Расстояние между мечтой и ее воплощением с каждым годом становится все короче. Еще лет десять-двадцать назад претворялось в жизнь то, о чем писали первые научные фантасты. Сегодня благодаря стремительному развитию технологий, многие идеи, о которых мы читали в детстве, становятся осязаемыми.

Надеюсь, о «Звездных войнах» (Star Wars) все слышали, а многие, наверное, и видели. Первая часть этого фильма, ставшего культовым, и воплотившегося в многочисленных продолжениях и компьютерных играх, появилась в 1977 году. Я не призываю вас еще раз просмотреть этот потрясающий для того времени фильм, сегодня больше популярен «Первый эпизод» из той же серии. Вспомните только одну сцену, в которой робот R2-D2 проецирует трехмерное изображение принцессы Леи, которая просит своего друга с труднопроизносимым именем Obi-Wan Kenobi о помощи. В то время это был один из многочисленных спецэффектов и многих больше волновал вопрос, каким образом это реализовано в фильме. Но прошли годы, и сегодня вопрос зазвучал по-другому: как это работает и зачем оно нужно?
Дисплей в воздухе

Идея создания дисплея в воздухе не нова. В принципе, воздух является средой, обладающей вполне конкретными характеристиками, изменив которые соответствующим образом, можно сформировать изображение. В том, что это подвластно природе, сомневаться не приходится, такие атмосферные явления как северное сияние или радуга известны всем. Человечество уже давно смогло объяснить физику этих явлений и научилось самостоятельно создавать подобные эффекты. Правда, до сих пор практическое применение этих знаний ограничивалось в основном развлекательными мероприятиями, вроде красочных шоу или концертов.

С другой стороны, это поле деятельности всегда интересовало производителей дисплеев, естественная эволюция которых уже прошла стадию технологий на базе ЭЛТ, сделав их достоянием истории, и, в общем-то, застряла на жидкокристаллической технологии. Конечно, есть и перспективные направления, вроде OLED или LEP, да и укрощение плазмы не является столь сложной задачей. Но основным недостатком всех современных дисплеев является их ограниченность, в первую очередь физическая. Короче говоря, чем больше «ящик», тем больше изображение.

Именно это факт заставил калифорнийскую компанию IO2 Technology задуматься о разработке дисплея, для которого не нужен экран в привычном смысле этого слова. Созданное инженерами этой компании устройство Heliodisplay формирует изображение непосредственно в воздухе. Причем дисплею абсолютно безразлично, что воспроизводить: компьютерное изображение, видео, телевизионную трансляцию либо что-либо другое. Можно назвать его виртуальным, или пространственным, но суть от этого не меняется. Ведь пользователь может прогуливаться вокруг такого дисплея и даже проходить через него.

 Подобная идея оказалась очень актуальной в свете всеобщей «мобилизации», когда количество всевозможных мобильных гаджетов растет как на дрожжах и дисплей в большинстве случаев остается самым узким местом. С этой точки зрения теоретически работа на карманном компьютере никогда не может быть удобнее работы на настольном компьютере с большим монитором (правда, за первым преимущество в мобильности). В то же время дисплеи мобильных устройств жестко ограничены физическими размерами самого устройства, что не позволяет их увеличивать без ограничений. Здесь только одна дорога – в область виртуальных дисплеев.

Разумеется, вынесенное в заголовок равенство неполное, здесь еще должна присутствовать технология этого сложения. Как раз об этом представители компании IO2 Technology говорят очень мало, что поделать, know-how.

Итак, что мы имеем, - проецирующее устройство, размером с буханку хлеба (помните «кирпичик» советских времен?). Конечно, нужен еще воздух, в вакууме дисплей работать не будет, но с этим проблем, думаю, не будет. И это все. Проектор создает изображение с диагональю 27 дюймов, которое компания планирует расширить до 150 дюймов в последующих реализациях устройства. Известно, что проектор модифицирует характеристики обычного воздуха посредством особым образом излучаемых фотонов. Это абсолютно безвредно и не требует никаких особых условий.

 Фактически изображение двумерное, но если отойти на несколько шагов от изображения, то за счет глубины создается ощущение трехмерности. Разумеется, Heliodisplay, как и компьютерный монитор может воспроизводить симулированное 3D (площадь обзора составляет около 150 градусов). Изображение с обратной стороны невидимо, оно, по сути, прозрачно. В будущем планируется создать дисплей, воспроизводящий «двустороннее» изображение и имеющий возможность переключать обе стороны и отключать видимость любой из них. Изображение формируется непосредственно над проектором, то есть перенос проектора с места на место означает и перенос самого изображения. Не нужны специальные очки, перчатки, безразличен и цвет фона.

Весьма интересно организовано взаимодействие пользователя с таким дисплеем (в смысле, с изображением). В принципе, можно осуществлять любые манипуляции, аналогичные операциям на дисплее персонального компьютера, только для этого не нужны ни клавиатура, ни мышь. Хотите передвинуть изображение - «захватили» его рукой и переместили; надо выбрать объект, передвинуть курсор и т.п. – используете для этого палец. Компания особо указывает, что получаемое изображение не является голограммой, но оно позволяет манипулировать с объектами на дисплее подобно сенсорному дисплею.

