A térhatású televízió egy általános kifejezés, amely a televíziós rendszerek különféle típusainak felel meg, amelyek valamilyen mértékben reprodukálják a környező világ háromdimenziós természetét [1] . Ezeknek a rendszereknek a következő feltételek közül legalább egyet biztosítaniuk kell a televíziós kép emberi észleléséhez:
A tökéletes térhatású televíziós rendszernek két új tulajdonsága van, amelyek megkülönböztetik egy egyszerű televíziós rendszertől: a háromdimenziós interaktivitás – a néző azon képessége, hogy kölcsönhatásba lépjen egy háromdimenziós képpel, és a háromdimenziós , amely lehetővé teszi, hogy az ember szeme egy természetes módban, tekintetüket a közeli megfigyelési tárgyakról a távoliak felé irányítják.
A térhatású televíziós rendszerek tökéletességének fokát osztályozásuk [2] [3] segítségével lehet felmérni , a plenoptikus függvény [4] geometriai része alapján , amely a fény intenzitáseloszlásának rekordja a sugárnyalábon belül a szem optikai rendszerének bemenete: P=P(θ, φ, r, x, y, z) . Hat paraméter (mérés) függvénye, míg: θ, φ, r egy gömbkoordináta-rendszert alkotnak, amelynek középpontja a megfigyelési pontban van, x, y, z pedig a megfigyelési pont derékszögű koordinátái . Hat paraméter (mérés) szinte teljesen meghatározza a megjelenítési rendszer konfigurációját (geometriáját) a térben.
Mivel egy tökéletes 3D TV rendszernek teljes paraméterkészletet kell megvalósítania (teljes konfigurációval kell rendelkeznie), beszélhetünk egy tökéletes 3D TV rendszer hatdimenziósságáról. Ezt szem előtt tartva a táblázat példát ad a különféle televíziós rendszerek osztályozására.
| sz. p / p | Lehetőségek | Képlet (teljes) | Képlet (rövidítve) | tévé |
|---|---|---|---|---|
| egy | θ, φ | 2D(θ, φ) | 2D | 2D (normál) |
| 2 | θ, φ, r | 3D(θ, φ, r); 2,5D(θ, φ, r) | 3D; [2,5D] | Volumetrikus [sztereoszkópikus] anélkül, hogy körülnézne a megfigyelési objektumok körül |
| 3 | θ, φ, r, x | 4D(θ, φ, r, x) | 4D(r, x) | Volumetrikus, vízszintesen néz |
| négy | θ, φ, r, x, y | 5D(θ, φ, r, x, y) | 5D(r, x, y) | Volumetrikus, vízszintesen és függőlegesen visszatekintve |
| 5 | θ, φ, r, x, y, z | 6D(θ, φ, r, x, y, z) | 6D(r, x, y, z) | 3D a megfigyelési pont tetszőleges mozgásával |
| θ, φ a látóvonal emelkedési szöge és irányszöge; r a megfigyelési pont és a tárgy pontja közötti távolság; x, z (vízszintes), y (függőleges) – megfigyelési pont koordinátái. | ||||
Íme a televíziós rendszerek opcióinak feltételes képlete. Egy hasonló 3D(θ, φ, x) képlet (nem a táblázatban) azt jelenti, hogy egy háromdimenziós objektum kétdimenziós θ, φ képével van dolgunk, ha lehet körbe nézni, vízszintesen x mozgó. Ebben az esetben a televíziós rendszerben nincs r mérés, vagyis nincs lehetőség az emberi szemek akkomodációjának és konvergenciájának megváltoztatására a háromdimenziós telek követésekor.
Mivel a θ és φ szögkoordináták jelenléte minden televíziós rendszerben kötelező, ezek elhagyhatók, és egy rövidített képlet használható, például 5D(r, x, z) . Ez utóbbi egy 3D televíziós rendszert, vagy egy TV-t jelöl (a képletek nem egyeznek), amely r mélységű háromdimenziós képpel rendelkezik, amely háromdimenziós térben mozoghat (háromdimenziós interaktivitás) a vízszintes x-ben, z sík.
A fenti besorolási rendszerben a szokásos sztereoszkópikus (3D - a kereskedelemben elfogadott angol 3 - dimenziós elnevezésből) rendszer 2,5D (r) képlettel fog rendelkezni .
Az ilyen tört megjelölés magyarázatra szorul. Amikor figyelmünket a tér egy bizonyos zónájára irányítjuk, beállítva a megfigyelési távolságot, ez a zóna kiemelődik a látószerv segítségével. A szögválasztás a látóvonal közelében lévő szemfelbontás csúcsának köszönhető, a mélység (tartomány) pedig a szem akkomodációjának és konvergenciájának köszönhető. A szem alkalmazkodása (fókuszálása) tiszta látást biztosít a mélységélességen belül. A szemek konvergenciája (ferdítése) minimalizálja az eltéréseket a kiválasztott megfigyelési távolságban, kiküszöbölve a kép szellemképét. Ha a televíziós rendszer nem biztosítja a szem konvergencia és akkomodáció funkcióit, akkor nincs r mérés benne , ha mindkét funkciót ellátja, akkor beszélhetünk ennek a mérésnek a meglétéről, ha csak az egyik biztosított, akkor kb 50 A mérés megvalósításának %-a r vagy kb . 0,5 r . Sztereopár megfigyelésekor a szemek konvergenciája megváltozik, ha a figyelem a tárgy közeli pontjairól a távolira terelődik, miközben az akkomodáció változatlan marad, a sztereopár távolságának megfelelően. A szem ilyen természetellenes munkája fokozott fáradtsághoz vezet.
A térhatású televízió-vevőkészülékek (TV-k) három típusra oszthatók:
A surround TV-ket viszont két típusra osztják:
Mindkét típusú 3D televízió esetében a televíziórendszer a 6D(r, x, y, z) képlettel jellemezhető .
Az első (zárt, akváriumi) típusnál a megfigyelési pont a fizikai térnek a képtéren kívüli pontján található. A valódi akváriummal ellentétben a joystickot használhatja a gömb alakú terminál (TV) térfogati képének interaktív megváltoztatására, virtuálisan megváltoztatva az x, y, z koordinátákat, és így a televízió világának egy teljesen más területére léphet. . Másrészt, ha akarod, körben megkerülheted az „akváriumodat”, megközelítheted vagy eltávolodhatsz tőle, ezáltal megváltoztathatod x, y, z koordinátáidat a fizikai világban. Mindkét esetben az x, y, z koordinátarendszer középpontját a 3D kép bármely kiválasztott pontjához kell kötni. A nagy televíziós világ megfigyelésének leírt sémája aligha nevezhető természetesnek, mivel hozzászoktunk ahhoz, hogy a körülöttünk lévő világot a hangerő éles korlátozása nélkül látjuk.
A második (nyitott) típusnál a monitor (TV) kialakítása biztosítja a háromdimenziós kép érzékelését mesterséges mélységkorlátozások nélkül és meglehetősen széles látómezővel. A néző a térhatású monitor "ablakja" előtt van, és ez az ablak lehet kicsi, vagy lefedheti a nézőt egészen addig, amíg a térhatású TV gömbjének közepére nem helyezi. Ilyenkor a nézőnek könnyen az az illúziója támad, hogy a televíziós képen belül van, minimálisan érzékelhető saját dimenziókkal. A néző úgy érezheti magát, mintha egy virtuális helikopterben repülne, amit egy speciális távirányítóval (joystick) irányít. Az x, y, z koordinátarendszer középpontját ebben az esetben is a térfogati kép kiválasztott pontjához kell kötni.