1 / 40

Interaktiivisten järjestelmien tekniikan suunnittelu

Interaktiivisten järjestelmien tekniikan suunnittelu. Seminaarityö: Displays & screens Ilkka Piiroinen Teemu Väisänen. Motivaatio. Näköaisti on tärkein aisteistamme Tarve saada järjestelmän sisältämä informaatio silmille havaittavaan muotoon on ilmeinen.

mai
Download Presentation

Interaktiivisten järjestelmien tekniikan suunnittelu

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Interaktiivisten järjestelmien tekniikan suunnittelu Seminaarityö: Displays & screens Ilkka Piiroinen Teemu Väisänen ISTD 2003, Displays & screens

  2. Motivaatio • Näköaisti on tärkein aisteistamme • Tarve saada järjestelmän sisältämä informaatio silmille havaittavaan muotoon on ilmeinen. • Ivan Sutherland: The Ultimate Display (1970) • "The ultimate display would, of course, be a room within which the computer can control the existence of matter. “ • http://www.artmuseum.net/w2vr/timeline/Sutherland.html ISTD 2003, Displays & screens

  3. Edut • Voidaan välittää valtava määrä informaatiota • Nähdystä informaatiosta voi valikoida halutut osat ISTD 2003, Displays & screens

  4. OLED - Organic Light Emitting Device • 1979 Kodak keksi ensimmäisen valoa emittoivan orgaanisen materiaalin • 1987 ensimmäinen patentti • 1999 ensimmäinen täysvärinen aktiivimatriisinäyttö • Universal Display CBS Evening Newsissä: • http://www.twst.com/templates/needham3/ppt/panl/video.asx ISTD 2003, Displays & screens

  5. Vahvuudet • Ohut ja kevyt • AM OLED:n paksuus 1.5 mm • Terävä ja kirkas kuva • 1000 kertaa suurempi virkistystaajuus kuin LCD:ssä • Laaja katselukulma • 165 astetta • Vähäinen virrankulutus • Jännite tyypillisesti 2-10 volttia • Ei tarvitse taustavaloa • Taivutettavia • Helpompi valmistaa kuin LCD • Voi olla läpinäkyvä ISTD 2003, Displays & screens

  6. Puutteet / heikkoudet • näyttökuvan huononeminen ajan myötä • värisävyn muuttuminen • mustat pisteet • kirkkauden heikkeneminen • kemialliset muutokset orgaanisissa kerroksissa • kuvan pinttyminen näytölle staattisia kuvia esitettäessä • muovipintojen käyttö taustamateriaaleina • muovien läpäisevyys liian suuri ISTD 2003, Displays & screens

  7. Arkkitehtuuri 1/2 • Passiivisia tai aktiivisia • Yksi- tai monikerroksia rakenteita • Yksikerrosrakenteessa aktiivinen kerros on ITO-anodin ja metallikatodin välissä. • Monikerroksisessa rakenteessa pikseli muodostetaan saostamalla pohjamateriaalille 100-500 Å paksuisia, reikiä tai elektroneja kuljettavia kerroksia, jotka lisäävät laitteen kvanttitehokkuutta ja valon emissiota. How Passive Matrix worksPassive Matrix displays consist of an array of picture elements, or pixels, deposited on a patterned substrate in a matrix of rows and columns. In an OLED display, each pixel is an organic light emitting diode, formed at the intersection of each column and row line. The first OLED displays, like the first LCD (Liquid Crystal Displays), are addressed as a passive matrix. This means that to illuminate any particular pixel, electrical signals are applied to the row line and column line (the intersection of which defines the pixel). The more current pumped through each pixel diode, the brighter the pixel looks to our eyes. How Active Matrix WorksIn an active matrix display, the array is still divided into a series of row and column lines, with each pixel formed at the intersection of a row and column line. However, each pixel now consists of an organic light emitting diode (OLED) in series with a thin film transistor (TFT). The TFT is a switch that can control the amount of current flowing through the OLED. ISTD 2003, Displays & screens

  8. Arkkitehtuuri 2/2 • LED-näytössä valon emissio tapahtuu siten, että elektronit ja reiät yhdistyvät valoa emittoivassa kerroksessa, ja virittävät aktiivisen yhdisteen. Sen palatessa perustilaansa, emittoituu valoa. • Emittoituvan valon luminanssia säädetään yleensä jännitettä tai sen toimintasuhdetta muuttamalla. ISTD 2003, Displays & screens

