Iluminación virtual del aeropuerto con imágenes volumétricas

Estaba mirando el plan propuesto de adquisición de terrenos del aeropuerto de Calicut para la expansión. Se requerirían 385 acres adicionales de tierra para proporcionar RESA y Área de Seguridad. Lo que me sorprendió fueron los 18 acres que se propusieron para la instalación de luces de aproximación a la pista, 900m de longitud. ¿No es mucho pedir?, me pregunté. Un nuevo edificio de terminal con una plataforma más grande ayudaría al movimiento de un mayor número de aviones y pasajeros, por lo tanto, mejoraría los ingresos para el aeropuerto perseguido por una pista de aterrizaje que no cumple completamente con los requisitos de DGCA y ICAO. El accidente de Air India Express en agosto de 2020 puso las cosas en marcha y llamó la atención de los políticos por proporcionar una infraestructura y un entorno operativo más seguros.

¿Qué pasaría si tuviéramos luces que fueran virtuales y tridimensionales, me pregunté?

Propuesta de Adquisición de Terrenos del Aeropuerto de Calicut

luces virtuales

Mis siguientes pensamientos giraron hacia la necesidad de desarrollar un sistema de iluminación de aproximación que no requiera todo ese terreno, francamente hablando parece una actividad desperdiciada. El zumbido en mi mente era desarrollar un sistema de iluminación para aeródromos que no necesita toda la infraestructura para alojarlo. Todas las tenencias de metal y largos sistemas de cableado. Miré los láseres, pero tenían el inconveniente de apuntar en una dirección particular. Necesitaba algo que atraviese el aire y sea visible incluso en condiciones climáticas adversas como la niebla y la lluvia y que también sea tridimensional. ¿Qué pasa si todo el aeródromo se puede iluminar con un interruptor y su 3D virtual?

Imágenes volumétricas

Proyectar un objeto en formato 3D es una fantasía que todos compartimos. Desde Star Wars hasta Black Panther, hemos visto numerosas películas de ciencia ficción que utilizan el concepto de «pantalla volumétrica» ​​para presentar información 3D en un espacio 3D real. Pero ahora, los investigadores han demostrado que estamos cerca de convertir este concepto en una realidad cotidiana. Según un estudio publicado en Nature en 2018, un Un equipo de científicos ha descubierto cómo manipular motas casi invisibles en el aire y usarlas para crear imágenes en 3D que son más realistas y claras que los hologramas. El autor principal del estudio, Daniel Smalley, físico de la Universidad Brigham Young en Provo, Utah, y su equipo crearon una pequeña mariposa que parecía bailar sobre un dedo y una imagen de un estudiante graduado que imitaba a Leia en la escena de Star Wars.

Denominado «pantalla de trampa ópticaLa tecnología utiliza fuerzas transmitidas por un conjunto de rayos láser casi invisibles para atrapar una sola partícula, de una fibra vegetal llamada celulosa y calentarla de manera uniforme. Eso permitió al equipo empujar y tirar de la celulosa. Luego, el segundo conjunto de láseres proyecta luz visible (roja, verde y azul) sobre la partícula, iluminándola a medida que se mueve por el espacio. Los humanos no pueden discernir imágenes a velocidades superiores a 10 por segundo, por lo que si la partícula se mueve lo suficientemente rápido, su trayectoria aparece como una línea sólida, como una bengala en la oscuridad.

En términos simples, es una impresión 3D de luz. Lo mejor es ver un video para tener una idea de la realidad con imágenes volumétricas.

La primera pantalla volumétrica 3D del mundo: Voxiebox VX1
Sistema de iluminación de aeropuerto fijo típico

Ventajas

Alojamiento. Los ojos humanos se adaptan a los puntos volumétricos de la imagen tal como lo hacen con los objetos materiales reales, porque puntos de imagen volumétrica son objetos materiales, al menos por un breve momento. Sin embargo, las pantallas de rayos y ondas forman puntos ópticos de imagen real por la convergencia de la luz. La calidad de ese punto, o función de dispersión de puntos, depende en gran medida del tamaño y la calidad de la apertura que lo soporta. ¿Es coherente? ¿Presenta una gran apertura numérica? Para igualar la acomodación de un punto volumétrico, una visualización de rayos u ondas tendría que rodear completamente el punto, convergiendo desde todas las direcciones para formar la imagen. Sólo entonces podría evitarse que la apertura de la pantalla degrade el efecto acomodativo.

