Վավերական կենտրոնացման համակարգ «էժան» հավելյալ իրականության համար

Էլեկտրական և էլեկտրոնիկայի ինժեներների ինստիտուտի (IEEE) հետազոտողները մշակել են մեթոդ՝ բարձրացնելու էժանագին, պրոյեկցիայի վրա հիմնված ընդլայնված իրականության ինստալացիաների իսկությունը հատուկ ակնոցների միջոցով, որոնք ստիպում են նախագծված 3D պատկերները մտնել և դուրս գալ ուշադրության կենտրոնում։ այնպես, ինչպես նրանք կանեին, եթե օբյեկտներն իրական լինեին, հաղթահարելով ընկալման կարևոր խոչընդոտը վերահսկվող միջավայրում պրոյեկցիոն համակարգերի գործնական օգտագործման համար:

IEEE համակարգը վերստեղծում է խորության հարթություններ կանխատեսվող իրական և CGI պատկերների համար, որոնք կտեղադրվեն սենյակներում: Այս դեպքում երեք CGI Սթենֆորդի նապաստակները գտնվում են նույն խորության հարթության վրա, ինչ իրական աշխարհի երեք օբյեկտները, և նրանց պղտորությունը վերահսկվում է նրանով, թե որտեղ է դիտողը նայում և կենտրոնանում: 3D պրոյեկտորները կարող են կադրեր տեղադրել ֆիքսված մակերեսների, շարժվող մակերեսների կամ նույնիսկ բարդ երկրաչափության վրա՝ առաջարկելով լայն ծածկույթ, որը դժվար է վերստեղծել AR համակարգերի մշակման խիստ սահմանափակումների ներքո, ինչպիսին է HoloLens-ը: Աղբյուրը՝ https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38

Համակարգն օգտագործում է էլեկտրական ֆոկուսով կարգավորվող ոսպնյակներ (ETL), որոնք տեղադրված են դիտողի ակնոցների մեջ (որոնք ամեն դեպքում անհրաժեշտ են պատկերի երկու հոսքերը համոզիչ, ինտեգրված 3D փորձառության մեջ բաժանելու համար) և որոնք հաղորդակցվում են պրոյեկցիոն համակարգի հետ, որն այնուհետև ավտոմատ կերպով փոխվում է։ դիտողի տեսած նախագծված պատկերի մշուշության մակարդակը:

ETL ոսպնյակները հաղորդում են օգտատիրոջ կիզակետային ուշադրության մասին տեղեկատվություն և սահմանում են պղտորության մակարդակը յուրաքանչյուր հարթության վրա՝ կանխատեսվող երկրաչափությունը ցուցադրելու համար: Համակարգի զարգացումը նկարագրված է կից տեսանյութում, որը զետեղված է այս հոդվածի վերջում:

The թուղթ, վերնագրով Բազմաֆոկալ ստերեոսկոպիկ պրոյեկցիոն քարտեզագրում, առաջարկում է օգտագործելիության նոր մակարդակ մի դաշտի համար, որը սահմանափակվել է ինտեգրման բացակայության պատճառով, թե ինչպես են օգտատերերը կենտրոնանում տարբեր օբյեկտների վրա, և որը խոստանում է հաղթահարել այնպիսի խնդիրներ, որոնք ունեցել են նման համակարգերը փոխհարաբերություններ-հարմարեցում կոնֆլիկտի հետ:VAC) – համախտանիշ, երբ օբյեկտի միջև ընկալվող հեռավորությունը չի համընկնում նրա տրամաբանական կենտրոնացման հեռավորության վրա, ինչի հետևանքով օբյեկտը «լողում է» անհամոզիչ կտրուկ ձևով, որտեղ այն պետք է ապակենտրոնացվի իր տեղադրման համատեքստում:

AR միջավայրերում, ինչպիսիք են Microsoft-ի HoloLens-ը, օգտագործվում է foveated rendering կենտրոնացնել վերամշակող հզորությունը, մանրամասն ներկայացնել և կենտրոնանալ այն բանի վրա, թե որտեղ է նայում և կենտրոնանում սարքը կրող օգտվողը: Այնուամենայնիվ, կրելի AR համակարգերը, ինչպիսիք են HoloLens-ի գործառույթը, շատ ավելի մեծ բեռնվածություն ունեն, քանի որ դրանք իրականում պետք է 3D պատկերը մատուցեն դիտողին:

Նախագծվող հավելյալ իրականության առավելությունը

Ի հակադրություն, ETL-ով ապահովված ակնոցները պարզապես կիզակետային տեղեկատվություն են ուղարկում որպես լրացուցիչ փոփոխական հեռավոր CGI խողովակաշարերին, ինչը կարող է ավելի արագ փոխել նախագծվող պատկերների կիզակետը, քան այն շրջադարձը, որը կիզակետային տեղեկատվությունը պետք է կատարի կրելի AR սարքում (այսինքն. կենտրոնացված տեղեկատվություն > ուղարկվել է հեռակառավարվող պրոցեսորին > մատուցվել > հետ է ուղարկվել կրողին), լատենտության բարելավում, որն ինքնին ա հեռուստադիտողի ապակողմնորոշման հնարավոր պատճառ AR համակարգերում։

