СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ СТАЦИОНАРНОГО СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО БИНОКУЛЯРА
METHOD OF USING STATIONARY STEREOSCOPIC BINOCULAR

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.