Από τις δύο στις τρεις

διαστάσεις

Ερευνητική Εργασία Α’ Λυκείου

Σχολικό Έτος 2013-2014

Μαθητές

Ανδριοπούλου Λυδία, Αυγέρης Γιάννης, Καββαδίας Παναγιώτης, Κάρτας Νίκος, Κούτουλα Κωνσταντίνα, Λουκόπουλος Περικλής, Μουρίκης Γιώργος, Μπούτρης Νικηφόρος, Παλαιολογοπούλου Ίρις, Παπαδόπουλος Παναγιώτης, Ροδοπούλου Ναταλία, Σπετσιέρης Αλέξανδρος, Σπυροπούλου Μάιρα, Τσιγγέλη Βικτώρια, Χλιάπα Λήδα

Θέματα

• Ιστορία της τρισδιάστατης εικόνας

• Αναγλυφογραφία

• Τρισδιάστατος κινηματογράφος

• Μηχανές Γραφικών

• Ολογράμματα

• Τρισδιάστατοι εκτυπωτές

Ιστορία

Τρισδιάστατη ταινία 1894 (Γουίλιαμ Φρίζ Γκριν)

Στερεοσκόπιο

Λειτουργία της Όρασης

Η τρισδιάστατη ανθρώπινη όραση

ωφείλεται στην ύπαρξη 2 οφθαλμών

στην ίδια ευθεία του κεφαλιού μας

που στέλνουν 2 μερικώς

αλληλοεπικαλυπτόμενες εικόνες στον

εγκέφαλο ο οποίος στη συνέχεια τις

συνδιάζει δημιουργώντας μια ενιαία

3D εικόνα. Σε αυτή ακριβώς την

ικανότητα του εγκεφάλου στηρίζεται

και η αναγλυφογραφία.

Αναγλυφογραφία Χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικές κάμερες με απόκλιση ίση με την απόσταση των

ματιών ενός ενηλίκου(6,5-7,0 cm) έχουμε δύο διαφορετικές λήψεις για τις οποίες χρησιμοποιούμε φίλτρα διαφορετικού χρώματος. Τα πιο συνηθισμένα φίλτρα είναι τα κόκκινα-μπλε αλλά πιο αποτελεσματικά θεωρούνται τα κόκκινα-πράσινα λόγω ίδιας

τονικότητας και συμπληρωματικότητας των χρωμάτων.

Οι 2 αυτές εικόνες συνδιάζονται και φορώντας γυαλιά με τα ανάλογα φίλτρα το κάθε μάτι αντιλαμβάνεται μόνο μία από τις εικόνες που προβάλλονται δημιουργώντας την

ψευδαίσθηση των 3 διαστάσεων στον εγκέφαλο.

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ

• Για να συνθέσουμε μία

τρισδιάστατη εικόνα

ακολουθήσαμε τα εξής βήματα:

• Χρησιμοποιήσαμε το πρόγραμμα

make it 3D σε συσκευή με

android.

Ανοίγοντας την εφαρμογή διαλέξαμε μια από τις δύο επιλογές. Στην πρώτη βγάζαμε τις δύο φωτογραφίες τις οποίες χρησιμοποιούσαμε και στη δεύτερη επιλέγαμε φωτογραφίες από τη συλλογή.

Αφού επιλέγαμε τις δύο εικόνες πατούσαμε confirm

3D Cinema

• Το ενεργό (active) 3d το χρησιμοποιούν οι περισσότερες τηλεοράσεις, και

φυσικά απαιτούν την χρήση ειδικών 3D γυαλιών (active shutter glasses).

Τα active shutter glasses λειτουργούν με δύο φωτοφράκτες, ένα σε κάθε φακό,

και ανοιγοκλείνουν σε πολύ υψηλή ταχύτητα εναλλάξ, αυτό επιτρέπει την

απομόνωση του ενός ματιού από το άλλο καθώς το αριστερό μάτι μένει κλειστό

ενώ το δεξί είναι ανοιχτό και αντίστροφα. Αυτό γίνεται 60 φορές (ΗΖ) το

δευτερόλεπτο όποτε δεν γίνεται αντιληπτό

Ενεργό 3D

Πλεονεκτήματα:

Πλήρης ανάλυση 1920Χ1080 pixels στο κάθε

μάτι, οπότε δεν χάνετε καμία

λεπτομέρεια από την ταινία.

