[aksel]

Кстати, видели или нет такую штуку
Очки дополненной реальности с двумя голографическими элементами

[OpTic]

20 градусов поле у Сони - это очень скромно.

[proxy3d]

Вставлю свои 5 копеек, так как подобное на практике перепробовал наверное со всем набором оптики, хотя как и luckylamer строило в оптего. Zemax по мне хорош для оптимизации, но вот в плане творчества - слишком не гибки, 10 схем в нем так быстро не перебрать как в OpetGeo.

Про менисковое, дополню цитатой своей, чтобы и самому потом не забыть ее.

Позже поищу патент на шлем f15 по-моему (валялся у меня), оптическая часть в нем была по-моему полностью построена но вогнутых зеркалах (по-кране мере 3-4 точно было).

цитата это так..чтобы разжевать на пальцах (не для оптиков, хотя в некоторых случаях и оптикам приходится доказывать).

Насчет исправления искажений у менсковой схемы:
Компенсацию трапеции делают за счёт поворота матрицы или за счёт зеркала/второго мениска (угол ограничен "веером лучей" самой матрицы).
Так как простой разворот зеркала приведёт к тому что прямоугольник за счёт перспективы становится трапецией. Это и компенсирует трапецию у мениска.
Тут особенность в том что это словно ты видишь трапецию, но развернутую и визуально она как прямоугольник. Но левая и правая грань находятся на РАЗНЫХ координатах z от глаза. То есть глубина у них разная.
При небольших отличиях это норм, так же как ты смотришь на полуразвернутый телик или зеркало или любой объект. А вот при сильной разнице уже размытость.
На практике это означает, что просто два вогнутых зеркала с сильно отличающимся радиусом кривизны не подходят (когда сначала одно вогнутое, и следом идет другое). В этом случае усиливается разница "глубины" на боковых границах картинки.
И когда два разных мениска и один сильный, а другой нет, то одна грань размытая, а другая в фокусе. Как если бы смотреть на длинный забор. Начало в фокусе а конец размытый. Так и тут. Если забор не слишком сильно ушёл вдаль, то все норм. А если сильно то видишь границы с разным фокусным и одна будет размыта.

Надеюсь это даст лучшее представление на пальцах почему это работает и как.
А вот построить это в проге, честно ну очень проблематично. Потому что определить как выглядит этот "забор" визуально очень сложно. И оценить не напрягает ли это глаз. Так как небольшая разница в фокусе на "границах забора" - это нормально (хотя конечно лучше если ее вообще нет, но везде нужен компромисс).

Насчет цилиндрической. Я ее использовал изначально для компенсации в подобной схеме, НО потому убрал, так как если FOV небольшой и радиусы кривизны маленькие, то компенсация просто излишняя, так как искажения минимальные, а сама трапеция исправляется простым поворотом. В случае маленьких радиусов кривизны дела конечно обстоят хуже, так много что усложняется.

Насчет матриц, то Luckylamer прав)) увы но прав. Oled пока самые нормальные по яркости и контрасту. Есть варианты LCOS у Himax, но для них нужно городить огород с подсветкой, так как у производителя ее нет. Впрочем как и у многих других, поэтому из их числа с подсветкой остается лишь Oculon. Подсветка это вообще большая тема, на текущий момент тут все сложно. Стандартных миниатюрных решений на рынке нет, производители микродисплеев LCOS сами о подсветке не заморачиваются. А готовых решений на рынке не нашел. (светоделительный куб это не вариант, слишком много места занимает. Хорошо только для проекторов).

Так что при небольших фов (до 20-22 градусов) и большой кривизне - достаточно компенсироват угол поворота. При увеличении фов 26-32 (да и так если можно), то ставить цилиндрическую. При крупных фов (от 32), уже нужно городить огород. Конечно нужно смотреть на оптическую схему, но в данном случае речь идет о двух вогнутых зеркалах.

[OpTic]

Цитата

Хочу заметить, что дисторсия в этой системе великовата (10%), ее можно частично скомпенсировать взяв микродисплей с большим числом точек и далее программно.

Программно компенсировать дисторсию можно, но не в AR дисплеях!!!
Есть такой хороший анекдот "Часы то хорошие, только батарейки тяжелые"
Потребуется изображения обсчитывать в реальном масштабе времени, а это будет дополнительная большая черная коробочка с image processing.
Как вариант, можно в облаке обсчитывать, но это все равно долго и сложно.

