Способ применения стационарного стереоскопического бинокуляра

Предложенное техническое решение относится к стационарным демонстрационным стендам и может быть использовано для интерактивной визуализации моделируемого пространства. Техническим результатом изобретения является упрощение управления наблюдением создаваемого стереоскопического изображения моделируемого пространства за счет обеспечения централизованного управления передвижением точки обзора (положением глаз наблюдателя) в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также углом обзора путем изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, в реальном пространстве. Технический результат достигается тем, что способ формирования моделируемого пространства характеризуется тем, что формируют базовую систему координат для заданной области реального пространства относительно стационарной точки установки основания стереоскопического бинокуляра, формируют образы моделируемого пространства в электронно-вычислительном устройстве, задают положение образов моделируемого пространства относительно базовой системы координат, отображают образы моделируемого пространства на экране, который оптически связан с окулярами стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, с обеспечением жесткой привязки образов моделируемого пространства к базовой системе координат реального пространства, при этом управление положением точки обзора в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также углом обзора моделируемого пространства осуществляют с помощью изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании.

 

Предложенное техническое решение относится к стационарным демонстрационным стендам и может быть использовано для интерактивной визуализации моделируемого пространства.

Известен способ визуализации в процессе компьютерного моделирования (см. Proceedings of the 9th Annual IEEE Conference on Visualization (VIS-98), Oct 18-23 1998, ACM Press, New York, 1998, pp. 459-482; Heermann Ph. D. Production Visualization for the ASCI One Tera FLOPS Machine), предусматривающий подготовку к анализу, вычислению, визуализации и анализу результатов.

Известна схема численного моделирования или схема численного эксперимента (см. Вестник АН SU 1979, №5, стр. 38-49; А.А. Самарский, Математическое моделирование и вычислительный эксперимент), предусматривающая сбор и накопление первичных данных; разработку физической модели; разработку математической модели; алгоритмизацию; программирование; вычисление по программе; визуализацию; интерпретацию и анализ результатов.

Способ визуализации в цикле компьютерного моделирования позволяет говорить о физическом, математическом, алгоритмическом и программном уровнях вычислительной модели и о модельных объектах разного уровня или о физических, математических, алгоритмических и программных объектах, которым могут соответствовать визуальные объекты.

Таким образом, функция компьютера как машины, обрабатывающей и порождающей информацию, является компьютерной информационной визуализацией, которая позволяет перевести абстрактные представления об объектах в геометрические образы.

Известен способ получения цветостереоскопического изображения (см. В мире науки, 1987, №1, стр. 90-95, Джирл Уолкер, Гиперскоп и псевдоскоп позволяют исследовать, как человек воспринимает глубину пространства), включающий создание одиночного двумерного цветного изображения и наблюдение его через диспергирующую по взаимно противоположным направлениям оптическую систему одновременно двумя глазами.

Известен способ получения стереоскопического изображения (см. Н.А. Валюс, 1962, Стереоскопия, издательство АН SU, стр. 68-69), заключающийся в создании одиночного двумерного (2D) цветного изображения и наблюдение его через оптическую систему одновременно двумя глазами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ применения стереоскопического бинокуляра нашлемного устройства (см. патент US №6342872, НКИ 349/179, 349/118, 349/119, 349/121, 349/117, 349/120, публикация от 29.01.2002), характеризующийся тем, что отображают видеоинформацию сменного модуля на моноскопическом микродисплее, которая оптически связана через канал отражения сферического зеркала с обоими глазами наблюдателя, а также оптически связана через канал пропускания сферического зеркала с объектами окружающей обстановки.

В известном способе обеспечивается первоначальное применение стереоскопического бинокуляра за счет кратности (в многократном усилении яркости изображения) и диаметра линзы объектива, расширение диапазона зрения для визуализации недоступной для глаз информации, возможность рассматривать удаленные объекты путем наблюдения окружающей обстановки в дневных и ночных условиях за счет возможности смены видеоинформационного модуля дневного видения на видеоинформационный модуль ночного видения.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и информативности демонстрации моделируемого пространства при расширении области применения способа.