Μεγαλύτερο βάθος 3D και οι εικόνες “ξεπηδούν”

περισσότερο

Μειονεκτήματα:

Απαιτούνται 3d γυαλιά με μπαταρία

και το κόστος τους είναι υψηλό.

Λόγω της active τεχνολογίας των

γυαλιών με τον φωτοφράκτη, μετά

από κάποιες ώρες μπορεί να

κουράσει τα μάτια, και γενικά

δεν ενδείκνυται για παιδιά.

Πλεονεκτήματα / Μειονεκτήματα

Το δεύτερο είδος 3D ονομάζεται παθητικό (passive) και λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως η

active τεχνολογία, αλλά αντί για φωτοφράκτες, χρησιμοποιούνται φακοί πολαριζέ στα γυαλιά

(όπως τα γυαλιά ηλίου), αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται στις κινηματογραφικές αίθουσες.

Με αυτό το τρόπο τα δυο φίλτρα που είναι πάνω στα γυαλιά επιτρέπουν την είσοδο

διαφορετικής συχνότητας φωτός, η τηλεόραση εκπέμπει την εικόνα σε δυο διαφορετικές

συχνότητες που γίνεται αντιληπτή στο εκάστοτε μάτι. Ο εγκέφαλος μας ενώνει τις δυο εικόνες

και έτσι δημιουργείται η ψευδαίσθηση του βάθους.

Παθητικό 3D

Μειονεκτήματα:

• Μισή ανάλυση εικόνας 1920X540

pixels καθώς η τηλεόραση χωρίζει την

ταινία σε δυο διαφορετικές

συχνότητες για το εκάστοτε μάτι.

• “Λιγότερο 3D” από την Active

τεχνολογία.

Πλεονεκτήματα:

• Ξεκούραστο 3D, και για τα

παιδιά.

• Λιγότερα έως καθόλου είδωλα.

Πλεονεκτήματα / Μειονεκτήματα

3D ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΕΣ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

• Η μηχανή γραφικών είναι ένα σύνολο κανόνων και είναι υπεύθυνη για τη σωστή

λειτουργία του γραφικού τομέα ενός βιντεοπαιχνιδιού .Η ποιότητα και η

πολυπλοκότητα μίας μηχανής γραφικών, είναι ανάλογη με την ποιότητα των

“καλών/ κακών” γραφικών σε ένα παιχνίδι

MIDDLEWARE

• Μiddleware είναι τα προγράμματα που παρέχουν δομές που κάνουν

εύκολη, απλή και γρήγορη την ανάπτυξη, όπως λειτουργίες

γραφικών, ήχου, Φυσικής και AI(Artificial Intelligence).Το

middleware παιχνιδιού σχεδιάζεται με μια βασισμένη σε στοιχεία

αρχιτεκτονική η οποία επιτρέπει σε συγκεκριμένα συστήματα στη

μηχανή να αντικατασταθούν ή να επεκταθούν με πιο εξειδικευμένα

(και συχνά πιο ακριβά).

ΠΡΟΣΦΑΤΕΣ ΤΑΣΕΙΣ

• Καθώς η τεχνολογία των μηχανών παιχνιδιών ωριμάζει και γίνεται πιο φιλική

προς το χρήστη, η εφαρμογή των μηχανών παιχνιδιών έχει διευρυνθεί σε

έκταση, και τώρα χρησιμοποιείται για σοβαρά παιχνίδια: οπτικοποίησης,

εκπαίδευσης, ιατρικής και στρατιωτικής εξομοίωσης εφαρμογές.

ΔΩΡΕΑΝ ΜΗΧΑΝΕΣ ΓΡΑΦΙΚΩΝ

• http://www.textureszone.com/tutorials/4-applications-reviews/68-19-free-

3d-game-engines-to-create-your-own-3d-games-.html

• http://www.unrealengine.com/udk/

• http://www.alice.org/index.php

NVIDIA

• Βίντεο

Τι είναι η Ολογραφία

Η ολογραφία, από τις ελληνικές λέξεις ΟΛΟΝ

και ΓΡΑΦΕΙΝ, είναι μια τεχνική για την καταγραφή

των φωτεινών κυμάτων που ανακλώνται από

ένα αντικείμενο. Αποτέλεσμα της καταγραφής

αυτής είναι το ολόγραμμα που όταν φωτισθεί με

κατάλληλο τρόπο, αναπαράγει ένα ακριβές

τρισδιάστατο είδωλο-αντίγραφο του

αντικειμένου.

