نظام تركيز اصيل للواقع المعزز المُشفر

قام باحثون من معهد مهندسي الكهرباء والالكترونيات (IEEE) بتطوير طريقة لزيادة صحة الواقع المعزز منخفض التكلفة والمبني على العرض ، من خلال نظارات خاصة تسبب في أن الصور ثلاثية الأبعاد المعروضة تخرج وتدخل في مجال البصر بنفس الطريقة التي ستفعلها إذا كانت الأشياء حقيقية ، وتكسب حجراً حاسماً في العائق الحسي للواقع المعزز في البيئات الخاضعة للرقابة.

نظام IEEE يعادة خلق مستويات العمق للصور ثلاثية الأبعاد الحقيقية والرسومات الحاسوبية التي ستخضع للتعيين في الغرف. في هذه الحالة ، يتم تعيين ثلاثة أرانب ستانفورد ثلاثية الأبعاد في نفس مستوى العمق مثل ثلاثة أشياء حقيقية ، وضبابيةهم تتحكم بها النقطة التي ينظر إليها المشاهد وتحديدها. يمكن للعرض ثلاثي الأبعاد وضع الصور على أسطح ثابتة أو متحركة أو حتى هندسة معقدة ، ويوفر تغطية واسعة يصعب إعادة إنشائها في ظل القيود الحاسوبية القاسية لأنظمة الواقع المعزز مثل HoloLens. المصدر: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38

يستخدم النظام عدسات قابلة للتحكم في البؤرة كهربائياً (ETL) متضمنة في نظارات المشاهد (التي تكون في أي حال ضرورية لفصل تدفقات الصور إلى تجربة ثلاثية الأبعاد مقنعة ومندمجة) ، والمتواصل مع نظام العرض ، الذي يغير تلقائياً مستوى ضبابية الصورة المعروضة للمشاهد.

تعيد عدسات ETL تقديم معلومات حول انتباه المستخدم البؤري وتحدد مستوى ضبابية على أساس كل مستوى للهندسة المعروضة. يتم وصف تطوير النظام في مقطع فيديو مصاحب ، مضمن في نهاية هذه المقالة.

الورقة ، بعنوان تعيين العرض ثلاثي الأبعاد المتعدد البؤر ، تقدم مستوى جديداً من القابلية للاستخدام لمجال قد تم تحديده بسبب عدم تكاملها مع طريقة المستخدمين في التركيز على الأشياء المختلفة ، ويتعهد بالفوز على مشاكل أنظمة مثل الصراع بين الانحدار والتكيف (VAC) – متلازمة حيث لا تتطابق المسافة المتصورة بين كائن مع مسافة البؤرة المنطقية ، مما يسبب في أن الكائن “يتحرك” بطريقة غير مقنعة واضحة حيث يجب أن يكون غير واضح في سياق موقعه.

في بيئات الواقع المعزز ، مثل HoloLens من مايكروسوفت ، يستخدم التصفيف المحدد لتركيز القوة الحاسوبية ، ويتضمن التفاصيل والتركيز بناءً على النقطة التي ينظر إليها المستخدم ويتحديدها. ومع ذلك ، فإن أنظمة الواقع المعزز القابلة للارتداء مثل HoloLens تتميز بتحميل أجهزة أكثر ، لأنها يجب أن توفر الصورة ثلاثية الأبعاد للمشاهد.

ميزة الواقع المعزز المُشفر

من ناحية أخرى ، فإن النظارات المزودة بتقنية ETL ببساطة ترسل معلومات البؤرة كمتغير إضافي إلى خطوط أنابيب الرسومات الحاسوبية عن بُعد ، والتي يمكنها تغيير بؤرة الصور المعروضة أسرع من الرحلة التي يجب أن تقوم بها معلومات البؤرة في جهاز الواقع المعزز القابل للارتداء (أي معلومات البؤرة > ترسل إلى المعالج عن بُعد > يتم تحويلها > ترسل مرة أخرى إلى المستخدم) ، مما يحسن من التأخير ، وهو في حد ذاته مسبب محتمل للارتباك لدى المشاهد في أنظمة الواقع المعزز.