Технический результат достигается тем, что в способ применения стационарного стереоскопического бинокуляра, характеризующийся тем, что формируют базовую систему координат для заданной области реального пространства относительно стационарной точки установки стереоскопического бинокуляра, формируют образы моделируемого пространства в электронно-вычислительном устройстве на основе библиотечной информации заданного сценария в виде микропроцессорной визуализации как перевода абстрактных представлений об объектах в геометрические образы для просмотра исторической реконструкции геометрических образов объектов, находящиеся на местоположении вокруг стереоскопического бинокуляра, задают положение заранее созданных в цифровом формате образов моделируемого пространства относительно базовой системы координат для обеспечения их виртуального присутствия в заданной области реального пространства, отображают графический образ моделируемого пространства на экране, который оптически связан через стереоскопический бинокуляр с глазами наблюдателя, причем человеческий мозг из двух двухмерных (2D) изображений формирует трехмерное (3D) изображение, которое выглядит реалистичным и ощущается пользователем, при обязательном совпадении позиционирования объектов реального пространства с позиционированием геометрического образа моделируемого пространства путем использования жесткой привязки данного углового позиционирования объектов местности реального пространства, видимых со стационарной точки установки стереоскопического бинокуляра, с соответствующими геометрическими образами моделируемого пространства.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что стационарность стереоскопического бинокуляра и управление углом обзора моделируемого пространства осуществляют с помощью изменения углового положения стереоскопического бинокуляра, что позволяет настроить показ моделируемого пространства по угловому положению и линейным размерам в соответствии с окружающим реальным пространством (позволяет совместить горизонт моделируемого пространства с реальным, совместить существующие объекты с их образами в моделируемом пространстве, привести в соответствие дальности до различных объектов), что невозможно получить с помощью переносных устройств и устройств, которые для управления обзором используют различные измерения движения тела пользователя. Кроме того, при данной настройке отображения моделируемого пространства образы моделируемого пространства жестко связаны с ориентацией стереоскопического бинокуляра реального пространства.

Кроме того, на заданном направлении (азимуте) стереоскопического бинокуляра в горизонтальной и вертикальной плоскости, которое измеряется с помощью датчиков угла поворота относительно стационарного основания устройства, электронно-вычислительное устройство из которого извлекается записанный в памяти образ видеоизображения моделируемого пространства данного азимута, транслирует его на дисплей, выполненный с возможностью формирования видеоизображения вдоль оптического пути, на котором стереоскопический бинокуляр фокусирует трехмерное (3D) видеоизображение на глаза пользователя.

Стационарное исполнение предложенного устройства и управление углом обзора моделируемого пространства позволяет применять устройство в общественных местах и использовать его большому количеству пользователей, не требуя проведения подготовительных действий для начала пользования устройством и не вызывая дискомфорта при наблюдении моделируемого пространства, в отличие от нестационарных устройств.

Сравнение предлагаемого решения с известными техническими решениями показывает, что оно обладает новой совокупностью существенных признаков, так как система ориентации определяет положение системы отображения, не связанную с пользователем, при полном замещении реальности, а не ее дополнении, которые совместно с известными признаками позволяют успешно реализовать поставленную цель.

Способ применения стационарного стереоскопического бинокуляра осуществляется следующим образом.

На первом этапе создаются компьютерные трехмерные модели объектов моделируемого пространства, например модели исторических объектов в их прошлом состоянии, которые переносятся в память электронно-вычислительного устройства стационарного стереоскопического бинокуляра. На следующем этапе настраивается вывод на экран данных моделей таким образом, чтобы моделируемые объекты совпали со своими прообразами в реальном пространстве при наблюдении через стационарный стереоскопический бинокуляр.

Техническо-экономическим эффектом изобретения является повышение эффективности и информативности демонстрации моделируемого пространства при расширении области применения способа в ракурсе, заданном ориентацией стереоскопического бинокуляра в реальном пространстве, и облегчение использования его пользователем. В частности, стереоскопический бинокуляр может применяться при смоделированной возможной обстановки будущего (в форме интерактивных трехмерных панорам), а также для показа панорамного видеоизображения существующих объектов.

Способ формирования моделируемого пространства, характеризующийся тем, что формируют базовую систему координат для заданной области реального пространства относительно стационарной точки установки основания стереоскопического бинокуляра, формируют образы моделируемого пространства в электронно-вычислительном устройстве, задают положение образов моделируемого пространства относительно базовой системы координат, отображают образы моделируемого пространства на экране, который оптически связан с окулярами стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, с обеспечением жесткой привязки образов моделируемого пространства к базовой системе координат реального пространства, при этом управление положением точки обзора в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также углом обзора моделируемого пространства осуществляют с помощью изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины, хирургии. Выполняют транзиторный забор комплекса органов брюшной полости и забрюшинного пространства путем эвисцерации с реплантацией в эксперименте на модели больного.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике. Каждый корпус из линейки корпусов разделен на герметичные для несжимаемой жидкости секции подвижными перегородками, движущимися в пазах, расположенных в противоположных стенках корпуса.

Изобретение относится к учебным моделям по физике. Корпус имеет прозрачную верхнюю крышку и выполнен в форме многоугольного тороидального кольца.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Устройство моделирования поверхности полидугами состоит из линейки корпусов.