Сообщение отредактировал OpTic: 22 Январь 2017 - 16:32

[OpTic]

aksel (20 Январь 2017 - 21:18) писал:

Кстати, видели или нет такую штуку
Очки дополненной реальности с двумя голографическими элементами

Характеристики у этой штуки от sony очень слабые:
во- первых поле зрения маленькое:
FIELD OF VIEW:
Diagonal 20° (19° × 6°)
во-вторых они монохромные: DISPLAY COLOUR:Monochrome (green)
принцип работы на голограммах/дифракционных оптических элементах.
Эту технологию уже давно опередили Nokia с полем под 30 градусов по диагонали, которую купили Microsoft и вышли на рынок с очками HoloLens.

[OpTic]

luckylamer (20 Январь 2017 - 20:04) писал:

"Олед, лкос или жк - не принципиально"
отнюдь, почитал даташиты на лкос контраст ....

Вы меня не поняли. я имел ввиду не принципиально для расчета оптической системы.
Конечно, система подсветки будет отличаться. Где-то нужны поляризаторы, четвертьволновые пластинки и т.д.
Но в терминах предмет -оптическая система - изображение. Предметом может быть все что угодно. Главное - это его размер.

[luckylamer]

"Вы меня не поняли. я имел ввиду не принципиально для расчета оптической системы.
Конечно, система подсветки будет отличаться. Где-то нужны поляризаторы, четвертьволновые пластинки и т.д.
Но в терминах предмет -оптическая система - изображение. Предметом может быть все что угодно. Главное - это его размер."
да нет я понял. но вот решения для световых пучков + 30градусов и +60 могут весьма отличаться, и "поляризаторы, четвертьволновые пластинки и т.д." это тоже часть оптической системы как у гуглов. кстати насколько понял комбинер у гуглов поляризтаор в виде напыления, насколько затратна сия штука?
"Эту технологию уже давно опередили Nokia с полем под 30 градусов по диагонали, которую купили Microsoft и вышли на рынок с очками HoloLens."
откуда информация про 30 градусов? от того парня который поле зрения кулаками меряет? HoloLens это убожество за 3 тыс. $.
"Потребуется изображения обсчитывать в реальном масштабе времени, а это будет дополнительная большая черная коробочка с image processing."
софтваре - проблемно, хардваре нет.

[aksel]

Цитата

Потребуется изображения обсчитывать в реальном масштабе времени, а это будет дополнительная большая черная коробочка с image processing.

любой АРМ процессор с графическими ядрами это делает в реальном времени без проблем. Не такое там большое разрешение.
Что касается сонивских очков то они их позиционируют в качестве помогателя в различных работах, и тут важнее то, что они яркость на голограмме смогли обеспечить, чтобы глазу комфортно было.

[luckylamer]

там еще подсветка лазерная, но почти штука баксов на фоне моверио дороговато.
2 aksel
"насколько понял комбинер у гуглов поляризатор в виде напыления, насколько затратна сия штука? "

[OpTic]

proxy3d (21 Январь 2017 - 09:32) писал:

подобное на практике перепробовал наверное со всем набором оптики, хотя как и luckylamer строило в оптего. Zemax по мне хорош для оптимизации, но вот в плане творчества - слишком не гибки, 10 схем в нем так быстро не перебрать как в OpetGeo.

В плане творчества нужен не Земакс, а идея (brilliant mind), опыт (experience) и background - базовые знания по оптике 
Зачем перебирать 10 схем, когда можно взять одну и хорошую?

[OpTic]

proxy3d (21 Январь 2017 - 09:32) писал:

Про менисковое, дополню цитатой своей, чтобы и самому потом не забыть ее.
Позже поищу патент на шлем f15 по-моему (валялся у меня), оптическая часть в нем была по-моему полностью построена но вогнутых зеркалах (по-кране мере 3-4 точно было).
цитата это так..чтобы разжевать на пальцах (не для оптиков, хотя в некоторых случаях и оптикам приходится доказывать).

Не понятно, а где цитата? Что вы имеете ввиду?

[OpTic]

proxy3d (21 Январь 2017 - 09:32) писал:

Насчет исправления искажений у менсковой схемы:
Компенсацию трапеции делают за счёт поворота матрицы или за счёт зеркала/второго мениска (угол ограничен "веером лучей" самой матрицы).

