УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ КВАЗИ-ТРЕХМЕРНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ С ИЗМЕНЯЮЩИМСЯ ЭФФЕКТОМ ГЛУБИНЫ

Техническое решение относится к области отображения квази-трехмерных изображений.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В уровне техники известны устройства формирования квази-трехмерных изображений, например, iDiskk (https://www.idiskk.com/idiskk_new/content/?208.html), состоящие из светодиодных элементов на лопастях различной формы (лучей), расположенные перед прозрачным диском, которые управляются вычислительным модулем и приводятся во вращение двигателем.
Известна конструкция устройства формирования квази-трехмерных изображений (https://www.dseelab.com/integrate_one?i=0&t=onc), в которой светодиодный элемент (лопасти светодиодного элемента) расположен в непрозрачной рамке.
Обычно такие устройства формирования квази-трехмерного изображения (вентиляторы, голографические вентиляторы) располагаются на стенах, стойках или других объектах, где необходимо произвести отображение объемного объекта.
Недостатком таких решений является то, что в создании квази-трехмерного изображения не используется корпус, в котором образуются две области (два участка) - освещенная и неосвещенная. При изменении контраста границы между областями и перемещении границы обеспечивается изменение теней 3Д объекта. Изменение теней внутри корпуса устройства позволяет изменять глубину изображения при этом повышать реалистичность его отображения, т.е. создавать квази-трехмерный эффект высокого качества.
СУЩНОСТЬ
Технической проблемой, решаемой с помощью заявленного устройства формирования квази-трехмерного изображения с изменяющимся эффектом глубины, является создание новой конструкции устройства, обеспечивающего формирование более качественного изображения.
Технический результат - повышение объемности создаваемого изображения за счет создания контрастной динамической световой области около изображения.
Технический результат достигается за счет того, что устройство формирования квази-трехмерного изображения с изменяющимся эффектом глубины включает корпус, содержащий заднюю стенку, на которой расположено устройство формирования квази-трехмерного изображения, и боковые стенки, причем корпус выполнен расширяющимся от задней стенки, при этом устройство формирования квази-трехмерного изображения установлено таким образом, что на боковых стенках корпуса обеспечивается формирование неосвещенного и освещенного участков с границей между ними.
В некоторых вариантах реализации корпус имеет форму усеченного конуса. Причем конус может быть выполнен круглым (с окружностью в основаниях) или содержать грани.
Таким образом, боковые стенки корпуса устройства могут быть представлены в виде граней или объединены в одну (общую) боковую стенку в случае, если корпус имеет форму усеченного круглого конуса.
В некоторых вариантах реализации корпус выполнен в форме правильной усеченной пирамиды.
В некоторых вариантах реализации корпус выполнен в форме правильной усеченной пирамиды, в которой углы, соединяющие грани, выполнены скругленными.
В некоторых вариантах реализации корпус выполнен в форме правильной усеченной пирамиды и дополнительно содержащее переднее основание, при этом углы, соединяющие боковые стенки с дополнительным передним основанием, выполнены скругленными.
В некоторых вариантах реализации устройство содержит корпус, на котором размещены изображения. Таким образом, на корпусе формируются дополнительные непрозрачные, полупрозрачные и/или цветные участки, за счет которых дополнительно повышается эффект изменяющейся глубины изображения.
В некоторых вариантах реализации устройство формирования объемного изображения содержит светодиодные элементы с широким углом свечения. В некоторых вариантах реализации угол свечения светодиодов составляет до 180 градусов.
В некоторых вариантах реализации граница перехода от неосвещенного участка к освещенному находится в центральной зоне корпуса. Т.е. граница равноудалена (в большей степени) от задней стенки корпуса и от его внешней его границы, но может смещаться в зависимости от изменения яркости изображения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ниже даны термины и их определения, используемые в заявке.
Под квази-трехмерным изображением понимается плоское изображение, которое для наблюдателя воспринимается трехмерным или объемным.
Параллакс - (греч.  от  «смена, чередование») - изменение видимого положения объекта относительно удаленного фона в зависимости от положения наблюдателя.
Конструкция и принцип работы устройства поясняются следующими фигурами.
Фиг. 1 - вид устройства 3/4 спереди без боковых стенок, на которой обозначены:
10 - устройство формирования квази-трехмерного изображения с изменяющимся эффектом глубины;
100 - корпус устройства;
101 - задняя стенка (основание);
102 - лопасти со светодиодными элементами.
Фиг. 2 устройство (вид сбоку), на которой обозначен:
103 - упор.
Фиг. 3 - вид сбоку устройства в разрезе, на котором дополнительно обозначены:
104 - освещенный участок;
105 - неосвещенный участок;
108 - граница перехода от неосвещенного к освещенному участку;
А - область (точка) образования (отображения) объемного изображения;
В и С - точки (области), на которых изображение отсутствует.
Фиг. 4 - вид спереди, на котором представлен принцип формирования контрастного перехода, где дополнительно обозначены:
106 - изображение;
107 - световая окружность.