Изобретение относится к учебным пособиям по физике и математике в высших и средних заведениях. Универсальный блок наращивания полидуги имеет сочленения для стыковки под различными углами с блоками разных размеров с образованием цепочки блоков, объединенных общей прозрачной крышкой, и разделенных на секции для несжимаемой жидкости подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах параллельных стенок блоков.

Изобретение относится к моделированию процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей ступени ракет-носителей. .

Изобретение относится к устройствам, которые могут быть использованы в качестве наглядного пособия при обучении особенностям движения тел под действием внешних сил и в качестве игры.

Изобретение относится к проведению лабораторных опытов и практических работ по химии. .

Изобретение относится к технике формирования траекторных измерений, определения параметров движения ИСЗ по этим измерениям и оценки точности этого определения на мерном интервале.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к моделированию процесса газификации неизрасходованных остатков жидких компонентов ракетного топлива в баках отработанной ступени ракеты-носителя (РН). Общий процесс моделирования разбивают на два этапа. На первом этапе определяют химический состав и физико-химические параметры синтезированного теплоносителя (ТН). На втором этапе определяют коэффициенты тепло- и массоотдачи, состав продуктов газификации по времени. Выбор реальных газогенерирующих составов осуществляют из условий максимальной эффективности бортовой системы газификации. Устройство для реализации способа включает в свой состав экспериментальную установку, содержащую поддон для жидкого КРТ, системы подачи ТН и измерения. В устройство дополнительно введены баллоны, содержащие ТН и химически устойчивые газообразные составляющие ТН, соединенные через регулируемые клапаны с коллектором, соединенным с нагревателем, датчики влажности и скорости потока. Техническим результатом изобретения является приближение условий проведения экспериментов к реальным с возможностью использования экспериментальной базы в научных и учебных целях. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Съемный прямоугольный лист электропроводящей бумаги без выреза или произвольный лист из набора съемных прямоугольных листов электропроводящей бумаги с вырезами по форме поперечного сечения исследуемого тела раздельно установлены на прямоугольном планшете. На вырез в листе электропроводящей бумаги устанавливается соответствующее лекало из набора съемных лекал, изготовленных из диэлектрика с цифровой разметкой по периметру и совпадающих по размеру и форме с соответствующими вырезами на съемных прямоугольных листах электропроводящей бумаги. Съемный прямоугольный лист электропроводящей бумаги прижимается съемными электродами, расположенными на противоположных сторонах прямоугольного листа и соединенными с источником постоянного тока. Измерение потенциалов на электропроводящей бумаге в соответствующих точках цифровой разметки лекала осуществляется вольтметром с большим входным сопротивлением, вводы которого соединены с иглами двойного зонда. Техническим результатом изобретения является моделирование уравнения Бернулли на электропроводящей бумаге. 8 ил.

Заявленное изобретение относится к области тренировочных комплексов, предназначенных для обучения теоретическим вопросам аудиологии и сурдологии, отработки навыков применительно к конкретным типам аудиологического оборудования, а также для получения навыков работы с реальным пациентом. Техническим результатом является повышение качества обучения. Заявленный результат достигается за счет универсального тренажера сурдолога, аудиолога (далее УТСА), представляющего аппаратно-программный комплекс, содержащий объединенные посредством шины данных процессорный блок, блок памяти, интерфейсы ввода/вывода, устройства ввода/вывода, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно устройство ввода/вывода представляется собой сенсорный дисплей и УТСА дополнительно содержит соединенные с блоком памяти: блок базы знаний по заболеваниям и потерям слуха, блок базы имитаторов аудиологического оборудования, выполненного с возможностью генерирования виртуального имитатора аудиологического оборудования, выбранного пользователем, и блок практического освоения процедур взаимодействия с имитаторами аудиологического оборудования, выполненного с возможностью виртуальной имитации работы выбранного пользователем аудиологического оборудования, и выбора режима взаимодействия с имитатором аудиологического оборудования. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для проведения лабораторных работ и демонстрационных опытов по электротехнике. Сущность изобретения заключается в том, что на монтажную плату наклеены неодимовые магниты, являющиеся контактными площадками, на которые устанавливают контакты радиоэлементов, выполненные из стальной проволоки. Технический результат: обеспечение возможности отсутствия падения напряжения в цепи, простоты монтажа и демонтажа цепи с сокращением времени на осуществление вышеуказанных мероприятий до 4-20 секунд. 2 ил.

Изобретение относится к учебным моделям, в частности, к учебным моделям для демонстрации пространственных и энергетических связей элементов макро- и микросистем, систем различных информационных уровней. Учебная модель представляет собой физически непрерывный контур, образованный спиральными структурами с четырьмя прикрепленными к ним массами. При этом спиральные структуры выполнены с возможностью упругой деформации, сгиба в центре масс модели и совмещения витков без взаимного зацепления. Техническим результатом изобретения является возможность демонстрации слабых энергетических связей элементов и пространственного распределение указанных связей. 4 ил.