Мениск – это что? В оптике принято мениском называть менисковую линзу в виде «месяца»

, у которой первая поверхность имеет большую кривизну, вторая – меньшую.На краю толщина линзы минимальная (нулевая), а максимальна на оси.
Компенсация за счёт поворота матрицы или за счёт зеркала при неизменной конфигурации системы - это на мой взгляд и судя по вашему описанию - неправильный подход, т.к. при наклоне матрицы – вы расфокусируете изображение. О чём, собственно, в и пишете : «левая и правая грань находятся на РАЗНЫХ координатах z от глаза. То есть глубина у них разная. При небольших отличиях это норм, так же как ты смотришь на полуразвернутый телик или зеркало или любой объект. А вот при сильной разнице уже размытость.». Т.е. это не решение проблемы компенсации дисторсии.

Прикрепленные изображения

• 

Сообщение отредактировал OpTic: 22 Январь 2017 - 23:18

[OpTic]

proxy3d (21 Январь 2017 - 09:32) писал:

Надеюсь это даст лучшее представление на пальцах почему это работает и как.
А вот построить это в проге, честно ну очень проблематично. Потому что определить как выглядит этот "забор" визуально очень сложно. И оценить не напрягает ли это глаз. Так как небольшая разница в фокусе на "границах забора" - это нормально (хотя конечно лучше если ее вообще нет, но везде нужен компромисс).

Zemax очень даже может это построить с помощью трассировки изображения SLM -предмета через оптическую систему в непоследовательном режиме.

см. статью на сайте Zemax: How to Produce Photorealistic Output Images
статья

Прикрепленные изображения

• 

Сообщение отредактировал OpTic: 22 Январь 2017 - 23:14

[OpTic]

luckylamer (22 Январь 2017 - 17:48) писал:

откуда информация про 30 градусов? от того парня который поле зрения кулаками меряет? HoloLens это убожество за 3 тыс. $.

а вы пробовали HoloLens? там даже больше 30 градусов!

интересно, что уже очень многие компании купили этот девайс за эти деньги исключительно под разбор и обратный инжиниринг, очень многие купили чтобы софт отрабатывать. Так как почти все понимают, что за такими технологиями будущее.
но, что удивительно, очень сложно найти информацию о поле зрения этой системы.
вот, на мой взгляд, более-менее адекватная оценка: In fact, the maximum field of view achievable through holographic wave guides is directly related to the index of refraction (n) of the wave guide’s material, as described in this Microsoft patent. Concretely, the maximum balanced field of view for a wave guide made of material with index of refraction n=1.7 is 36.1°, and given that typical optical glass (crown or flint) has somewhere from n=1.5 to n=1.6, this matches my FoV estimate of 30° rather well. High-end materials with n=1.85 (which is close to the physical limit for glass) would have a balanced field of view of 47°. Diamond, which has n=2.4, would probably yield a comfortably large FoV, but given the required size of the waveguide, I imagine only Bill Gates could afford that.
HoloLens and Field of View in Augmented Reality

а чем вам, кроме стоимости, не нравится HoloLens? Какие недостатки?

Сообщение отредактировал OpTic: 23 Январь 2017 - 00:59

[OpTic]

Интересный пример.
МАЛОГАБАРИТНЫЙ НАДГОЛОВНЫЙ (HEAD-UP) ДИСПЛЕЙ БЕЗ ДИСТОРСИИ. Разработчик: АО «ГОИ им. С.И. Вавилова» и АО «Технологии для авиации».
На основе математических исследований и проведённых испытаний опытных образцов разработана новая оптическая система надголовного дисплея, отличающаяся небольшими габаритами и исправленной дисторсией изображения. Дисплей может найти применение в летательных аппаратах с ограниченными размерами кабины.

Оптическая система состоит из широкоугольного светосильного коллиматора и системы высокоинтенсивной подсветки матрицы микродисплея. Для согласования размеров матрицы и фокальной плоскости коллиматора в схему добавляют проекционный объектив. В состав коллиматора входит светоделитель размером 150-300 мм, который переносит изображение с микродисплея. Светоделитель может иметь селективное интерференционное покрытие или покрытие с дифракционной структурой - голограммой. Часто светоделитель называют «комбинер» (от слова «combiner»).
Работы, направленные на создание ИЛС различной сложности и назначения начались с 70-х годов прошлого столетия в нашей стране и в ряде зарубежных стран. В одном из докладов показано, что размер проекционной матрицы порядка 1 дюйма требует применения дополнительного проекционного объектива и лазерной подсветки. Матрицы 4-5 дюймов позволяют получить приемлемые по оптическим характеристикам и габаритами конструкции.
Испытания одного из макетов системы показали возможность достижения расчётных характеристик изображения. Фотография тест-объекта, помещенного в фокусе коллиматора.
Изображение с микродисплея первого опытного образца ИЛСа. Наблюдаются остаточная дисторсия и низкая яркость изображения

Фото тест-объекта.Расстояние между штрихами мир от 1 до 9 угл. минут. Разрешение в центре поля 2 угл. минуты


Авторы пишут, что Дальнейшее повышение качества изображения натолкнулось на ограничения в скорости обработки больших массивов данных микропроцессором. В результате для новой схемы требования по коррекции несимметричных аберраций существенно ужесточились. Эта задача была выполнена ценой выполнения минимальных требований АР МАК. Для расчетов применялось лицензионное и собственное программное обеспечение. На рис. показан внешний вид новой оптической системы.