  9. Mahdollisia sovelluksia 1/2 • Matkapuhelimet • Ranteissa pidettävät PDA-laitteet • Vaatteisiin liitettävät näytöt • Kämmentietokoneet • Autojen ja lentokoneiden tuulilaseihin, ohjauspaneeleihin ja ikkunoihin liitettävät näytöt • Taivutettavat kannettavien tietokoneiden näytöt • Rullattavat, elektroniset sanomalehdet • Seinien kokoiset näytöt • Ikkunat ja seinät ISTD 2003, Displays & screens

  10. Mahdollisia sovelluksia 2/2 • Tietokoneohjatut hintamerkinnät kauppojen hyllyissä • Kypärät / lasit sukeltajille ja moottoripyöräilijöille • Lääketieteelliset testivälineet • Videokameroiden näytöt • GPS-laitteet • Sotilassovellukset • Silmikkonäytöt ISTD 2003, Displays & screens

  11. TOLED - Transparent OLED • Läpinäkyviä OLED näyttöjä • Käyttökohteita: autojen tuulilasit, ikkunat, aurinko- ja silmälasit, silmikkonäytöt ISTD 2003, Displays & screens

  12. FOLED – Flexible OLED • Universal Display: Video • taivutettava, voidaan pyörittää rullalle • käyttökohteita: vaatteet, paperinäytöt ISTD 2003, Displays & screens

  13. Projektionäytöt • Kuva voidaan muodostaa näyttöruudun sijasta heijastamalla kuva projektorilla kankaalle tai seinälle • Yleisimmät tekniikat: LCD, DLP ja CRT ISTD 2003, Displays & screens

  14. Vahvuudet • Projektorien käyttö mahdollistaa pinta-alaltaan suurten näyttöjen muodostamisen. • Mahdollistaa immersioivan virtuaalitodellisuuden projisoimalla kuva kaikkialle käyttäjän ympärille • Stereovaikutelman saavuttamiseksi yleensä käytettävä laseja jotka erottavat eri silmille tarkoitetut kuvat • Kuvien erotustekniikoita: polarisaatio, anaglyfi, aikajako • Kolmiulotteinen kuva myös kaarevalle pinnalle projisoimalla ISTD 2003, Displays & screens

  15. Puutteet / Heikkoudet • Huono kustannustehokkuus • Kuvatarkkuus huono • Tarkempia suuria näyttöjä voidaan muodostaa yhdistämällä useiden projektorien vierekkäin järjestetyt kuvat yhdeksi suureksi näytöksi • http://www.ncsa.uiuc.edu/Divisions/DMV/Vis/Projects/TiledWall/buildingTiledDisplays.html • Valotehon heikkouden vuoksi ei yleensä sovellu kirkkaaseen valaistukseen. ISTD 2003, Displays & screens

  16. Fakespacesystems • Tuotteina mm. yleisesti käytetty CAVE 3-ulotteinen virtuaalitodellisuusympäristö, sekä sen jatkokehitetty versio RAVE II. • http://www.fakespacesystems.com/ • http://www.mechdyne.com/ ISTD 2003, Displays & screens

  17. Elumens • Visionstation, Visiondome • http://elumens.com • Visionstation: • halpa, immersiivinen 3-d näyttö • 160° field of view ISTD 2003, Displays & screens

  18. Electronic Visualization Laboratory (EVL) at the University of Illinois in Chicago • CAVE, a room-sized virtual reality (VR) device, in 1991 • PARIS(TM): Personal Augmented Reality Immersive System • http://www.evl.uic.edu/home.html ISTD 2003, Displays & screens

  19. Center for Supercomputing Applications at the University of Illinois • CAVE • Visualization and Virtual Environments • http://www.ncsa.uiuc.edu/Divisions/DMV/Vis/ ISTD 2003, Displays & screens