Στην ολογραφία το αντικείμενο φωτίζεται από κατάλληλη

φωτεινή πηγή laser. Το ανακλώμενο από το αντικείμενο φώς του

laser προσπίπτει σε ειδική φωτοευαίσθητη πλάκα χωρίς να

παρεμβάλλεται φακός.

Τα δύο σύνολα φωτεινών ακτινών αλληλεπιδρούν

στη περιοχή της πλάκας και το αποτέλεσμα αυτής

της αλληλεπίδρασης, ένα σύνολο φωτεινών και

σκοτεινών γραμμών, καταγράφεται στην

φωτοευπαθή πλάκα, το ολόγραμμα.

Οι αρχές της ολογραφίας ανακαλύφθηκαν από τον

Ουγγρικής καταγωγής Dennis Gabor το 1948. Το 1962,

μετά την ανακάλυψη των laser, οι Αμερικάνοι E.Leith και

J.Upatnieks χρησιμοποιώντας μία παραλλαγή της

μεθόδου του Gabor και με τη χρήση laser κατόρθωσαν να

δημιουργήσουν τρισδιάστατα είδωλα

Εφαρμογές της Ολογραφίας

•διενέργεια μετρήσεων ακριβείας σε μικροσκοπικό επίπεδο

(ολογραφική συμβολομετρία)

•στην μελέτη της αντοχής τμημάτων μηχανών,

αμαξωμάτων

•τον έλεγχο των ελαστικών, των πτερύγων αεροπλάνων,

των σωλήνων μεταφοράς πετρελαίου, των τμημάτων

πυρηνικών αντιδραστήρων

Η ακρίβεια των μετρήσεων που επιτυγχάνεται με ολογραφικές

μεθόδους άνοιξε νέους ορίζοντες στην ιατρική έρευνα και

οδήγησε στην ανάπτυξη μεθόδων για τον εντοπισμό όγκων με

τομογραφικές μεθόδους ή την κατασκευή βελτιωμένων τεχνητών

αρθρώσεων.

Οι τελευταίες ανακοινώσεις από εργαστήρια στην

Αμερική μιλούν για την κατασκευή υλικών που θα κάνουν

πραγματικότητα την ολογραφική τηλεόραση και βίντεο.

Η μεγάλη χωρητικότητα των ολογραφικών μνημών σε

συνδυασμό με τη μεγάλη ταχύτητα προσπέλασης των

δεδομένων τους οδηγεί στη δημιουργία των οπτικών

υπολογιστών του κοντινού μέλλοντος

Η Πολωνική εταιρεία Leia Display Systems που δανείζεται

το όνομα της από την πριγκίπισσα Λεία, ετοιμάζει τα

πρώτα τηλέφωνα με 3D ολογράμματα που θα δείχνουν

στον χρήστη μία πλήρη εικόνα του συνομιλητή του.

3D PRINTERS

Ιστορία –Ανακάλυψη- Εφαρμογές-Λειτουργία

Η τεχνολογία αναπτύχθηκε στα τέλη του προηγούμενου αιώνα και το 1984 ο Chuck Hull

της 3d systems Corp.Inc, δημιούργησε τον πρώτο τρισδιάστατο εκτυπωτή

Μέχρι το 2010 η τεχνολογία δεν ήταν γνωστή στο ευρύ κοινό καθώς δεν ήταν εμπορικά

διαθέσιμη και το κόστος απέτρεπε τους επενδυτές..

…Αλλά μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι σε λίγα χρόνια θα υπάρχουν στα σπίτια μας

-Η τρισδιάστατη εκτύπωση λοιπόν…

-είναι μια μέθοδος προσθετικής κατασκευής, μέσω της οποίας

κατασκευάζονται αντικείμενα με τη πρόσθεση στρώσεων

υλικού( συνήθως πλαστικού…)

-Μερικά μόνο αντικείμενα που μπορούν κατασκευαστούν είναι

τα παρακάτω:

μικροεξαρτήματα κάθε είδους μηχανής και συσκευής ή

εξαρτήματα ιατρικά, φαγητά και πολλά άλλα …(ως και

πλαστικά όπλα!)

Ευχαριστούμε