Методы и средства формирования объемных изображений в обучающих системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, доктор технических наук Овечкис, Юрий Натанович

• Овечкис, Юрий Натанович
• доктор технических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор технических наук Овечкис, Юрий Натанович

Введение.

1. Анализ видов объемных изображений и особенности их использования в обучающих системах.

1.1. Определения и понятия.

1.2. Стереоскопические изображения.

1.2.1. Стереопарные изображения.

1.2.2. Многостереопарные изображения.

1.3. Трехмерные изображения.

1.3.1 .Интегральные изображения.

1.3.2. Голографические трехмерные изображения.

2. Безочковые голографические методы формирования объемных изображений. Голографические экраны.

2.1. Анализ методов объемной безочковой проекции.

2.1.1. Общие требования к безочковой проекции объемных изображений

2.1.2. Методы проекции стереоскопических изображений

2.1.3. Методы проекции трехмерных изображений.

2.1.4. Особенности проекции голографических многоцветных изображений.

2.2. Исследование оптических свойств и схем записи голографических экранов для одноцветной проекции.

2.2.1. Влияние аберраций голографического экрана на параметры наблюдаемого изображения.

2.2.2. Запись голографического экрана по схеме с расходящимися пучками света

2.2.3. Способ записи голографического экрана с помощью голографических элементов

2.3. Цветопередача топографических изображений.

2.4. Экспериментальные исследования и разработка установок для объемной проекции с голографическими экранами.

2.4.1. Методика записи топографических экранов.

2.4.2. Запись голограмм для проекции на топографический экран.

2.4.2.1. Запись отражательных голограмм Ю.Н. Денисюка.

2.4.2.2. Запись синтезированных голограмм.

2.4.3. Экспериментальное исследование свойств топографических экранов.

2.4.4. Топографические экраны для проекции плоских цветных изображений.

3. Стереокомпьютерные методы формирования объемных изображений для индивидуальных средств обучения.

3.1. Методы сепарации стереокомпьютерных изображений.

3.2. Способы формирования стереопарных компьютерных изображений.

3.2.1. Чередование строк (Alternate Line).

3.2.2. Последовательное воспроизведение (Page-Flipping).

3.2.3. Разбиение кадра по горизонтали (Over-Under Split-Screen).

3.3. Исследование и оптимизация параметров, влияющих на качество стереокомпьютерного изображения.

3.3.1. Математическая модель процесса формирования стереокомпьютерного изображения.

3.3.2. Анализ параметров, влияющих на качество стереокомпьютерного изображения.

3.3.3. Разработка требований к параметрам стереокомпьютерных обучающих систем.

3.3.3.1. Скорость затухания свечения люминофора.

3.3.3.2. Характеристики ЖК-затвора.

3.3.4. Влияние цветности стереоскопических изображений назаметность шумовых изображений.

3.3.5. Влияние яркости экрана на наличие мельканий.

3.3.6. Рекомендации к разработке оборудования и программного обеспечения для показа стереокомпьютерных изображений.

3.4. Разработка стереокомпьютерного аппаратно-программного комплекса для диагностики и развития бинокулярного и стереоскопического зрения.

3.4.1. Разработка программного обеспечения комплекса.

3.4.2. Выбор цветности изображений для аппаратно-программного комплекса.

3.4.3. Результаты испытаний и применения аппаратно-программного комплекса.

4. Стереоскопические видеопроекционные устройства.

4.1. Состав устройства и разработка требований к его узлам и настройке.

4.1.1. Выбор видеопроекторов.

4.1.2. Устройство сепарации.

4.1.3. Требования к точности настройки стереопроекционного устройства.

4.1.4. Формирование стереокомпьютерного изображения.

4.2. Оптимизация яркостных параметров стереоскопического проекционного устройства.

4.3. Разработка стереоскопических систем отображения для авиационных тренажеров.

4.3.1. Исследование временных параметров зрения при наблюдении пространственных объектов в авиационных тренажерах.

4.3.2. Разработка стереоскопического устройства отображения визуальной информации авиационного тренажера дозаправки топливом в воздухе.

4.3.3. Стереоскопическое устройство отображения с неискаженным изображением для нескольких наблюдателей.

4.3.4. Исследование геометрических искажений стереоскопического изображения видеопроекционных устройств с цилиндрическими экранами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и средства формирования объемных изображений в обучающих системах»

Существенный прогресс последних десятилетий в вычислительной, видеопроекционной и оптоэлектронной технике обусловил активное внедрение мультимедийных информационных систем в образовательный процесс [1 - 4]. Под образовательным процессом будем понимать как обучение различным знаниям, так и процесс развития определенных навыков. В первом случае имеется в виду преподавание в школах, институтах и других учебных заведениях различных дисциплин с использованием иллюстративного аудиовизуального материала. Такой материал должен обеспечить с одной стороны доступность восприятия излагаемого предмета, а с другой облегчить его запоминание.

Для второго вида образовательного процесса характерно применение разного рода тренажерных систем, на которых путем многократного повторения тех или иных действий производится развитие определенных навыков у обучаемого. Здесь вся внешняя информация, особенно визуальная, воздействуя на обучаемого, должна вызывать адекватные отклики, что и является целью обучения. Ярким примером таких систем являются тренажеры транспортных средств (авиационные, автомобильные и др.). Для выработки навыков вождения на этих тренажерах достоверность и реалистичность предъявляемой информации играет главенствующую роль.

Использование мультимедийных учебно-тренажерных комплексов хорошо согласуется с интерактивными формами обучения, которые стимулируют творческую деятельность учащихся и улучшают запоминание предлагаемой информации и выработку необходимых навыков в процессе обучения. При создании в электронном виде учебного материала, как для технических, так и для гуманитарных дисциплин очевидны преимущества аудиовизуального представления наблюдаемых и скрытых, реальных и воображаемых объектов, явлений, процессов. Возможности компьютерного моделирования реальных объектов и процессов с последующим индивидуальным или групповым мультимедийным предъявлением обеспечивают более глубокое усвоение учебного материала, развивают необходимые навыки при работе на тренажерах.

Ясно, что реалистичность предъявляемой наглядной информации играет в таких системах весьма существенную роль. При этом учитывая, что большая часть такой информации воспринимается через зрительный канал (в некоторых случаях вплоть до 100%), точность воспроизведения изображений исходных объектов является обязательным условием процесса обучения. Это условие практически невозможно выполнить без применения трехмерных воспроизводящих систем, которые существенно повышают адекватность, информативность и доступность восприятия предлагаемого материала в процессе обучения.

Согласно теории Нюберга - Артюшина [5, 6] точность воспроизведения изображений можно условно разделить по степени их совпадения с оригиналом на психологическую, физиологическую и физическую. Для объемных изображений эти виды точностей можно интерпретировать следующим образом. В случае психологической точности наблюдатель оценивает правдоподобие изображения, используя свой накопленный опыт. Изображение может отличаться от исходных объектов по своим размерам, степени объемности и прочим параметрам, но с учетом имеющихся знаний об объектах наблюдатель получает общее представление о его пространственных свойствах. Характерным примером таких изображений являются рисунок, чертеж, фотография, голограмма макета и т.д.

В случае физиологической точности наблюдаемые трехмерные свойства изображения должны полностью соответствовать соответствующим параметрам исходного объекта. Однако процесс формирования этого изображения в мозгу может отличаться от процесса наблюдения самого объекта, а основываться на физиологических особенностях зрительного аппарата. Примером такого показа является предъявление стереоскопических изображений, полностью идентичных по своим поперечным и продольным размерам исходным объектам. При этом, если в случае наблюдения объекта зритель имеет возможность видеть каждым глазом объемный предмет и может аккомодироваться на рассматриваемую точку, то здесь каждому глазу предъявляются два плоских ракурса и такая возможность отсутствует.

Наконец, в случае физически точного предъявления объемного изображения процесс его наблюдения должен быть полностью идентичен наблюдению самого объекта. Этому условию соответствует показ голографического изображения, а также в какой-то степени интегрального.

В различных областях учебного процесса требуется разная степень правдоподобия показа.

