是否可以存在具有类似于窗口/镜子的光学行为的摄像机+显示屏?


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连接到摄像机的显示屏与窗户或镜子明显不同。透过窗户或镜子看,我们可以专注于无限远,我们可以移动有利位置以看到一点不同。通过显示实时摄像机镜头的显示屏,我们可以从单个点(摄像机位置)看到视野,并且焦点位于屏幕上。

是否有可能开发出在行为上更接近窗户或镜子的屏幕+摄像机?我认为屏幕和相机需要具有相同的表面积。两者将方向敏感的,并且当照相机像素相机接收与频率的光子从角度,屏幕将在频率发送对应的光子从位置到方向,其中是根据模仿窗口或镜面行为来计算的。(Ci,Cj)ν(Cϕ,Cθ)ν(Si,Sj)(Sϕ,Sθ)(Sϕ,Sθ)(Cϕ,Cθ)

这种装置理论上可行吗?如果是,那么这种设备今天在技术上是否可行?如果是,是否在此类设备上进行了认真的工作?如果理论上可行,但今天不可行,那么在此类设备问世之前需要开发什么?

它应该在网增强现实汽车工程以及其他许多领域中具有广泛的应用。


事实证明它会非常有用,但您从未听说过,这仅是可行性的暗示:-)
Carl Witthoft

@CarlWitthoft是的,尽管我们听说有很多小工具根本不可行,例如时间机器(-:
gerrit

Answers:


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做您想做的技术已经存在了数十年,被称为全息术。普通的照相传感器和显示器的问题在于它们仅记录/再现关于光的幅度信息。为了知道例如射线来自什么角度,您还需要记录光的相位信息。全息术正是这样做的。

在底部显示的图像中,您可以看到从不同角度拍摄的单个全息图的两个图像将鼠标显示为从不同角度观看。场景的某些部分从一个角度可见,而从另一个角度甚至看不到,例如鼠标的背面和鼠标后面的分支。

制作实时全息图(类似于带屏幕的照相机)所需的技术仍处于研发阶段,并且目前非常初级。 空间光调制器提供了一种实时生成2D全息图的方式。 该小组能够使用带有镜头阵列的标准4K摄像机记录全息图,并使用空间光调制器实时再现全息图(尽管效果不是很好)。

在此处输入图片说明


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这样的屏幕可以通过与超材料相类似的技术来实现,这种技术对于潜在的应用被称为“隐形斗篷”。一些公司也声称在军事上已经做到了这一点,但是它的有效性值得怀疑,因为围绕它的所有PR都使用静止图像和模型。

诀窍是从各个方向拾取光,然后在另一侧(或从屏幕)重新产生相同的散射。有一些方法可以通过折射使EM波在中心物体周围弯曲,从而使某些波长的事物“不可见”,但是这不太可能适用于任意放置的“屏幕”,除非您可以用一束光纤捕获输入并以某种方式精确地在另一端重现它(没有“散布”扭曲)。

对于您在此处寻求的实际应用而言,所有这些似乎都非常模糊,并且开发得还很不足。您可能获得的最好结果是具有头部/眼睛跟踪功能的3D光栅屏幕,以便它可以根据屏幕/头部的相对位置来操纵图像。

据我所知,这仅一次适合一个人使用当前技术。然后需要将输入处理为3D场景,以便可以从其他角度重新显示它。这项技术已经相当成熟,并且有很多技术,从基于纯相机的可见光捕获到软件处理,再到结合了多个主动和被动输入的主动3D扫描相机。或者,可以使用紧密包装的2D摄像机阵列,并选择两个合适的摄像机阵列以匹配相对的头部屏幕方向。他们的视场仍然需要根据头屏的距离进行操作,这很可能更容易通过裁剪和缩放来自广角镜的图像进行数字化处理。


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给定所需的计算量,传输每个单独的光子是不可行的,但是已经存在用于捕获有关入射光方向的某些信息的技术,该技术已在Lytro “光场”相机中使用。

据我所知,相应的光场显示不存在。Lytro系统使用具有后处理功能的常规显示器,可以在拍摄照片后调整焦点,景深等。


好吧,您可以为传入的每束N个光子传输一束N个光子...我并不是说要对每个光子进行字面处理。
Gerrit

是的,尽管这里有角度量化问题,但您不必担心:对于接收器上的每个点,您只能看到一定数量的N个“桶”,您正在寻找的方向。桶越多,噪音就越大。
pjc50

没有人说这会很容易;-)
gerrit

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3D相机

由两台摄像机分开组成的3D摄像机已经存在很长时间了,以允许深度感知。唯一的缺点是很难以大脑能够理解的方式将其显示给双眼。如今,大多数工作都集中在仅向每只眼睛显示一张图像,而使大脑专注于将图像同步到一个连贯的叙述。

问题是要么您需要一个非常靠近眼睛的显示器,要么是一副偏光眼镜。


尽管很有趣,但这与我要的有所不同。模拟镜子或窗户的效果比立体观看要远得多。
Gerrit

The problem with that is either you need a display very close to the eyes, or a pair of polarized glasses.还是视差屏障
丹·亨德森
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