بما أن التصفيف المحدد يستخدم لتحقيق توافق بين الموارد المتاحة المحدودة والمعايير الحسية للمستخدم ، فإن المناطق الكبيرة من الصور المُضافَة صعبة التحقيق في أنظمة مثل HoloLens ، والتصفيف “الرأسي” غير مستقر والحواف غير مستقرة شكوى متكررة.

من SIGGRAPH 98 – رؤية للواقع المعزز في بيئة مكتبية ، مذكورة في الورقة الجديدة. Source: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38 و https://web.media.mit.edu/~raskar/UNC/Office/

تلاحظ الورقة عدداً من المزايا المعروفة التي يتمتع بها تعيين العرض ثلاثي الأبعاد على أنظمة الواقع المعزز الحديثة ، والتي تعتمد على أجهزة ثقيلة وكثيفة ترتديها الجسم ، كما يشير المؤلفون إلى*:

أولاً ، يمكن جعل مجال الرؤية واسعاً كما هو ممكن من خلال زيادة عدد العارضات لتغطية البيئة بأكملها. ثانياً ، النظارات ذات الغطاء النشط خفيفة بشكل عام ، وبالتالي ، عبئها الجسدي أقل من نظارات الواقع الافتراضي. ثالثاً ، يمكن لمستخدمين متعددين مشاركة نفس تجربة الواقع المعزز إذا كانت نقاطهم من الرؤية قريبة من بعضها البعض. بفضل هذه المزايا ، وجد الباحثون أن تعيين العرض ثلاثي الأبعاد مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك ولكن ليس على سبيل الحصر دليل المتحف ، والتخطيط المعماري ، تصميم المنتج ، التدريب الطبي ، واجهات متغيرة الشكل ، والاتصالات عن بُعد.

واحدة من هذه التطبيقات تم تصميمها بواسطة.microsoft Research في عام 2012 ، قبل تركيز الشركة على الواقع المعزز داخل الأجهزة في السنوات الأخيرة:

يجادل باحثو IEEE بأن نظام إدخال البؤرة الجديد هو الأول الذي يعالج VAC عن طريق التحكم في مستويات البؤرة المتعددة ، وأنه أيضًا الأول الذي يحل هذه المشكلة بطريقة عامة ويمكن تطبيقها على نطاق واسع ، دون الحاجة إلى معدات عارضة باهظة الثمن والمختصة.

يتضمن خط أنابيب التصفيف المحدد الذي صممه الباحثون معلومات البؤرة التي تتلقاها نظارات المشاهد في بداية عملية التصفيف ، بدلاً من الحاجة إلى أن يقوم الحاسوب بتصفيف الصورة ثم تقليل وضوحها. ويمكن أن يوفر ذلك ، حسب التنفيذ ، الموارد الحاسوبية وتحسين التأخير عندما يتجول انتباه المشاهد حول العناصر الافتراضية.

يعمل التقنية بشكل جيد على مجموعة متنوعة من أسطح العرض الممكنة ، بما في ذلك السطوح المستوية وغير المستوية (أي المنحنية أو الهندسة المعقدة ، مثل الأشكال التي يمكن وضع صور الأشعة السينية الطبية عليها).

دُمية الواقع المُختلط التي تستخدم العرض ثلاثي الأبعاد ، مصممة لبيئة التعليم الطبي ، مذكورة في الورقة. Source: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-0064-6_23

تتطلب أنظمة العرض من هذا النوع بيئات مظلمة ، مثل إعدادات المتحف ، وتنقص نظارات ETL زاوية الرؤية المتاحة للمشاهد ، على الرغم من أن الباحثين يؤكدون أن اتجاه الزيادة في حجم الفتحة لآلات ETL سوف يخفف من هذه القيود مع مرور الوقت. كما يشير المؤلفون إلى أن النظام يتطلب عارضًا سريعًا لتقديم إطارات كافية لفصلها إلى两个 تيار ، وقد استخدموا عارضًا جاهزًا ومتاحًا تجارياً لتنفيذهم.

*تحويلي للاستشهادات الداخلية إلى روابط.