Так, например, в курсах по физике весьма полезен объемный показ действия различных векторных сил на объекты, изображение вращающихся магнитных полей, возникновение электромагнитных сил и моментов в электрических машинах, представление синусоидальных токов и напряжений в виде вращающихся векторов. При изучении химии, биологии и анатомии -строение молекул, сложных химических соединений, взаимное расположение внутренних органов и пр. [7]. В машиностроении полезно иллюстрировать взаимные соединения и деталировку сложных агрегатов [8].

Отметим, что стереокомпьютерные технологии визуализации объемных изображений [9], т.е. стереоскопический показ с использованием специальных компьютерных программ, дает возможность наглядно представить абстрактные и невидимые предметы.

Большое значение объемный показ имеет при изучении искусствоведческих и архитектурных наук, в музейном деле [10]. Преподавание может сопровождаться использованием учебных каталогов с объемными изображениями изучаемых объектов, обладающих пространственной глубиной. К таковым можно отнести скульптурные объекты и их фрагменты, скульптурные композиции, архитектурные строения, арки, портики, лепнина, решетки и пр. Проведение стереоскопических натурных съемок позволит воспроизводить на каталогах объемные изображения многочисленных архитектурных памятников старины, например, уникальных объектов в городах по Золотому кольцу России, Кижи, Великий Новгород и многое другое.

Конечно, такие каталоги должны создаваться с помощью профессиональных методических разработок, и использовать все возможности мультимедийных обучающих систем, сопровождаться соответствующей текстовой и звуковой стереофонической информацией.

В большинстве перечисленных выше примеров достаточно дать общее представление о пространственных свойствах изучаемых объектов и процессов, т.е. обеспечить психологическую точность воспроизведения объемных изображений. В некоторых случаях (анатомия, медицина) целесообразно воспроизводить изображения объектов в натуральную величину, т.е. обеспечить физиологическую точность показа.

Использование изобразительной голографии, обеспечивающей достижение физической точности воспроизведения, дает возможность собрать в одном месте - классе, лектории и пр., уникальные объекты, собранные из различных музеев. При этом наблюдаемые объемные изображения передают не только пространственные свойства объектов, но воспроизводят также и отражающие свойства поверхности, а именно блеск, и будут практически неотличимы от оригиналов.

Важность предъявления трехмерного изображения в тренажерных системах также весьма высока. Особенно это относится к тренажерам, в которых принятие решений осуществляется на основе наблюдаемой внешней обстановки. Понятно, что система отображения визуальной информации в таких тренажерах должна воспроизводить изображения наблюдаемых объектов с максимальной точностью, вследствие чего точность воспроизведения изображения должна быть, по крайней мере, физиологической.

Наиболее характерным видом тренажеров данного типа являются тренажеры транспортных средств, в которых отрабатываются навыки маневрирования относительно близко расположенных объектов. Сюда можно отнести авиационные тренажеры с задачами полета в строю, дозаправки топливом в воздухе, посадки на плавсредство, маневрирования на аэродроме, в которых минимальные расстояния до наблюдаемых объектов составляет всего несколько метров. Аналогичная ситуация имеет место в автомобильных тренажерах.

Тесно связана с подобными задачами и проблема развития навыков стереоскопического зрения, путем использования специальных тренировочных аппаратно-программных комплексов, т.к. принятие решения в сложных пространственных условиях требует минимально возможных временных затрат, и бинокулярные факторы оценки расстояний здесь играют главенствующую роль.

Таким образом, разработка и внедрение в мультимедийные обучающие системы устройств, осуществляющих показ объемных изображений, должны обеспечить существенное улучшение качества процесса обучения, поднять его уровень благодаря появлению принципиально новых возможностей и методик преподавания.

Вопросами регистрации и показа объемных изображений, а также особенностями их восприятия издавна занимались ученые многих стран, в том числе и России. Из зарубежных ученых и исследователей это - JI. Лизеганг, А Бертье [11], М. Бонне [12] - автостереоскопические методы, Г. Липпманн [13]- интегральная растровая фотография его имени, Г. Люшер [14 - 16] - основы стереоскопии и восприятия стереоскопических изображений, П. Панум [17]- физиология объемного зрения, Д Табор [18] -первооткрыватель голографии, Э. Лейт, Ю.Упатниекс [19] - первые изобразительные голограммы, С. Бентон [20 - 22] - «радужные» голограммы, 3D дисплеи, Окоси [23]- голографические дисплеи и многие другие. Из отечественных ученых - Ю.Н. Денисюк [24, 25] - изобразительная голография в белом свете, В.Г. Комар [26 - 28] - голографический объемный кинематограф, многостереопарная проекция на голографический экран, Н.А. Валюс [29, 30] - растровые системы воспроизведения объемных изображений, Н.Г. Власов [31 - 33] - методы записи и восстановления «радужных» голограмм, С.П. Иванов [34, 35] - безочковая растровая кинопроекция, А.Г. Болтянский, Н.А. Овсянникова, С.Н. Рожков [36, 37] -кинематографическая система «Стерео - 70», отмеченная премией американской киноакадемии «Оскар», П.В. Шмаков [38, 39], Г.В. Мамчев [40] - стереоскопическое телевидение, О.Ф. Гребенников, Г.В. Тихомирова [41, 42] - информационные аспекты восприятия объемной информации, Г.И. Рожкова [43], Ю.Е. Шелепин [44] - физиология стереозрения и другие.

Однако, к настоящему времени устройства визуализации объемных изображений еще не нашли широкого применения в обучающих системах. Прежде всего, это обусловлено отсутствием специализированных мультимедийных устройств, направленных на выполнение функции показа объемных изображений в учебном процессе.

Такие устройства должны удовлетворять ряду требований. Необходимо обеспечить адекватную точность воспроизведения объемного изображения, причем одинаковую для всех учащихся, комфортность наблюдения - достаточную яркость для работы в незатемненных аудиториях, отсутствие мельканий, ложных изображений, часто свойственных стереоскопическим системам. Желательно, чтобы аппаратура была, по крайней мере, частично совместима с используемыми мультимедийными устройствами. Важное место, особенно для тренажерных систем, занимает отсутствие или минимизация геометрических искажений.

Анализ известных на момент начала работы методов и устройств воспроизведения объемных изображений показал, что наиболее полно удовлетворить этим требованиям могут голографические системы, реализующие любую точность воспроизведения, вплоть до физической и стереоскопические, обеспечивающие психологическую и физиологическую точность. Возможен также симбиоз этих систем, когда голографическими методами формируются стереоскопические изображения. Вместе с тем выявлен целый ряд проблем, которые необходимо решить для обеспечения активного внедрения подобных систем в образовательный процесс.

Достаточно хорошо разработанная система стереоскопического кинематографа, нацеленная на большие кинозалы, из-за громоздкости аппаратуры не применима в учебных аудиториях. Кроме того, в ней отсутствует возможность интерактивного обучения, являющегося обязательным условием применимости в учебном процессе. Это ограничение делает эту систему неприемлемой в тренажерных устройствах из-за отсутствия обратных связей, т.е. отклика на действия обучаемых субъектов.

Быстро прогрессирующая компактная и удобная в эксплуатации видеопроекционная техника в сочетании с персональными компьютерами могут служить основой построения стереоскопических мультимедийных устройств в системах группового обучения. Однако для этого необходимо проведение соответствующих исследований, нацеленных на создание специализированных систем, применимых в учебном процессе, и на оптимизацию их параметров, обеспечивающих требуемое качество изображения. Важное место здесь занимает анализ и минимизация геометрических искажений стереоизображения, возникающих при проекции на вогнутый экран с учетом необходимости обеспечения физиологической точности воспроизведения стереоскопического изображения для каждого наблюдателя.

Представляется весьма перспективным использование в учебном процессе голографических методов записи и воспроизведения изображений. Это могут быть изобразительные голограммы различных пространственных объектов для индивидуального пользования, а также система объемной голографической проекции для группового обучения. Разработанные в НИКОИ под руководством проф. Комара В.Г. [26, 27] принципы голографического кинематографа с объемным динамическим изображением обладают рядом технологических трудностей для их осуществления в полном объеме.