  20. Silmikkonäytöt • ulkomuoto riippuu käyttötarkoituksesta: monia eri malleja ja tekniikoita • koostuvat päähän pistettävästä kypärästä/laseista • kuva muodostetaan esim. pienillä CRT- tai LCD-näytöillä • kuva heijastetaan suuremmaksi peilien avulla • hyviä stereoskooppisten kuvien esittämiseen • tarkoitus olla kevyitä, kannettavia, pienikokoisia, helppokäyttöisiä • yhteensopivia monien eri laitteiden kanssa (televisio, DVD-soitin, tietokone, videot...) • käytetään usein virtuaalitodellisuusympäristöissä ISTD 2003, Displays & screens

  21. 3-ulotteisen kuvan antavat silmikkonäytöt • näytöllä olevat kuvat näkyvät eri silmille hieman eri tavalla • kuvista muodostuu kolmeulotteinen kuva, joka näyttäisi olevan näytön ja lasien välissä • silmät katsovat koko ajan näyttöä, mutta kuva näyttää olevan kauempana -> silmien rasittuminen ISTD 2003, Displays & screens

  22. MicroVision: Nomad 1/2 • http://www.microvision.com/prod_nomad.htm • tarkoitettu paikkoihin, joissa pitää nähdä normaalisti, mutta näytön avulla voidaan antaa lisäinformaatiota asiasta • lääkärit, lentäjät, korjaajat, asentajat, poliisit, sotilaat • ihmiset, joiden näkökyky on heikentynyt • paino 510 - 765 g • resoluutio 800 x 600 pikseliä • näytön lisäksi kannettava patteri (450 g), patterin kesto 4-8 tuntia ISTD 2003, Displays & screens

  23. MicroVision: Nomad 2/2 • yksivärinen = punainen • 32 eri (harmaa) punasävyä • voidaan yhdistää myös televisioon, DVD-soittimeen tai tietokoneeseen, saatava hyöty hieman epäselvä ISTD 2003, Displays & screens

  24. Olympus: Eye-Trek • http://www.eye-trek.com/ • koostuu laseista ja kontrolliyksiköstä • lasien paino 85 – 105 g • kontrolliyksikkö 35 – 400 g • ei läpinäkyvä • DVD-soittimet, televiot, tietokoneet, konsolit • lisäpikseleitä Optical Super Resolution (OSR) avulla Videoita: Teknologia Televisio DVD Pelit ISTD 2003, Displays & screens

  25. Muita samankaltaisia silmikkönäyttöjä • Sony: Glasstron • http://www.sonyindia.co.in/cuttingedge/glasstron.cfm • Daeyang: Cy-Visor / i-Visor • http://www.dyenc.co.kr/english/product/overview_m_1.html • i-O Display Systems: i-Glasses, i-Scape • http://www.i-glasses.com/ ISTD 2003, Displays & screens

  26. Muita yrityksiä: • SEOS www.seos.com • Kaiser Electro-Optics www.keo.com • 5DT www.5dt.com • MicroOptical www.microopticalcorp.com ISTD 2003, Displays & screens

  27. Vahvuudet • laaja katselukulma • immersiivisyys • stereoskooppinen kuva • helppokäyttöisyys ISTD 2003, Displays & screens

  28. Puutteet / heikkoudet • silmien kuivuminen • silmien väsyminen • aivotoiminnan muutokset • voi aiheuttaa päänsärkyä • lasten silmät voivat vahingoittua • liian suuri paino ISTD 2003, Displays & screens

  29. Elektroniset ’paperinäytöt’ • taivutettavia, joustavia, kevyitä • pieniä tai jopa sanomalehden sivun kokoisia • ohuita (luottokortin paksuisia) • ihmiset lukevat mieluummin paperilta kuin näytöltä • perusideana näyttää staattista tekstiä ja kuvia • käyttökohteet: kirjat, sanoma-, aikakausi- ja mainoslehdet, ilmoitukset ja julisteet ISTD 2003, Displays & screens

  30. Mikrokapselinäytöt • http://www.e-ink.com/ • Lucent Technologies’ Bell Laboratories ja E Ink, Corporation • John A. Rogers, Zhenan Bao, Kirk Baldwin, Brian Crone, Anant Dodabalapur, Howard Katz, Valerie Kuck ja V.K. Raju Bell Labsilta • Karl Amundson, Jay Ewing ja Paul Drzaic E Ink, Corporationista. ISTD 2003, Displays & screens

