В одной из наших публикаций мы рассказывали о том, что даже индустрия электронных изданий уже на пороге эпохи 3D-технологий. Напомним: для чтения оцифрованных книг, журналов и комиксов в 3D-формате без специальных очков достаточно будет обладать соответствующим устройством с 3D-дисплеем. А что делать тем людям, которые хотят держать в руках обычную бумажную книгу, но не против приобщения к высоким технологиям?
Группа разработчиков из нескольких университетов и компаний, включая Hewlett-Packard и 3M, представили уникальную технологию печати. Новое слово в науке получило путёвку в жизнь в виде проекта, оригинальное название которого звучит как «Printing Reflectance Functions». Давайте разберёмся, что это такое и изучим принципы печати изображений, наделённых трехмерными качествами.
Возьмём для примера обычную фотографию. Картинка на ней выглядит одинаково «плоской», независимо от угла, под которым на неё падают лучи света. Это происходит потому, что плоской является сама поверхность бумаги. Наша цель – заставить напечатанное изображение отражать свет так, как это делает объёмный предмет. Благодаря этому человеческий глаз сможет воспринимать нанесенную на бумагу картинку в стереоскопическом виде. Обязательным условием поставленной задачи является необходимость осуществления возможности печати изображений с 3D-эффектом в домашних или офисных условиях на обычном принтере. Вывод напрашивается сам по себе: нужно что-то делать с самим носителем, бумагой.
Разработчики решили сделать поверхность бумаги рельефной, но в тоже время достаточно гладкой, чтобы она могла использоваться в имеющихся на рынке принтерах, МФУ и прочих печатающих устройствах. В итоге получен принципиально новый тип «отражательной» бумаги (“Reflectance Paper”) с зеркальной микро-геометрией (“Specular Micro-Geometry”). Внешний слой листа покрыт тысячами микроскопических углублений, неразличимых для человеческого взгляда. Каждое из углублений соответствует одному пикселю на фотоснимке.
Для каждого пикселя на фотографии составлена функция, описывающая, как он будет выглядеть в зависимости от угла падения лучей света. Для полноты картины фотографируемый объект освещается источником со множества различных направлений. Полученный массив данных затем переносится на рельефный лист: над «отражательной» бумагой помещается полупрозрачная плёнка и отражающая способность каждого углубления изменяется путём нанесения микроскопической капли чернил на ту или иную его область. В результате этого свет отражается под нужным нам углом. Для более понятного восприятия рассмотренного алгоритма предлагаем вам ознакомиться с видеороликом.
Бумага, которая в итоге проделанной работы получилась у группы исследователей, внешне напоминает тонкий алюминиевый лист. Тем не менее, её поверхность реагирует на освещение совсем иначе, чем привычные нашему взору офисный папирус или картинка на фото. Внешний слой «Reflectance Paper» контролирует, под каким углом падают и отражаются лучи света в каждом из пикселей-углублений, формируя тем самым правильную тень. Рисунок тени на напечатанном изображении меняется с изменением положения источника освещения так же, как это происходит на объёмном предмете, что и создаёт иллюзию трехмерности.
В настоящее время группе ученых подвластна печать лишь зернистого чёрно-белого изображения с 3D-эффектом на изобретённом типе бумаги. Впрочем, качество стереоскопической картинки может быть улучшено посредством уменьшения физического размера каждого углубления на поверхности листа. Что касается цветной печати, то этот вопрос также решаем, утверждают исследователи, но требует существенного усложнения разработанной ими технологии.