Однако в случае применения этой системы в образовательном процессе, где не требуется одновременный массовый показ, как это имеет место в кинотеатральном представлении, вполне реально использовать некоторые ее элементы. Так может быть реализована объемная статическая проекция с голограмм малого размера или непосредственно пространственного объекта на голографический экран относительно небольших размеров, рассчитанный на 5 - 10 наблюдателей. При этом, требуется разработка упрощенных методов изготовления экрана, сохраняющих достаточное качество объемного изображения, цветопередачи голографических изображений и т.д. Эти проблемы могут быть решены на основе исследования оптических свойств голографических экранов, исследования свойств различных видов голограмм для непосредственного наблюдения и для проекции на голографический экран.

Бурное развитие и внедрение компьютерной техники естественным образом стимулировало ее соединение со стереоскопическими методами. Появились различные стереокомпьютерные системы, позволяющие наблюдать объемное изображение на экране монитора персонального компьютера [9, 45, 46]. В аппаратной части в большинстве из них для сепарации изображений используются ЖК затворы. Такая техника вполне пригодна для применения в учебном процессе, хорошо согласуется с индивидуальными мультимедийными средствами обучения.

Однако для грамотного применения стереокомпьютерных технологий индивидуального пользования также необходимо проведение ряда исследований, направленных на повышение качества формируемого стереоскопического изображения, оптимизацию совокупности параметров сквозного процесса записи - воспроизведения, влияющих на это качество. Помимо привычных характеристик, определяющих качество изображения, таких, как разрешение, контраст, передача градаций, цветопередача, особое место здесь занимает наличие мельканий и уровень сепарации ракурсов стереоскопического изображения. Поэтому важное место в этих исследованиях занимает рассмотрение и оптимизация переходных характеристик используемых ЖК ячеек и люминофоров мониторов и разработка рекомендаций по их выбору для обеспечения должного качества стереоскопического изображения.

Целью данной работы являлось исследование и разработка методов и средств визуализации объемных изображений применительно к процессу обучения, в том числе с использованием тренажерных систем. Для выполнения этой цели решались следующие задачи:

1. Исследование методов проекции объемных изображений на топографический экран, в том числе

- Разработка методики расчета аберраций топографических экранов и влияния их на параметры наблюдаемого изображения.

- Разработка и исследование схем записи топографических экранов с помощью доступных технических средств.

- Исследование цветопередачи топографических изображений с целью определения требований к спектральным характеристикам источников света для записи и проекции голограмм.

- Разработка и исследование экспериментальных установок для проекции объемных изображений с голограмм малого размера на голографический экран.

2. Исследование стереокомпьтерного метода формирования объемных изображений на экране монитора с ЖК очками, в том числе:

- Разработка математической модели процесса формирования стереокомпьютерного изображения на экране монитора с учетом переходных характеристик его люминофоров и используемых ЖК-ячеек и оптимизация параметров, влияющих на качество стереокомпьютерного изображения.

- Разработка рекомендаций к созданию оборудования и программного обеспечения для показа стереокомпьютерных изображений

- Создание оборудования и программного обеспечения для учебно-тренажерного стереокомпьютерного устройства для развития стереоскопического зрения с использованием разработанных рекомендаций.

3. Исследование стереоскопических видеопроекционных устройств для систем обучения, в том числе:

- Оптимизация яркостных параметров устройства.

- Разработка стереоскопической видеопроекционной системы с одновременным предъявлением объемного неискаженного изображения несколькими наблюдателям.

Разработка стереоскопических устройств отображения авиационных тренажеров дозаправки топливом в воздухе.

В результате проведенных исследований определены три группы физически близких методов формирования объемных изображений, наиболее полно соответствующих цели применения в учебном процессе топографические, стереокомпьютерные и видеопроекционные, и сформулированы следующие научные положения, выносимые на защиту: Голографические методы:

1. Минимизация аберрационного пятна рассеяния изображения центра выходного зрачка проекционного объектива позволяет определить координаты точечных источников света для записи голографического экрана в расходящихся пучках света без применения крупногабаритных оптических элементов.

2. Для достижения высокого качества цветопередачи голографического изображения, превосходящего качество цветопередачи, достигаемого в кинематографическом процессе на пленках фирмы «Кодак», длины волн записывающих и восстанавливающих голограмму пучков света следует выбирать из следующих диапазонов длин волн: 460 - 470 нм в синей зоне; 545 - 565 нм в зеленой зоне; 600 - 620 нм в красной зоне спектра.

Стереокомпьютерные методы:

3. Разработанная математическая модель формирования стереокомпьютерного изображения на экране монитора совместно с ЖК очками позволяет аналитически определять отношение сигнал/шум стереоскопического изображения в любой точке экрана в зависимости от переходных характеристик ЖК ячеек и времен затухания люминофоров.

4. Незаметность шумовых изображений стереокомпьютерного изображения в максимальной области экрана обеспечивается:

- при использовании ЖК-ячеек с отношением коэффициентов пропускания в открытом и закрытом состояниях более 70-ти, временем включения не более 3 мсек и временем выключения не более 1 мсек;

- при определенных сочетаниях цветов стереоскопического изображения, найденных экспериментально.

Видеопроекционные методы:

5. Разработанный метод разделения ракурсов объемного изображения устройства стереоскопической ЖК видеопроекции, основанный на использования фазовых пластин Л/2 или А/4 и перекоммутации цветовых компонент стерео изображения, повышает яркость изображения примерно в 2 раза.

6. Использование помимо поляризационного разделения ракурсов, их временное разделение с помощью последовательного включения попарно-открываемых ЖК ячеек, позволяет создать видеопроекционное стереоскопическое устройство отображения, обеспечивающее формирование неискаженного объемного изображения на едином экране одновременно для нескольких наблюдателей.

Научная новизна состоит в том, что на основе разработанных математических моделей формирования объемных изображений, как стереоскопических, так и с непрерывным изменением ракурсов, определения критериев необходимого качества этих изображений и проведенных экспериментальных исследований сформулированы требования к построению устройств визуализации объемных изображений для их использования в мультимедийных обучающих системах.

К основным, полученным впервые научным результатам относятся:

• способ записи голографических экранов для проекции увеличенных объемных изображений на расходящихся пучках света с оптимизацией их параметров;

• метод и исследование качества цветопередачи голографических изображений, основанные на представлении голографического процесса в виде классического репродукционного процесса Нюберга - Артюшина и расчете координат цвета формируемого изображения и цветоразличий в равноконтрастной системе координат;

• математическая модель, описывающая процесс формирования стереокомпьютерного изображения на экране монитора с использованием ЖК-ячеек;

• количественные соотношения таких параметров, как скорость затухания свечения люминофора, кадровая частота монитора, характеристики ЖК-ячеек, а также сочетания цветов стереоскопических сюжетов, оптимальные для обеспечения необходимого качества стереокомпьютерного изображения;

• способы исследования и развития бинокулярного и стереоскопического зрения, основанные на стереокомпьютерных технологиях разделения полей зрения;

• метод стереоскопической видеопроекции с использованием фазовых пластин, обеспечивающий двукратное повышение световой эффективности системы;

• способ одновременного показа стереоскопического неискаженного изображения на едином проекционном экране одновременно нескольким наблюдателям.

Новизна разработанных и представленных в диссертации теоретических основ и конструктивных способов формирования объемных изображений и их применения подтверждена 9-ю авторскими свидетельствами СССР и патентами Российской Федерации.

Практические результаты. На основании принципов, предложенных в диссертации, создана аппаратура, внедренная в различных организациях в качестве мультимедийных обучающих систем и обеспечивающая повышение качества обучения за счет передачи пространственных свойств изучаемых объектов. К ним относятся:

- стереоскопические устройства отображения для двух авиационных тренажеров отработки процесса дозаправки топливом в воздухе (тренажеры изготовлены в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование»). Устройства в составе тренажеров успешно прошли государственные испытания и находятся в эксплуатации в соответствующих воинских частях. Внедрены в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование».