Ángulo de visión. La supremacía de las pantallas volumétricas también se muestra en sus gran ángulo de visión, que generalmente viene «gratis» en pantallas volumétricas. El ángulo de visión amplio en las pantallas de rayos y especialmente en las pantallas de ondas holográficas, por el contrario, tiene el precio de una tremenda complejidad computacional y de hardware.

Oclusión. En el otro lado del libro mayor, oclusión—la capacidad de un objeto en una escena 3-D para oscurecer parcialmente otro—presenta un desafío considerable para las imágenes puntuales/volumétricas. En general, la primitiva de punto de imagen quiere emitir de forma isotrópica, pero para crear imágenes con autooclusión, debe ser posible desactivar la emisión del punto en algunas direcciones. En las pantallas de rayos y ondas, lograr la oclusión es un asunto mucho más simple que generalmente se reduce a una cuidadosa creación de contenido.

Formación de imágenes virtuales. Una imagen virtual se puede considerar como una ventana a otro mundo, que puede no tener mapeo en la realidad, y también presenta desafíos para las pantallas volumétricas. Si una pantalla está colgada en una pared de ladrillo macizo, pero la imagen en 3D muestra un paisaje abierto en el fondo, puede ser necesario crear frentes de onda o rayos que retrocedan hacia puntos que no pueden existir en el espacio real. Dado el requisito de que las pantallas volumétricas tengan dispersores físicos o emisores ubicados junto con los puntos de la imagen, las imágenes virtuales parecerían ser fundamentalmente imposibles para las pantallas volumétricas.

Se podría hacer una matriz de pequeños emisores que actúan como una matriz en fase, o incluso como fuentes de Huygens, para crear puntos de imagen virtuales. Pero tal pantalla crearía una apertura (los límites de la matriz) que limitaría los ángulos visibles del punto de la imagen virtual. Dejaría de ser una pantalla volumétrica y, en cambio, se convertiría en una pantalla de onda de matriz en fase formada con hardware volumétrico. Por lo tanto, heredaría las posibilidades y los desafíos de la familia de pantallas de ondas a expensas de las ventajas de la familia de pantallas volumétricas.

Fuente:

Pantallas volumétricas: Volviendo 3-D de adentro hacia afueraDaniel Smalley, Ting-Chung Poon, Hongyue Gao, Joshua Kvavle y Kamran Qaderi

Las imágenes volumétricas son una actualización de las pantallas de realidad virtual. Además, tampoco requiere ningún auricular como AR-VR. Además, estas pantallas volumétricas pueden funcionar en cualquier dispositivo de entrada 3D como Kinect, Movimiento de saltoy Estructura. Hablando de aplicaciones, uno puede usar la pantalla volumétrica para comunicaciones de tamaño humano en 3D como en las películas de ciencia ficción donde los humanos aparecen en formas proyectadas para una misión de alto secreto. Al igual que la industria médica y de atención de la salud usa esta pantalla para una serie de casos de uso, incluida la planificación quirúrgica, la revisión posoperatoria, la capacitación, la comunicación médico-paciente y el diagnóstico, la aviación puede usarla para capacitación y operaciones.

  • Iluminación de aeródromos
  • Conductor virtual
  • Solución de problemas de ingeniería
  • Servicio al Cliente
  • Entrenamiento de tripulación, cubierta de vuelo virtual o Cabina
  • una plétora de usos en la aviación.

En la actualidad, las principales empresas presentes en este mercado incluyen 3DIcon Corporation (EE. UU.), LightSpace Technologies Inc. (EE. UU.), Voxon (EE. UU.), Holografika Kft. (Hungría), Zebra Imaging (EE. UU.). PANTALLAS VOLUMÉTRICAS: TRANSFORMANDO EL MUNDO DE IMMERSIVE TECNOLOGÍAS de PreetiPadma

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