  31. 1. prototyyppi • ensimmäisen prototyypin valmistusvuosi 2001 • sivun koko 256 pikseliä, pikselin koko 0.8 x 0.8 cm • paino n. 5 g, paksuus 1 mm • ei värejä (mustavalkea) • ei mahdollisuutta esittää normaalikokoista tekstiä • tekstin esittämiseen tarvittaisiin 0.1 x 0.1 mm:n kokoisia pikseleitä • 100 x 100 mikrometrin pikselien toteuttaminen on tutkijoiden mukaan mahdollisia ISTD 2003, Displays & screens

  32. Arkkitehtuuri • Läpinäkyvät elektrodit sisältävät indium-tina-oksidia ITO • Välissä on ohut kalvo elektronista mustetta • Muste ja muut partikkelit siirtyvät sähkövirran vaikutuksesta jommalle kummalle reunalla ISTD 2003, Displays & screens

  33. Vahvuudet • vähävirtainen • pitkä näyttömuisti ilman erillistä teholähdettä • kontrasti ei muutu katselukulmaa vaihdettaessa • kevyt, ohut • taipuisa • pitkäikäinen ISTD 2003, Displays & screens

  34. Puutteet / heikkoudet • pikselin muuttaminen 2.5 ms, koko kuvan muuttaminen n. 1 s • ei sovellu ainakaan vielä liikkuvan kuvan esittämiseen pikselien hitauden takia (toisaalta ei välttämätöntä) • huono resoluutio (1. prototyyppi) • kaksivärisyys ISTD 2003, Displays & screens

  35. Gyricon Media’s SmartPaper • http://www.gyriconmedia.com/smartpaper/index.asp • Xerox Palo Alto Research Center (PARC) • Nicholas Sheridon • resoluutio 100 dpi (300 dpi tulossa) • Lisälaitteita: • erikoistulostimet, joilla voi tulostaa näytölle • sauvat, joilla voi piirtää tai kirjoittaa näytölle ISTD 2003, Displays & screens

  36. Arkkitehtuuri • muodostuu miljoonista pienistä varatuista muovihelmistä, jotka ovat puoliksi mustia ja puoliksi valkeita (tai jotain muuta kahta väriä) • öljyn vaikutuksesta jokaisen pallon ympärillä on pieni ilmatasku • pallot saa kääntymään haluttuun suuntaan esim. radiotaajuuksien avulla, joita kontrolloidaan tietokoneella ISTD 2003, Displays & screens

  37. Vahvuudet • paperimainen heijastuvuus • kestävyys • laaja katselukulma • joustavuus • kontrasti ei muutu katselukulmaa vaihdettaessa • Näytön vasteajat ovat lyhyitä • kuvan aikaansaamiseksi partikkeleiden tarvitsee ainoastaan pyöriä. • kevyt, ohut (0,12-0,8 mm) • pieni virrankulutus: kolmella AA-patterilla 2 vuotta • Virtaa kuluu ainoastaan näytön tilan muuttamiseen, ei näyttökuvan ylläpitämiseen. ISTD 2003, Displays & screens

  38. Puutteet / heikkoudet • huono resoluutio • kaksivärisyys • värinäyttöjen valmistus kallista ja hankalaa • Paperin korkeaa vaaleutta ja kontrastiominaisuuksia ei ole pystytty saavuttamaan • kumiarkit eivät tunnu paperilta • Valo ei heijastu katsojaan pallojen välisistä kohdista • apuun heksagonaalinen pallojen pakkaustapa • tummuus ISTD 2003, Displays & screens

  39. Oululaisia yrityksiä • myOrigo • Tekniikka suurten dokumenttien näyttämiseen pienellä mobiililaitteen näytöllä • MyOrigon (entinen) pääjohtaja Mats Lindoff verkkoyhteydenhaastattelussa ISTD 2003, Displays & screens

  40. Tulevaisuuden näkymiä • Gartner ennustaa: • Vuoteen 2006 mennessä taipuviin näyttöihin perustuvat tekniikat ilmaantuvat. • Vuoteen 2012 mennessä LCD, OLED ja muiden uusien näyttötekniikoiden käyttö lopettaa CRT näyttöjen valmistuksen lähes kokonaan • http://techupdate.zdnet.com/techupdate/stories/main/0,14179,2901050,00.html ISTD 2003, Displays & screens

More Related