- способ построения стереоскопического устройства отображения двухпилотного авиационного тренажера дозаправки топливом в воздухе, обеспечивающий формирование неискаженного объемного изображения на едином проекционном экране для каждого обучаемого. Внедрен в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование» в качестве основы для разрабатываемого в настоящее время тренажера. аппаратно-программный комплекс для развития навыков стереоскопического зрения, а также для диагностики и лечения нарушений бинокулярного и стереоскопического зрения (разработан в НИКФИ совместно с Московским НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и кафедрой детской офтальмологии Всероссийского государственного медицинского университета). Комплекс прошел всесторонние медицинские испытания доказал свою эффективность и полечено разрешение Минздрава РФ на применение. Внедрен в Московском НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и Глазном санаторном отделении Морозовской Детской Клинической Больницы, а также установлен во многих специализированных детских садах;

- стереокомпьютерное устройство для показа каталогов с объемным изображением объектов имеющих большое культурное и общеобразовательное значение. Внедрено в Главном информационно-вычислительном центре Министерства культуры РФ;

- двухкомпонентные голографические экраны с двумя зонами видения для прибора визуального наблюдения специального назначения ВСК-3, обеспечивающие наблюдение яркого изображения одновременно двумя операторами. Экраны внедрены на предприятии п/я 2572.

Методы исследований. В процессе выполнения работы последовательно применялся системный подход к поиску путей и методов решений проблем оценки и повышения качества объемного изображения, формируемого различными техническими средствами. Для решения поставленных в работе задач использовались теоретические и экспериментальные методы, обобщались отечественные и зарубежные разработки.

В работе использованы элементы следующих научно-технических направлений:

- теория множеств;

- математический анализ;

- теория численных математических методов;

- теория математической статистики.

В процессе работы проводились разработка и макетирование измерительных стендов, выполнен большой объем экспериментальных исследований оптических и светотехнических свойств голограмм и голографических оптических элементов, временных параметров ЖК ячеек и люминофоров экранов мониторов, бинокулярных характеристик зрения.

Личный вклад автора состоит постановке задач, разработке общего концептуального подхода к решению поставленных задач, обосновании выбора методов исследований, в непосредственном участии в проведении теоретических и экспериментальных исследований, в формулировке научных положений и выводов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих отечественных и международных научно-технических конгрессах, конференциях и симпозиумах, в том числе:

• XII Международный конгресс УНИАТЕК (г. Москва, 1978),

• II Всесоюзная научно-техническая конференция «Применение лазеров в приборостроении, машиностроении и мед. технике (г. Львов, 1979),

• Всесоюзная конференция «Регистрирующие среды, методы и аппаратура голографии» (Кишинев, 1980),

• I Всесоюзный симпозиум по рентгенологии (г. Обнинск, 1980),

• Х1У Международный Конгресс по высокоскоростной фотографии и фотонике (г. Москва, 1980),

• X, XIII, XVII Всесоюзные школах по голографии (1978, 1981, 1985 гг.),

• IX Всесоюзная конференция «Техника фильмопроизводства. Техника и технология киноизображения» (Москва, 1987),

• Международные научно-практические конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров» (г. Пенза, 1998,2004),

• Международные конференции SPIE:

- Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems (г. Сан-Диего, 2001, и г. Сан-Хосе, 2003),

- Ophthalmic Technologies (г. Сан-Хосе, 2002),

- Advanced Optical Devices, Technologies, and Medical Applications., (r. Рига, 2003),

• Всероссийская конференция «Современные технологии в кинематографии» (г. Ст.- Петербург, 2006).

Публикации. По теме диссертации имеется 41 печатная работа, в том числе 9 авторских свидетельств и патентов на изобретения и полезные модели.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Овечкис, Юрий Натанович

Заключение.

В результате проведенных в диссертации теоретических и экспериментальных исследований на основе разработанных математических моделей формирования объемных изображений, стереоскопических и трехмерных - с непрерывным изменением параллаксов, определения критериев необходимого качества этих изображений сформулированы требования к построению устройств визуализации объемных изображений для их использования в процессах обучения. При этом имеются в виду как процессы обучения различным знаниям, так и процессы привития различных навыков в тренажерных системах.

К основным выводам диссертационной работы можно отнести следующие:

1. Разработана методика расчета аберраций голографических экранов для проекции объемных изображений и влияния их на параметры наблюдаемого изображения, основанная на анализе и минимизации лучевых аберраций третьего порядка в зоне видения.

2. Теоретически и экспериментально показана возможность изготовления голографических экранов для проекции объемных изображений с использованием только расходящихся пучков света без применения крупноформатных оптических устройств. Разработаны схемы записи таких экранов, в том числе многокомпонентных, с минимизацией возникающих аберрационных искажений.

3. Разработаны и изготовлены проекционные установки с голографическими экранами, на которые впервые в мире была осуществлена объемная проекция с голограмм малых размеров (9x12 см) на экран с диагональю 0,8 м с сохранением пространственных свойств объектов записи.

4. Определены требования к записи голограмм, синтезированных по многоракурсным плоским транспарантам. В частности показано, что максимальная глубина записанной на синтезированной голограмме сцены для возможности ее оглядывания без заметных скачков и двоений ограничена глубиной резкости глаза, сфокусированного в плоскость формирования плоских одноракурсных изображений.

5. Предложен метод оценки качества цветопередачи голографических изображений, заключающийся в представлении голографического процесса в виде классического репродукционного процесса Нюберга - Артюшина и расчете координат цвета формируемого изображения и цветоразличий в равноконтрастной системе координат, позволяющий оптимизировать длины волн записи и восстановления голограмм. Показано, что использование оптимальных диапазонов длин волн 460 - 470 нм в синей зоне, 545 - 565 нм в зеленой зоне и 600 - 620 нм в красной зоне спектра позволяет получить качество цветопередачи голографических изображений превосходящее или, по крайней мере, сравнимое с качеством цветопередачи в кинематографическом процессе на пленках «Кодак».

6. Разработана математическая модель формирования стереокомпьютерного изображения на экране монитора совместно с ЖК-очками, аналитически описывающая величину отношения сигнал/шум стереоскопического изображения в любой точке экрана в зависимости от скоростей затухания используемых люминофоров и переходных характеристик ЖК-ячеек. Показано, что в верхней части экрана, размеры которой определены количественно, увеличение шумов вызвано влиянием переходных характеристик ЖК-ячеек, причем главенствующую роль играет время закрытия ячейки, а в нижней части экрана, также аналитически просчитываемой, - влиянием времени затухания люминофора, причем для реальных люминофоров - зеленого и синего.

7. Определен критерий незаметности шумовых изображений при формировании стереокомпьютерных изображений - отношение сигнал/шум более 32-х, на основе которого разработаны и экспериментально проверены требования к переходным характеристикам ЖК-ячеек, обеспечивающие выполнение этого критерия в максимальной области экрана - отношением коэффициентов пропускания в открытом и закрытом состояниях более 70-ти, время включения не более 3 мсек и время выключения не более 1 мсек.

8. Экспериментально определены сочетания цветов стереокомпьютерного изображения, при которых шумовые изображения менее заметны. В частности показано, что при наличии смешанных цветов в стереоскопическом изображении заметность шумов определяется в основном количеством зеленой компоненты.

9. Предложен метод повышения световой эффективности системы стереоскопической видеопроекции (примерно в два раза относительно традиционно применяемого), за счет использования фазовых пластин А/2 или А/4 и распределения цветовых компонент стереоизображения таким образом, чтобы зеленая компонента, например, правого ракурса и красная с синей компоненты левого ракурса попадали на один из ЖК проекторов, а зеленая компонента правого ракурса и красная с синей компоненты левого ракурса попадали на второй ЖК проектор.

10. Разработан способ построения видеопроекционной стереоскопической системы на несколько наблюдателей (например, для системы отображения двух-, трехпилотного авиационного тренажера), формирующей неискаженное стереоскопическое изображение на едином экране для каждого из них, заключающийся в том, что помимо поляризационного разделения стереопарных изображений, вводится также временное разделение изображений для каждого наблюдателя путем использования ЖК ячеек.