IO2 Technology проделала большой путь, прежде чем достичь такого результата. Первый прототип Heliodisplay позволял получать 5-дюймовую картинку с разрешением 1024 х 768 пикселей. На нем можно было смотреть видео с 16-битным цветом, поддерживалась регулировка яркости. Интересно, что самые большие проблемы были с получением приемлемых вертикальных размеров, в то время как ограничения в длину отсутствовали. Это связано с особенностями формирования «облака частиц» (particle cloud), которые формируют изображение.

Внесение в это облако руки нарушает структуру потока частиц, с другой стороны это нарушение выявляется оптическим путем, что и позволяет однозначно идентифицировать требуемое действие. Мгновенная реакция устройства позволяет реализовать интерактивность. Еще одним плюсом такого подхода является возможность манипулировать с дисплеем нескольким пользователям одновременно. Здесь может возникнуть каверзный вопрос, – а что, если два пользователя будут тянуть один и тот же объект в разные стороны, победит сильнейший, что ли? Решение простое и логичное – кто первым «захватил» этот объект, тот им и управляет.

Для этой технологии существует множество потенциальных применений, например, можно создавать виртуальные прототипы или целые архитектурные ансамбли, вокруг которых можно походить, рассмотреть со всех сторон, приблизить интересные объекты и т.д. Первые выпущенные дисплеи большей частью ориентированы на воспроизведение видео, что подтверждается наличием поддержки большинства видеоисточников (телевизор, DVD-плеер, компьютер, видеоконсоль). Кстати, используется для этого небезызвестный стандарт Plug-and-Play.

 Конечно, цена такого дисплея очень высока – сегодняшний 27-дюймовый Heliodisplay стоит 22500 долларов. Но в компании считают, что при выходе на массовое производство она значительно снизится и будет соизмерима с ценами на плазменные дисплеи с аналогичными диагоналями (в районе 5000 долларов). В ближайших планах компании – выпуск до конца этого года 42-дюймовых дисплеев. Одновременно компания работает над созданием компактных (карманных) вариантов проекторов.

Компания уже разработала карманный вариант проектора, но он еще не готов для коммерческой реализации. Тому несколько причин. Во-первых, изображение на таком дисплее пока еще уступает по качеству традиционным TFT-дисплеям, в основном это касается четкости картинки и контрастности (максимум 200:1). С другой стороны, еще не полностью отработаны интерфейсы для мобильных устройств. К тому же, наверняка, потребуются соответствующие договоренности с производителями гаджетов, ведь в большинстве из них отсутствует разъем для подключения внешнего дисплея.

Но возможность получать изображения, которые покидают привычные границы небольшого дисплея и выходят в воздух, позволяя вам интерактивно воздействовать с виртуальными объектами в любом месте, весьма заманчива. Параметры изображения вполне приемлемы и превышают аналогичные показатели для большинства современных мобильных устройств – отображение 16,7 млн. цветов при разрешениях от 640 х 480 до 1024 х 768 пикселей (это для 27-дюймовых дисплеев, для большей диагонали эти параметры, разумеется, будут повыше).

 Еще одним плюсом таких дисплеев является их низкая требовательность к аппаратным ресурсам компьютера даже при реализации интерактивных функций: процессорная мощность используется по минимуму, ну а видеоподсистема не нужна в принципе (ее функции выполняет проектор).
Когда-нибудь, лет через десять…

Да-да, представители компании считают, что именно столько лет нужно, чтобы их технология пришла в дом к каждому и заменила телевизор, монитор и другие отображающие устройства. Чем-то мне это напоминает идею «интеллектуального дома будущего», разговоры о которой ведет Microsoft. Хотя это уже будет, наверное, апофеозом проникновения высоких технологий в жизнь. Менее масштабные приложения этой технологии не менее интересны и должны появиться в ближайшее время.

Тем более что конкуренты не дремлют. Так, к примеру, очень похожий проект есть у финской компании FogScreen Inc. К тому же не стоит забывать и про голографию, несмотря на то, что эта технология получения изображения не может поддерживать интерактивность и требует значительных мощностей и габаритов для реализации, качество голографического изображения выше всяческих похвал.

А вот для мобильных устройств виртуальные дисплеи это, скорее всего, единственный путь получить приемлемое изображение и в то же время не выйти за рамки карманного форм-фактора. Ведь попытка «втиснуть», к примеру, в карманные компьютеры дисплеи с VGA-разрешением, имеет весьма ограниченные возможности. Тот же Sharp Zaurus SL-C760 использует 9,5-сантиметровый дисплей с разрешением 640 х 480 пикселей, но длительная работа на нем серьезно напрягает глаза. И хочешь - не хочешь, а придется довольствоваться более низкими разрешениями.

Впрочем, это не рекорд. На недавно прошедшей выставке Ceatec Japan 2003 компания Fujitsu продемонстрировала карманный компьютер .u Pocket, дисплей которого работает в разрешении 800 х 600 пикселей. Сомнений нет, графика и видео на таком дисплее будут смотреться превосходно (если вы, конечно, захотите смотреть фильм таким образом), но что касается, например, работы с текстовыми документами или электронными таблицами, то такое разрешение сулит мало преимуществ.

С этой точки зрения использование виртуальных дисплеев, вроде Heliodispaly, которые не ограничены размерами самого устройства, неплохой шанс предоставить пользователю возможность работать с изображением приемлемого размера и качества. Что ж, прецедент виртуализации дисплеев начался, осталось дождаться только его развязки.