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения оптических и проекционных задач пространственной геометрии. Представленное устройство, выполненное на базе известного устройства моделирования полидуги по патенту РФ № 2461891, расширяет его возможности за счет моделирования квазигиперболы, геометрического объекта, обнаруженного в работах Сибирского отделения Российской Академии Наук по моделированию масштабированной модели местности. 3 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит: первый зонд; потенциометр, соединенный двумя концевыми контактами с источником постоянного тока; прямоугольный планшет; съемный проводник круглого сечения; два прямоугольных электрода; вольтметр с большим входным сопротивлением, первый ввод которого соединен с верхним концом первого зонда, а второй ввод - с минусовой клеммой источника постоянного тока; неподвижную линейку, закрепленную на левой стороне прямоугольного планшета и которая выполняет роль оси ординат системы координат прямоугольного планшета; направляющий шток, установленный на правой стороне прямоугольного планшета, параллельно неподвижной линейке; движок, установленный подвижно на направляющем штоке; подвижная линейка, выполняющая роль оси абсцисс системы координат прямоугольного планшета, один конец которой жестко закреплен на движке, а второй конец ее лежит на неподвижной линейке; ползунок, перемещающийся по подвижной линейке, снабженный риской для отсчета положения первого зонда на подвижной линейке и вертикальным отверстием для нижнего конца первого зонда; первое съемное лекало из диэлектрика, насаженное на съемный проводник круглого сечения, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями. На прямоугольный планшет уложен квадратный лист электропроводящей бумаги, а на нем установлен съемный проводник круглого сечения и упругая стойка, на которой верхним концом закреплен второй зонд. Для выбора требуемого режима работы установлены амперметр, первый и второй переключатели на два положения. На квадратном листе электропроводящей бумаги установлено второе съемное лекало из диэлектрика, на котором изображены внутреннее и наружное кольца с разметкой и отверстиями для касания нижним концом первого зонда квадратного листа электропроводящей бумаги. В центре второго съемного лекала из диэлектрика расположен элемент конечно-разностной сетки с нулевым, первым, вторым, третьим и четвертым узлами с отверстиями, при этом второй зонд нижним концом через нулевой узел с отверстием постоянно касается квадратного листа электропроводящей бумаги. Для переноса координат эквипотенциальных линий электрического поля, снимаемых с квадратного листа электропроводящей бумаги, установка содержит квадратный документальный лист из обычной бумаги и систему координат, аналогичную системе координат прямоугольного планшета. 2 ил.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме по курсу физики. Установка содержит измеритель разности фаз, планшет, на котором установлена неподвижная катушка индуктивности, подключенная к генератору переменного тока, и подвижная катушка индуктивности, подключенная к измерителю ЭДС. Подвижная катушка индуктивности снабжена штырем, установленным перпендикулярно ее оси и планшету, выводы катушки соединены с первыми вводами измерителя разности фаз. На планшете изображен контур обхода в виде окружности, в центре которой расположена неподвижная катушка индуктивности, при этом контур обхода разбит на четное число интервалов, кратное четырем, и в средних точках интервалов сделаны отверстия для штыря подвижной катушки индуктивности. На планшете изображена шкала расстояний, проведенная от центра контура обхода в первую его точку, которая снабжена отверстиями для штыря подвижной катушки индуктивности и разметкой расстояния. На планшете установлена опорная катушка индуктивности со штырем в отверстие рядом с подвижной катушкой индуктивности в окрестности первой точки контура обхода, выводы которой соединены со вторыми вводами измерителя разности фаз. На каждой катушке в торце и параллельно их осям установлены указатели направления катушки. 5 ил.

Предложенное техническое решение относится к стационарным демонстрационным стендам и может быть использовано для интерактивной визуализации моделируемого пространства. Техническим результатом изобретения является упрощение управления наблюдением создаваемого стереоскопического изображения моделируемого пространства за счет обеспечения централизованного управления передвижением точки обзора в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также углом обзора путем изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, в реальном пространстве. Технический результат достигается тем, что способ формирования моделируемого пространства характеризуется тем, что формируют базовую систему координат для заданной области реального пространства относительно стационарной точки установки основания стереоскопического бинокуляра, формируют образы моделируемого пространства в электронно-вычислительном устройстве, задают положение образов моделируемого пространства относительно базовой системы координат, отображают образы моделируемого пространства на экране, который оптически связан с окулярами стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании, с обеспечением жесткой привязки образов моделируемого пространства к базовой системе координат реального пространства, при этом управление положением точки обзора в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также углом обзора моделируемого пространства осуществляют с помощью изменения положения стереоскопического бинокуляра, закрепленного на стационарном основании.

Наверх