11. На основании разработанных в диссертации положений и рекомендаций создано ряд устройств визуализации изображений, внедренных в различных областях народного хозяйства. К ним относятся:

- стереоскопические устройства отображения для двух авиационных тренажеров отработки процесса дозаправки топливом в воздухе (тренажеры самолетов СУ-24 и СУ-27 изготовлены в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование»). Устройства в составе тренажеров успешно прошли государственные испытания и находятся в эксплуатации в соответствующих воинских частях. Внедрены в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование».

- способ построения стереоскопического устройства отображения двухпилотного авиационного тренажера (самолет ТУ-160) дозаправки топливом в воздухе, обеспечивающий формирование неискаженного объемного изображения на едином проекционном экране для каждого обучаемого. Внедрен в ОАО «Пензенское конструкторское бюро моделирование» в качестве основы для разрабатываемого в настоящее время тренажера. аппаратно-программный комплекс для развития навыков стереоскопического зрения, а также для диагностики и лечения нарушений бинокулярного и стереоскопического зрения (разработан в НИКФИ совместно с Московским НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и кафедрой детской офтальмологии Всероссийского государственного медицинского университета). Комплекс прошел всесторонние медицинские испытания доказал свою эффективность и получено разрешение Минздрава РФ на применение. Внедрен в Московском НИИ глазных болезней им. Гельмгольца и Московском медицинском университете последипломного образования, а также установлен во многих специализированных детских садах;

- стереокомпьютерное устройство для показа каталогов с объемным изображением объектов имеющих большое культурное и общеобразовательное значение. Внедрено в Главном информационно-вычислительном центре Министерства культуры РФ;

- двухкомпонентные голографические экраны с двумя зонами видения для прибора визуального наблюдения специального назначения ВСК-3, обеспечивающие наблюдения изображения одновременно двумя операторами. Использование голографического экрана позволяет увеличить яркость изображения (примерно в 20 раз по сравнению с рассеивающим), улучшить комфортность наблюдения и повысить надежность выполнения ответственных динамических операций. Экраны внедрены на предприятии п/я 2572.

В результате выполнения диссертационной работы были разработаны научно обоснованные теоретические и экспериментальные методы, средства и технические решения формирования объемных изображений в различных обучающих системах, в том числе тренажерных, обладающих повышенной информативностью, доступностью и реалистичностью предъявляемой визуальной информации, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие голографических и стереоскопических систем отображения трехмерной информации и повышение обороноспособности страны.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Овечкис, Юрий Натанович, 2006 год

1. Голубятников И. В. Основные принципы проектирования и применения мультимедийных обучающих систем. М. Машиностроение 1999,318 с.

2. Хортон У., Хортон К. Электронное обучение: инструменты и технологии. Кудиц-Образ, 2005, 638 с. Пер. изд. : E-Learing Tools and Technologies. W. Horton, K. Horton. S.I., 2003.

3. Семенова Н.Г., Вакулюк B.M. Применение мультимедиа в учебном процессе. Учеб. пособие. Оренбург. РЖ ГОУ ОГУ, 2004. 98 с.

4. Алтунин В.К. Обучающие системы и тренажеры. Приборы и системы управления, 1996, №7, с. 41.

5. Нюберг Н. Д. Теоретические основы цветной репродукции. М., «Советская наука», 1947, 176 с.

6. Артюшин Л. Ф. Основы воспроизведения цвета. М., «Искусство», 1970, 548 с.

7. Husak М. The use of stereoscopic visualization in chemistry and structural biology. Proc. SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIII. Vol. 6055, 605501 (Jan. 27, 2006).

8. Елхов B.A., Кондратьев H.B., Овечкис Ю.Н., Паутова JI.B., Паутов А.А. Стереокомпьютерные методы формирования изображений и их применение, Техника кино и телевидения, 2001, №8, с. 11 16.

9. Gilson Kevin J. Stereoscopic display of 3D models for design visualization. Proc. SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems XIII. Vol. 6055,605503 (Jan. 27,2006).

10. Berther A. Images stereoscopiques de grand format/ Cosmos 34. 1896.

11. Borner R. Autostereoscopic 3D-imaging by front and rear projection on flat panel displays. Displays, Vol. 14, No. 1,1993.

12. Lippman G. Epreuves reversibles. Photographies integrales. Compt. Rend., 1908,146, pp. 446-451.

13. Liischer H. Die Raumlage der Bildbegrenzung im Stereobildern. Photo-Industrie und Handel. 1943. Oct. Nov.

14. Liischer H. Stereoskopische Tiefenzone und Tiefenscharfenzone des Auges. Foto-Kino-Technik. 1947. № 6.

15. Liischer H. Uber die Plastik des raumlichen Sehens und die stereoskopische Tiefenzone . Stereoskopiker. 1930. № 6.

16. Panum P. L. Physiologische Untersuchungen uber das Sehen mit zwei Augen. Kiel, 1858.

17. Gabor D. Three Dimensional Picture Projection, Pat. USA №3. 479.111, 1969.

18. Leith E. N., Upatnieks J. Wavefront Reconstruction with Diffused Illumination and Three-Dimensional Objects. J. Opt. Soc. Am., 1964, 54, pp 1295 1301.

19. Benton S. A. Hologram Reconstruction with Extended Incoherent Sources. J. Opt. Soc. Am., 1969, 59. pp. 1545 1546.

20. Benton St.A., Birner S.M. Edge-lit rainbow holograms. Proceedings of SPIE. Practical Holography IV. Volume 1212., 1990, pp. 149 157.

21. S.A. Benton. Autostereoscopic display system. US 6351280, February 2002 (Filed November 1998).

22. T. Okoshi. Three-dimensional imaging techniques. Academic Press, New York, San Francisco, London, 1976,403 p.

23. Денисюк Ю. H. Об отображении оптических свойств в волновом поле рассеянного им излучения. ДАН СССР, 1962,144, с. 1275 1279.

24. Денисюк Ю. Н. Об отображении оптических свойств в волновом поле рассеянного им излучения. Оптика и спектроскопия, 1963, 15, с. 522 -532.

25. Комар В. Г. О возможности создания театрального голографического кинематографа с цветным объемным изображением. Техника кино и телевидения, 1975, №4, с. 31-39, №5, с. 34 44.

26. Комар В. Г. О принципиальных схемах осуществления голографического кинематографа. Труды НИКФИ, М., 1975, вып. 78, с. 131 -160.

27. Комар В.Г., Сон Д.Ю., Майоров В.П. и др. Трехмерная цветная телевизионная многоракурсная безочковая система с голографическим экраном. Техника кино и телевидения. 1998, №4, с. 29 36.

28. Валюс Н.А. Стерео: фотография, кино, телевидение. М.: Искусство, 1986. 177 с.

29. Валюс Н. А. Растровая оптика. М., Гос. Изд-во технико- теорет. лит-ры, 1949,470 с.

30. Власов Н.Г. Радужная голография. Природа. 1993. №8. с. 74 80.

31. Vlasov N.G., Ivanova S.D. Rainbow holography and its application, Proceedings of SPIE. V.1978,1993. pp.361-367

32. Власов Н.Г., Заборов A.H. Запись радужных голограмм, восстанавливающих многоцветные изображения. ЖНиПФиК. 1987, т.32, с. 258-261.

33. Иванов С. П., Андриевский А. Н. Проекционный экран, в частности для стереоскопической, рир- проекции, дневной и т. п. проекции. Авт. свид. № 81626 кл. 42 h 23/27 от 7 июля 1943 г.

34. Иванов С. П., Иванов М. С., Быховский В. М. Интегральная стереодиапроекция на ЭКСПО-70. Техника кино и телевидения, 1970, №10, с. 33 38.

35. Болтянский А.Г., Овсянникова Н.А. Ханукаев Д.Р. Проекция стереоскопических фильмов по системе «Стерео-70». Техника кино и телевидения. 1978. № 4, с. 38-42.