Устройство формирования квази-трехмерного изображения с изменяющимся эффектом глубины (фиг. 1, 3) представляет собой корпус 100, содержащий заднюю стенку 101, на которой расположено устройство формирования квази-трехмерного (объемного) изображения. Корпус 100 содержит боковые стенки. Корпус 100 выполнен расширяющимся от задней стенки 101. При этом устройство формирования квази-трехмерного изображения установлено таким образом, что на боковых стенках корпуса 100 обеспечивается формирование неосвещенного 105 и освещенного участков 104 с границей 108 между ними.
Корпус 100 устройства может быть выполнен в качестве одного конструктивного элемента или разделен на несколько: задняя стенка, боковые стенки (общая стенка), передняя крышка. Причем крышка может быть выполнена полностью прозрачной, полупрозрачной или отсутствовать.
Корпус 100 также в целом или отдельные элементы (боковые стенки) может быть выполнен из прозрачного или полупрозрачного материала, например оргстекла (плексиглас, полиметилметакрилат).
Корпус 100 может быть выполнен в форме усеченного конуса с круглым основанием или другим основанием, имеющим грани (квадрат, прямоугольник, в том числе с кругленными углами). В этом случае боковые стенки корпуса могут также иметь грани.
Задняя стенка (основание) 101 чаще выполнена непрозрачной. На основании 101 устанавливается устройство вывода квази-трехмерного изображения 106.
Лучи 102 (лопасти, светодиодные линейки) устройства формирования квази-трехмерного изображения 106 при вращении образуют световую окружность 107 (фиг. 4), внутри которой выводится изображение 106. На данных лучах 102 установлены светодиодные элементы (светодиоды) с широким углом свечения. Угол свечения может приближаться к 180 градусам. Это приводит к тому, что на часть боковой стенки (грани), которая перекрывается углом свечения светодиодов, попадает прямой свет от данных светодиодов, при этом остальная часть 105 боковой стенки (грани) остается в тени.
Упор 103 позволяет устройству стоять на плоскости (фиг. 2). Вместо упора 103 может быть использована подставка. Также существует вариант реализации устройства, в котором упор 103 отсутствует.
На фиг. 4 показан принцип формирования контрастного перехода 108, который образуется на границе освещенного 104 и неосвещенного участка 105 на боковой стенке корпуса 100 устройства. Контрастный переход (граница разделения между освещенным и неосвещенным участком 108) образуется как пересечение светового конуса изображения 106 с боковыми стенками устройства. Такая конструкция позволяет дополнительно создать эффекты, которые помогают человеческому глазу видеть 3Д изображение 106.
Эффект теней от ЗД изображения 106 объясняется следующим. Чем ближе изображение 106 к краю световой окружности 107, тем ближе к изображению 106 расположен контрастный переход 108. И наоборот, чем ближе изображение 106 к центру световой окружности 107, тем больше контрастный переход 108 отдаляется от изображения 106. Одновременно при изменении яркости изображения 106, происходит изменение яркости освещенной области на боковой стенке корпуса 100 устройства. Это приводит к изменению четкости контрастного перехода 108, т.е. переход (граница) 108 перемещается и изменяет свою четкость вслед за изменением четкости изображения 106. Человеческим глазом этот эффект воспринимается как отбрасывание тени 3Д объектом. В случае, когда тень четкая (переход 108 четкий), значит объект рядом со стенкой, когда размытая - значит далеко. Переход (граница) 108 находится на боковой стенке корпуса 100 примерно посередине между задней стенкой корпуса и передней крышкой (в случае ее наличия). В результате чего глаз воспринимает изображение 106, которое формируется в центре внутреннего объема корпуса 100 устройства, в точке А (фиг. 3).
Таким образом, изображение формируется не в области точки С (задней станки корпуса) и не в области точки В (внешний край корпуса или передней крышки), а в области точки А примерно посередине внутреннего объема корпуса 100 устройства. Это позволяет человеку реконструировать 3Д изображение в объеме устройства, где имеется пространство для 3Д изображения. Движения теней объекта, описанные выше, привлекают внимание глаза к контрастному переходу 108, тем самым человеческий глаз еще больше понимает наличие контрастного перехода и по этому переходу понимает, что 3Д объект находится внутри объема (пространства) устройства.
Устройство формирования квази-трехмерного изображения 106 может управляться вычислительным модулем (на фиг. не представлен), что может быть также реализовано с использованием CPU (Central Processing Unit), SoC (System on a chip) или иных технологий, обеспечивающих требуемый функционал в части вычислительной обработки. Устройство формирования объемного изображения 106 вращается (приводится в движение) двигателем (электродвигателем). Двигатель и вычислительный модуль могут, например, монтироваться на задней стенке корпуса 100, например внутри основания 101, или в иной части корпуса.
Вычислительный модуль обеспечивает обработку и получение данных от внешнего устройства (например, компьютер, смартфон, планшет и т.п.), передающего данные (при помощи проводных и беспроводных технологий передачи данных), которые должны быть отображены устройством формирования объемного изображения 106 за счет его вращения.
Таким образом, за счет конструкции устройства обеспечивается повышение объемности создаваемого изображения при создании контрастной динамической световой области около изображения.