaa kolmiulotteiselta 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

11. Teknologiat: Pallonäyttö (1/2) • Actuality Systems • Volumetrinen näyttö käyttää vokseleita kuvan muodostamisessa • Läpinäkyvä kiekko pyörii akselinsa ympäri 12 kertaa sekunnissa ja projektori heijastaa siihen joka kierroksella 198 kaksiulotteista kuvaa 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

12. Teknologiat: Pallonäyttö (2/2) • 360 astetta • Hyvä kuvanlaatu • Vaatii paljon laskentatehoa • 8 väriä • Keskusakseli näkyy sumeana • Kallis 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

13. Teknologiat: Videoholografia (1/2) • Teknologia, jolla tulevaisuudessa voi olla mahdollista toteuttaa kolmiulotteisia televisioita • MIT:n Spatial Imaging Group on kehitellyt 14 vuoden ajan • Pohjimmiltaan perustuu samaan tekniikkaan kuin hologrammitaideteokset ja seteleissä sekä luottokorteissa turvaominaisuutena käytettävät hologrammit 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

14. Teknologiat: Videoholografia (2/2) • Mahdollistaa korkean resoluution ja laajan katselukulman • Sopii kaikenkokoisille näytöille • Vaatii vielä liian suurta tallennuskapasiteettia ja laskentatehoa • Hyvälaatuinen digitaalikuva täyttää noin 5 MB, vastaavantasoinen hologrammikuva veisi muistia 1 000 000 MB 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

15. Siirtymä 2D:stä 3D:en • Lisäulottuvuuden lisääminen jo olemassa oleville videoille on hidasta, 10 minuutin videon muuttaminen kestää suunnilleen viikon • Jokaisen kohtauksen ensimmäiseen ja viimeiseen kuvaan pitää käsin lisätä syvyysinformaatio kertomaan, mitkä objektit ovat etualalla ja mitkä taka-alalla • Toisaalta suositun taistelupeli Quaken kääntäminen perinteisestä 2D-versiosta 3D-versioksi väitetään vieneen vain yhden päivän. 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

16. Käyttösovellukset • LCD-näytöt • Potentiaalisia käyttökohteita ovat kartoitus, lääketieteellinen kuvantaminen, öljyn etsintä, cad-suunnittelu • Peliharrastajat • General Motors on suunnitellut kokeilevansa teknologiaa mallinnus- ja suunnitteluosastollaan 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

17. Käyttösovellukset • Pallonäyttö • Ammattikäyttöön • Lääketeollisuudessa monimutkaisten molekyylirakenteiden tutkimuksessa ja magneettikuvien esittämisessä • Lennonvalvonta voi käyttää lentokoneiden fyysisten suhteiden selvittämiseen • NASA on tilannut laitteen tähtitieteellisten laskelmien esittämiseen 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

18. 3D Yritysyhtymä (3D Consortium) • Kukaan ei halua ostaa laitteistoa, jos ei ole ohjelmistoa, joka hyödyntää sitä • Tietotekniikkayritysten perustama järjestö kehittämään 3D-teknologian vaatimia standardeja sekä ohjelmisto- että laitteistokehityksen tarpeisiin 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

19. Tulevaisuus • Tietokoneiden laskentateho on miljoonakertaistunut 30 vuodessa, jos kehitys jatkuu samanlaisena hologrammitelevisio voi olla tavallista kodinelektroniikkaa 30 vuoden kuluttua • Nintendon kerrotaan esitelleen 3D-laajennusta GameCubeen keväällä 2005 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

20. Yhteenveto • Vielä tulevaisuuden teknologiaa tavalliselle käyttäjälle • Ammattikäytössä saavutettu hyviä tuloksia • Hintojen tullessa alas markkinat kasvavat 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä

21. Lähteet • http://www.sharp3d.com/ • http://www.stereoscopy.com/ • Doug A. Bowman: 3D User Interfaces, Theory and Practice. Addison Wesley, 2005 3D-Näyttöteknologiat Henriikka Mäkelä