36. Болтянский А.Г., Рожков С.Н., Слабова А.Е. Состояние и перспективы производства фильмов по системе «Стерео-70». Труды НИКФИ. М., 1985. Вып. 122.

37. Шмаков П. В. Основы цветного и объемного телевидения. М., «Советское радио», 1954, 303 с.

38. Шмаков П.В., Колин К.Т., Джакония В.Е. Стереотелевидение. М.: Связь, 1968.

39. Мамчев Г.В. Стереотелевидение. М.: Энергия, 1979.

40. Гребенников О.Ф., Тихомирова Г.В. Основы записи и воспроизведения информации (в аудиовизуальной технике). СПб.: СПбГУКиТ, 2002, с. 712.

41. Тихомирова Г.В. Физические основы получения зрительной информации. Сб-ПГУКиТ. Санкт-Петербург. 2005. 148 с.

42. Рожкова Г.И. Бинокулярное зрение. Сб. Физиология зрения. Ред. Бызов A.JI. М.: Наука, 1992.

43. Шелепин Ю. Е., Глезер В.Д., Бондарко В.М. и др. Пространственное зрение. Сб. Физиология зрения. Ред. Бызов A.JI. М.: Наука, 1992.

44. Ezhov V. A. and Studentsov S. A. Volume (or stereoscopic) images on the screens of standard computer and television displays. Proc. SPIE. Current Research on Image Processing for 3D Information Displays. V. 5821, pp. 102- 116(2005).

45. Starks M. R. New hardware and software for stereo graphics and video. Proc. SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems III. V. 2653, 201 -209(1996).

46. Рожков С.Н., Овсянникова Н.А. Стереоскопия в кино-, фото, видеотехнике. Терминологический словарь. Из-во «Парадиз». Москва. 2003. 136 с.

47. Налимов И. П. Стереоголография. Материалы УШ Всесоюзной школы по голографии. ЛИЯФ, Л., 1976, с. 307-331.

48. Виноградов А., Голенко Г. Овечкис Ю. и др. Голографический синтез объемного изображения по стереотранспарантам с проекцией на голографический экран. Труды XII Конгресса УНИАТЕК, 5-10 октября 1976, СССР- Москва, с. 324 330.

49. Виноградов А. К., Голенко Г. Г. Овечкис Ю.Н. и др. Голографический синтез стереотранспарантов. I Всесоюзный научно- технический симпозиум «Оптическое приборостроение и голография», 4-8 октября 1976 г., Львов, Тезисы докладов. М., ч. I, с. 45 47.

50. Антонов В.М., Налимов И.П. Овечкис Ю.Н. и др. Голографическая печать дискретных стереограмм группового портрета. Техника кино и телевидения. 1979, №8, с. 48 50.

51. Налимов И.П., Овечкис Ю.Н., Шакиров А.Х. Принципы записи и наблюдения стереоголограмм. Материалы X Всесоюзной школы по голографии. Ленинград, ЛИЯФ, 1978, т. 2, с. 126 139.

52. Антонов В.М., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н. и др. Печать и проекция стереоголограмм. Symp. Appl. Holografic INTERCAMERA, Praha, 1978, II cast. 331 -358.

53. Антонов В.М., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н. и др. Печать и проекция стереоголограмм. Optica Aplicata, vX, №1,1980, pp. 13 27.

54. Антонов В.М., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н., Шакиров А.Х. Голографический синтез стереорентгенограмм. Всесоюзная конференция «Регистрирующие среды, методы и аппаратура голографии», 1980, Кишинев, Тезисы докладов, с. 41 42.

55. Антонов В.М., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н. и др. Голографическая печать стереотранспарантов на параллельных осях. Всесоюзная конференция «Регистрирующие среды, методы и аппаратура голографии», 1980, Кишинев, с. 43 44.

56. Карнаухов В.К., Овечкис Ю.Н., Мерзляков Н.С. Синтез гибридных оптико-цифровых голограмм и стереоголограмм. Материалы XIII Всесоюзной школы по голографии. Ленинград, ЛИЯФ, 1981, с. 126 -133.

57. Карнаухов В.К., Овечкис Ю.Н., Мерзляков Н.С. Синтез гибридных оптико-цифровых стереоголограмм. Журнал технической физики, 52, вып.2,1982, с. 396-399.

58. Karnauhov V.K., Ovechkis Yu.N., Merzliakov N.St. Synthesis of Hybrid Optical-Didgital Rainbow Holograms and Stereo Holograms. Optics Communication, v.42, №1, 1982, pp. 10 -12.

59. Дудников Ю.А., Рожков Б.К. Растровые системы для получения объёмных изображений. JL: Машиностроение, 1986. 215 с.

60. С. van Berkel and Clarke J.A. Characterisation and Optimisation of 3D-LCD Module Design. Proc SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems III. Vol. 3012, 1997, pp. 179 186.

61. С. van Berkel, Clarke J. Autostereoscopic display apparatus. US Pat. No. 6,064,424, May 2000.

62. Benton S.A., Slowe Т.Е., Kropp A.B.and Smith S.L. Micropolarizer-based multiple-viewer autostereoscopic display. Proceedings of the SPIE, Vol. 3639, January 1999.

63. Дудников Ю. А. О расчете схемы получения интегральных фотографий смешанным способом. Оптико-механическая промышленность, 1974, 8, с. 13 -17.

64. Ives Н. Optical Properties of a Lippmann Lenticulated Sheet. J. Opt. Soc. Amer., 1931,3, pp. 171 -176.

65. Устинов В. Лазерная кинопроекция. Техника и технология кино. 2005, № 1, с. 68-76.

66. Kompanets I.N. and Gonchukov S.A. Volumetric displays. Proc. SPIE. Current Research on Image Processing for 3D Information Displays. Vol. 5821,125-136(2005).

67. Компанец И.Н., Гончуков C.A. 3D дисплей для отображения томографической информации. Тезисы докладов 1-ой Троицкой конференции по медицинской физике. 19-21 мая 2004 г., г. Троицк Моск. обл. с. 24-25.

68. Голдовский Е. М. Введение в кинотехнику. «Искусство», М., 1974, 575 с.

69. Комар В. Г. О резкости изображения в кинематографе. Техника кино и телевидения, 1962, 10, с. 1 11.

70. Комар В. Г. Информационная оценка качества изображения кинематографических систем. Техника кино и телевидения, 1971, №10, с. 9 22.

71. Кравченко Л. В. Количественная характеристика интегрального метода получения объемных киноизображений. Труды НИКФИ, М., 1975, вып. 78, с. 45-49.

72. Иванов С. П., Акимакина J1. В. Устройство для одновременной съемки нескольких стереоскопических снимков. Авт. свид. № 138141 кл. 57а, 3702 от 6 июля 1960 г.

73. Gabor D. Three Dimensional Picture Projection, Pat. USA №3. 479.111, 1969.

74. Комар В. Г., Мандросов В. И., Соболев Г. А. Геометрические свойства отражающего голографического экрана. Проблемы голографии, вып. 1, М., 1973, с. 79-82.

75. Мандросов В. И. Исследование некоторых методов голографии в отображающих системах. Автореферат канд. дисс., М., ВНИИОФИ, 1973.

76. Srinivasan V. S. Beam Reduction in Holographi for Holographies Movies. Appl. Opt., 1970, 9, pp. 2187-2189.

77. Cox M. E., Buckles R. G., Whitlas D. Cineholomicroscopy of Small Animal Microcirculation. Appl. Opt., 1971, 10, pp. 128-131.

78. Leith E. N., Brumm D. В., Hsiuo S. S. Holographic Cinematography. Appl. Opt., 1972, 11, pp. 2016-2023.

79. Denisjuk J. N. Perspectiven und Problemen der holografischen Kinematografie. Bild und Ton, 1974, 24,3,71-73.

80. Haines K. A., Brumm D. B. A technique for Bandwidth Reduction in Holographi System. Proc. IEEE, 1965, 55, pp. 1512 -1513.