1-2 – линия визирования, 3 – оптический блок.
Дисторсия исправляется ценой усложнения оптической схемы, а именно – введением асферических поверхностей и децентрировок линз. Для уменьшения габаритов некоторые линзы срезаны по высоте. Расчетная сетка искажений изображена на рис. Дисторсия в поле 32ох24о состоит из двух компонентов: анаморфозы и собственно дисторсии сложного вида, но небольшой величины. Для устранения анаморфозы координаты изображение по одной из осей достаточно умножить на постоянный коэффициент, чтобы изменить увеличение по оси Х или Y. В данном случае разность увеличений равна 1,065, остаточная дисторсия — 0,8%. В случае неисправленной дисторсии умножать приходится координаты каждой точки изображения на собственный коэффициент, выбираемый из сформированного ранее массива данных.
Расчетная дисторсия изображения 0,8% / 6,5%.


Линейные размеры поля 74,0х53,3 мм2 или 3,6” при заданном формате кадра 5:4. Для сохранения вертикальной развертки по оси Y дисплея не ниже 1024 строки и учитывая распространенный формат экранов 16:9, требуемая диагональ может достичь 4,5”.
Поле, наблюдаемое из среднего сечения зоны видимости (Z=350, Х=0, Y= 0). А – мгновенное поле, В – поле для левого глаза. Размеры полного поля: 36о по горизонтали, 27о по вертикали.

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 
• 
• 

Сообщение отредактировал OpTic: 22 Январь 2017 - 22:53

[OpTic]

Одно из самых интересных устройств на выставке CES 2017 от Lumus с полем зрения 55 градусов и толщиной 2 мм!!!
Lumus Expands to Enable Consumer AR Solutions. Brings a Next-Generation 55-Degree Field-of-View AR Display Prototype to CES
Lumus Packed a 55 Degree Field of View into Optics Less than 2mm Thick

[luckylamer]

"Мениск – это что? "
R1=R2

[luckylamer]

"вот, на мой взгляд, более-менее адекватная оценка"
ага, я этот бред и имел в виду.

[OpTic]

На волноводах и DOE интересная новинка от Vuzix AR3000 с волноводом 2 мм и полем xxx градусов?
https://www.vuzix.com/ces-2017

AR3000 Series of Smart Glasses with Waveguide Optics
https://www.vuzix.co...0-Smart-Glasses

These future models will feature Vuzix’ revolutionary see-through waveguide technology with optics that look like regular glass lenses only 2.0 mm thick.

Vuzix AR3000 – Augmented Reality Smart Glasses
Introducing the AR3000 – Vuzix’ latest binocular concept of a augmented reality smart glasses viewer – now with our see-through waveguide technology. The AR3000 smart glasses incorporate a powerful microprocessor running Android. It leverages Vuzix see-through waveguide optics, and comes with dual ultra-slim “Cobra” display engines, touch pad, noise canceling mics, and two HD cameras with one for gesture support. The wearer will be able to reach out and manipulate virtual 3D objects overlaid in the real world. Ultimately positional information will be captured to allow 3D objects to effectively behave and interact with real-world objects. The AR3000 will connect wirelessly via Wi-Fi and Bluetooth interfacing directly to the cloud or your mobile devices including smartphones, tablets and PCs. It is driven by a small tethered electronics and rechargeable battery pack that can be worn or stored in your pocket or purse. The AR3000 will accommodate the adoption of powerful AR applications with advanced operator support for enterprise, industrial, and medical uses. Check our website regularly for updates on our new products.

[OpTic]

luckylamer (23 Январь 2017 - 10:44) писал:

"вот, на мой взгляд, более-менее адекватная оценка"
ага, я этот бред и имел в виду.

а почему - бред, поясните?
товарищ провел оценку поля в 30 градусов исходя из анализа ходал лучей в волноводе и это соответствует реальным ТТХ девайса: hollens поле fov> 30 грудусов по диагонали. В чем в собственно сомневаетесь?

Сообщение отредактировал OpTic: 23 Январь 2017 - 11:19