81. Okoshi Т., Oshima K. Three-Dimensional Imaging from a Unidirectional Hologram: Wide-viewing Zone Projection Type. Appl. Opt., 1976, 15, pp. 1023 1029.

82. Налимов И. П., Овечкис Ю. Н. Голографические экраны. Обзорная информация, серия «Фотокинотехника», вып. 30, М., 1978, 65 с.

83. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. «Наука», М., 1973, 719 с.

84. Власов И. Г., Мосякин Ю. С. Голограмма как оптический элемент. Материалы Ш Всесоюзной школы по голографии. ЛИЯФ, Л., 1972, с. 73 90.

85. Буйнов Г. Н., Мустафин К. С. Исследование возможности применения одноосевых голограмм для мультиплицирования изображений. Оптика и спектроскопия, 1973, 34, с. 936 940.

86. Кольер Р., Беркхарт К., Лиин Л. Оптическая голография, М., «Мир», 1973, 686 с.

87. Leith Е. N., Upatnieks J. Wavefront Reconstruction with Diffused Illumination and Three- Dimensional Objects. J. Opt. Soc. Am., 1964, 54, pp. 1295 1301.

88. Mandel L. Color Imagery by Wavefront Reconstruction. J. Opt. Soc. Am., 1965, 55, pp. 1697- 1698.

89. Collier R. J., Pennington K. S. Multicolor Imaging from Holograms Formed on Two- Dimensional Media. Appl. Opt., 1967, 6, pp. 1091 1095.

90. Kogelnic H. Coupled wave theory for thick hologram gratings. Bell Syst. Tech. J, 1969,48, pp. 2909 2947.

91. Комар В. Г. Об основных оптических свойствах толстослойных голограмм, воспроизводящих цветные изображения. Труды НИКОИ, М., 1976, вып. 82.

92. Pennington К. S., Lin L. Н. Multicolor Wavefront Reconstruction, Appl. Phys. Lett., 1965, 7, pp. 56 -57.

93. Lin L. H., Pennington K. S., Stroke G. W., Labeyrie A. E. Multicolor Holographic Image Reconstraction with White Light Illumination. Bell. Syst. Tech. J. 1966, 45, pp. 659-660.

94. Noguchi M. Color Reproduction by Multicolor Holograms with White-Light Reconstruction. Appl. Opt., 1973,12, pp. 496 499.

95. Zacharovas S. J., Ratcliffe D.B., Skokov G.R., Vorobyov S.P., Kumonko P.I., and Sazonov Y. A. Recent advances in holographic materials from Slavich. Proc. SPIE. Vol. 4149, pp. 73 80 (2000).

96. Васильева H. В., Кириллов H. И. Требования к высокоразрешающим фотоматериалам для голографии. Техника кино и телевидения, 1972, №7, с. 3 9.

97. Овечкис Ю.Н. Исследование свойств голографических экранов для проекции объемных изображений и разработка методов их записи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М. 1979. 184 с.

98. Овечкис Ю. Н. Глубина объемной сцены, передаваемой голографическим экраном с аберрациями. Техника кино и телевидения, 1978, 9, с. 65-67.

99. Овечкис Ю.Н. Исследование аберрационных характеристик голографического экрана. Техника кино и телевидения. 1982, №7, с. 28-31.

100. Meier R. W. Magnification and Third- order aberration in Holography. J. Opt. Soc. Am., 1965, 55, pp. 987-992.

101. Воробьев A.B., Овечкис Ю.Н., Семочкин П.Н. Формирование зон видения точечно-фокусирующих экранов. Техника кино и телевидения. 1984, №4, с. 50-51.

102. Комар В. Г., Налимов И. П., Овечкис Ю. Н., Федчук И. У., Шакиров А. X. Способ изготовления голографического просветного экрана. Авт. свид. № 584642 кл. G 02 В 5/32 от 22 августа 1977 г.

103. Комар В.Г., Овечкис Ю.Н., Соболев Г.А. и др. Способ изготовления экрана для проекции цветных объемных изображений Авт. Свид. №730127 от 26.12.1979.

104. Комар В. Г., Налимов И. П., Овечкис Ю. Н., Федчук И. У., Шакиров А. X. Запись голографических экранов для проекции объемных изображений. Техника кино и телевидения, 1978, №1, с. 15-17.

105. Гнеденко Б. В. Курс теории вероятностей. М., Изд. физ.-мат. литерат., 1961,406 с.

106. Latta J. N. Analysis of Multiple Hologram Optical Elements with Low Dispesion and Low Aberrations. Appl. Opt., 1972,11, pp. 1686 1696.

107. Sweatt W. C. Achromatic triplet using holographic optical elements. Appl. Opt., 1977, 16, pp. 1390- 1391.

108. Овечкис Ю. H. К вопросу изготовления голографических экранов. Техника кино и телевидения, 1978, №5, с. 55 58.

109. ИЗ. Комар В. Г., Овечкис Ю. Н. О цветопередаче голографических изображений. Техника кино и телевидения, 1976, 9, с. 18 22.

110. Комар В. Г., Овечкис Ю. Н. О цветопередаче голографических изображений. Труды НИКФИ. М., 1976, с. 67 72.

111. Odinokov S. В., Poddubnaya Т. Е., Rozhkov O.V., Yakimovich А.Р. Gray level distortions induced by 3-D reflective hologram. Proc. SPIE. Three-Dimensional Holography: Science, Culture, Education. Vol. 1238, pp. 109 — 117(1991).

112. Рожков О. В. Влияние нелинейности фазоэкспозиционной характеристики регистрирующего материала на качество голографического процесса. Материалы VII Всесоюзной школы по голографии. ЛИЯФ, Л., 1975, с. 244 259.

113. Гуревич М. М. Цвет и его измерение. М. -Л., изд-во АН СССР, 1950, 268 с.

114. Комар В. Г. О квалиметрии киноизображений. Труды НИКФИ, М., 1974, вып. 74.

115. Юстова Е. Н. Таблицы основных колориметрических величин. М., изд-во стандартов, 1967.

116. Овечкис Н. С. Новый количественный метод оценки цветовых различий на основе зональной системы трехцветных координат. Техника кино и телевидения, 1975,3, с. 30 33.

117. Овечкис Н. С., Артюшин JI. Ф., Герасимович М. Н. Зональная система трехцветных координат применительно к цветофотографическим процессам. Успехи научной фотографии, 1962, 9, с. 155 160.

118. Артюшин JI. Ф., Семенова Н. Ф. Требования к цветоделительным характеристикам позитивных, негативных и дубль-негативных пленок. Труды НИКФИ, М., вып. 74.

119. Блохин А. С., Виноградов А. К., Налимов И. П., Овечкис Ю. Н., Федчук И. У., Шакиров А. X. Установка для голографической проекции объемного изображения. Техника кино и телевидения, 1977, №11, с. 38-40.

120. Boone P. M. Use of reflection holograms in holographic interferometry and specie correlation for measurement of surface- displacement. Opt. Acta, 1975, 22, pp. 579-589.

121. Овечкис Ю. H., Шакиров A. X. Упрощенная схема записи отражательных голограмм. Труды НИКФИ. М., 1976, вып. 84.

122. Овечкис Ю. Н., Шакиров А. X. Внестендовая запись отражательных голограмм. ЖНиПФиК, 1978, 23, с. 370 372.

123. Овечкис Ю.Н. Исследование яркостных параметров голографических экранов. Труды НИКФИ, Москва, 1982, вып. 110, с.121 -126.

124. Мандросов В. И., Налимов И. П., Овечкис Ю. Н., Федчук И. У., Шакиров А. X. О пропускающих и отражающих свойствах голограмм, записанных на встречных и сопутствующих пучках. ЖНиПФиК, 1977, 22, с. 129- 132.

125. Налимов И. П., Овечкис Ю. Н., Шакиров А. X. Голографические экраны для проекции цветных и стереоскопических изображений. III Всесоюзная конференция по голографии. Тезисы докладов, 26 28 августа 1978 г., Ульяновск. Л., ЛИЯФ, с. 194 - 195.

126. Агеев А.А., Антонов В.М., Кузин А.А., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н., Федчук И.У., Шакиров А.Х. Авт. Свид. №146407 от 07.07.1980.

127. Агеев А.А., Антонов В.М., Кузин А.А., Налимов И.П., Овечкис Ю.Н., Федчук И.У., Шакиров А.Х. Авт. Свид. №167924 от 05.01.1982.

128. Овечкис Ю.Н. Шакиров А.Х. Исследование шумовых характеристик зонально-фокусирующих голографических экранов. Материалы XVII Всесоюзной школы по голографии. Ленинград, ЛИЯФ, 1985, с.126-131.

129. Овечкис Ю.Н., Шакиров А.Х. Исследование шумовых характеристик зонально-фокусирующих экранов. Голография и ее применение (тематический сборник). Ленинград, 1986, с. 204 209.

130. С. van Berkel, Parker D.W., Franklin A.R. Multi-view LCD Display. Proc SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems III. Vol. 2653, 1996. pp. 32-39.

131. Tomono T. et al. Autostereoscopic display with eye tracking. Proceedings of SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems IX. Vol. 4660, 2002, pp. 266 274.

132. Кропман И.Л. Физиология бинокулярного зрения и расстройства его при соружественном косоглазии. Д., 1966. 206 с.

133. Григорян А.Ю. Использование жидкокристаллических очков в диплоптическом лечении косоглазия. Диссертация на соискание ученой степени канд. мед. наук. М., 1998. 117 с.

134. D.H. Mash et. al. Improvements in or Relating to Stereoscopic Display Device. UK Patent 1448520 (1986).141. Byatt, US Patent 4385806.

135. Попов H. С. Видеосистема PC. БХВ-Петербург, Арлит, 2000.143. http://www.win3d.com (win3d API).

136. Lipton, Lenny, Michael R. Starks, James D. Stewart, and Lawrence D. Meyer, Stereoscopic Television System, U.S. Patent No.4,523,226, Jun.ll, 1985.

137. Lipton, Lenny, and Lhary Meyer, A Flicker-Free Field-Sequential Stereoscopic Video System. SMPTE Journal, November 1984, p. 1047.

138. Пэдхем Ч., Сондерс Дж. Восприятие света и цвета. М. Мир, 1978.

139. Кравков С. В. Глаз и его работа. Издательство академии наук СССР. Москва-Ленинград. 1950. 531 с.

140. Lipscomb J. S., Wooten W. L. Reducing Crosstalk Between Stereoscopic Views. Proc. SPIE. Vol. 2177. P. 92 96 (1994).

141. Konrad J., Lacotte В., Dubois E. Cancellation of Image Crosstalk in Time-Sequential Displays of Stereoscopic Video. IEEE Transactions on Image Processing. Vol. 9. Number 5, pp. 897 908 (2000).

142. Елхов В.А., Овечкис Ю.Н., Паутова Л.В., Паутов А.А. Исследование и оптимизация параметров, влияющих на качество стереокомпьютерного изображения. Техника кино и телевидения, 2003, №5. с.37 41.

143. Томилин М.Г., Пестов С.М. Свойства жидкокристаллических материалов. СПб. Политехника. 2005. 296 с.

144. Тихомирова Г. В., Лапшин В. А., Капришин Ф. И. Пути устранения заметности мелькания изображения в кинематографе. Техника кино и телевидения. 2002. № 4.

145. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М. Мир. 1990.

146. Розенблюм Ю.З., Кащенко Т.П., Ячменева Е.И., Григорян А.Ю., Елхов В.А., Кондратьев Н.В., Овечкис Ю.Н. Способ исследования и восстановления бинокулярного зрения. Патент РФ на изобретение № 2133103. Приоритет от 26.05.97.

147. V.A. Elkhov, Yu. N. Ovechkis, L. Pautova, Y. Rosenblum, O. S. Lev, A. Pautov. Method and device for central and suppression scotomas investigation. Proc SPIE, Ophthalmic Technologies XII; Vol. 4611, Jun2002. pp. 1 8.

148. Розенблюм Ю.З., Лев O.C., Елхов B.A., Овечкис Ю.Н., Паутова Л.В., Фейгин А.А. Способ подбора оптической коррекции зрения для чтения и работы с компьютером. Патент РФ на изобретение №2192815. Приоритет от 23.05.2001.

149. Сергиевский Л. И. Содружественное косоглазие и гетерофория. Медгиз, 1951. 132 с.

150. Исследование и восстановление бинокулярных функций методом бинариметрии. Методические рекомендации. М., 1992.

151. Elkhov V.A., Ovechkis Yu. N., Pautova L., Rosenblum Y., Lev O. S., Pautov A. Method and device for central and suppression scotomas investigation. Proc SPIE, Ophthalmic Technologies XII; Vol. 4611, Jun 2002, pp. 1 8.

152. Елхов В.А, Овечкис Ю.Н., Розенблюм Ю.З., Григорян А.Ю. Способ исследования поля зрения. Патент РФ на изобретение №2173080. Приоритет от 15.02.1999.

153. Шамшинова А.М, Волков В.В. Функциональные методы исследования в офтальмологии. М.: Медицина, 1998.

154. Новохатский А.С. Клиническая периметрия. М., 1973. 133 с.166. http://www.ultraline.ru/articles/projector/lcd-vs-dlp.shtml.167. http://www.christiedigital.com/

155. Елхов B.A., Овечкис Ю.Н. Видеопроекционное стереоскопическое устройство. Техника кино и телевидения, 2004, №7. с. 39 43.

156. Ландсберг Г. С. Оптика. М., Физматлит. 2003, 848 с.

157. Elkhov V.A., Ovechkis Yu.N. Light loss reduction of LCD polarized stereoscopic projection. Proc SPIE. Stereoscopic Displays and Virtual Reality Systems X, Vol. 5006, p. 45 48, May 2003.

158. Шацкая A.H. Основы стерео-фото-кино-съемки. M., «Искусство», 1983, 152 с.

159. Кваша М.М., Пустыльников B.C., Овечкис Ю.Н., Елхов В.А. Имитаторы внешней обстановки: состояние и пути развития». Журнал Российского авиаприборостроительного альянса «Мир авионики», 2005, №6, с. 58-61.

160. Пустыльников B.C. Состояние и проблемы имитации внешней визуальной обстановки в тренажерах. Международная научно-практическая конференция «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», Сборник статей. Пенза, 2004, с. 142-146

161. Л.И. Леушина. Зрительное пространственное восприятие. Л: «Наука» Ленинградское отделение, 1978,175 с.

162. С.В. Кравков. Глаз и его работа. М.-Л., 1950, 531 с.

163. Ogle K.N. The optical space sense. In: The eye. Vol. 4. (Ed. H. Davson). New York-London, 1962, p. 211 - 419.

164. Моторные компоненты зрения. M: «Наука», 1975, 235 с.

165. Arun N. Kumar, Yanning Han, Siobhan Garbutt, and R. John Leigh. Properties of Anticipatory Vergence Responses. Investigative Ophtalmology & Visual Science, August 2002, Vol. 43, No. 8.

166. Кваша M.M., Пустыльников B.C., Родионов Н.Г. Устройства отображения визуальной информации для тренажеров операторов транспортных средств. Журнал Российского авиаприборостроительного альянса «Мир авионики», 2000, №4.

167. Годунов А.И., Григорьев Н. И., А. В. Кудиненко. Пилотажные и комплексные тренажеры летчика. Воениздат, М., 1985. 296 с.

168. Саркисян Г.М. Система трехмерной визуализации и подготовки данных комплексного тренажера летательного аппарата. Мир авионики, 2001, №2, с. 29.

169. Годунов А.И., Солдатенков О.Ф., Пустыльников B.C. Стереоскопический имитатор визуальной обстановки тренажера. Мир авионики. № 3, 2002. с. 33 34.

170. Елхов В.А., Овечкис Ю.Н., Паутова JI.B., Пустыльников B.C., Родионов Н.Г. Устройство отображения визуальной информации авиационного тренажера. Патент РФ на изобретение №2277725. Приоритет от 25.10.04.