Փաստորեն, foveated rendering-ը օգտագործվում է նույնքան սահմանափակ հասանելի ռեսուրսները տեղավորելու համար, որքան օգտատիրոջը վավերական կիզակետային փորձ ապահովելու համար՝ HoloLens-ի ոճի համակարգերում դժվար հասանելի վերադրված պատկերների մեծ տարածքներով, և սահմանափակ «տառարկղերի ցուցադրում» և անկայուն եզրեր հետևողական բողոք.

SIGGRAPH 98-ից – ընդլայնված իրականության տեսլական գրասենյակային միջավայրում, որը մեջբերում է նոր թերթում: Աղբյուր՝ https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38 և https://web.media.mit.edu/~raskar/UNC/Office/

Թերթը նկատում է մի շարք հայտնի առավելություններ, որոնք ստերեոսկոպիկ պրոյեկցիոն քարտեզագրումը (PM) ունի ընդլայնված իրականության ավելի ժամանակակից իրականացումների նկատմամբ, որոնք հիմնված են ծանր և ինտենսիվ մարմնի կողմից մաշված սարքավորումների վրա, ինչպես նշում են հեղինակները*.

Նախ՝ տեսադաշտը (FOV) կարելի է հնարավորինս լայնացնել՝ մեծացնելով պրոյեկտորների թիվը՝ ամբողջ միջավայրը ծածկելու համար: Երկրորդ, օգտագործվող ակտիվ կափարիչ ապակիները սովորաբար շատ ավելի թեթև են, և, հետևաբար, նրանց ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունը ավելի քիչ է, քան HMD-ները: Երրորդ, մի քանի օգտատերեր կարող են կիսել նույն AR փորձը, եթե նրանց տեսակետները բավականաչափ մոտ են միմյանց: Այս առավելությունների շնորհիվ հետազոտողները պարզել են, որ ստերեոսկոպիկ PM-ը հարմար է կիրառությունների լայն շրջանակի համար, ներառյալ, բայց չսահմանափակվելով թանգարանային ուղեցույցներ, ճարտարապետության պլանավորում, արտադրանքի դիզայնի, բժշկական ուսուցում, ձևափոխող միջերեսներ, և հեռուստակոնֆերանս:

Նման իրականացումներից մեկը մշակվել է Microsoft Research-ի կողմից 2012 թվականին, նախքան վերջին տարիներին ընկերության կենտրոնացումը սարքում AR-ի վրա.

IEEE հետազոտողները պնդում են, որ ֆոկուսային մուտքագրման նոր համակարգն առաջինն է, որը վերաբերում է VAC-ին՝ կառավարելով բազմաֆոկուս հարթությունները, և նաև առաջինն է, որը լուծում է այս խնդիրը ընդհանուր և լայնորեն կիրառելի եղանակով՝ առանց թանկարժեք, մասնագիտացված նախագծման սարքավորումների անհրաժեշտության:

Հետազոտողների կողմից մշակված ֆոկուս-կենտրոնացված արտապատկերման խողովակաշարը ներառում է կիզակետային տեղեկատվությունը, որը ստացվել է դիտողի ETL ակնոցներից, ռենդերացման գործընթացի հենց սկզբում, այլ ոչ թե հիմնական համակարգչից պահանջելու, որ արտապատկերվի և այնուհետև մշուշվի: Կախված իրականացումից, սա կարող է հետագայում խնայել մշակման ռեսուրսները և բարելավել հետաձգումը, քանի որ դիտողի կիզակետային հայացքը թափառում է վիրտուալ տարրերի շուրջ:

Հաղորդվում է, որ տեխնիկան լավ է աշխատում տարբեր հնարավոր պրոյեկցիոն մակերեսների վրա, այդ թվում՝ հարթ, ոչ հարթ (այսինքն՝ կոր կամ բարդ երկրաչափություն, ինչպես օրինակ՝ դանակները, որոնց վրա կարող են դրվել բժշկական ռենտգեն պատկերներ) և շարժվող մակերեսների վրա:

Խառը իրականության մանեկեն, որն օգտագործում է 3D պրոյեկցիա, որը նախատեսված է բժշկական կրթության միջավայրի համար, նշված է հոդվածում: Source: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-0064-6_23

Այս տեսակի պրոյեկցիոն համակարգերը պահանջում են մութ միջավայրեր, ինչպիսիք են թանգարանային կարգավորումները, և ETL համակարգը նվազեցնում է դիտողի հասանելի դիտման անկյունը, թեև հետազոտողները պնդում են, որ ETL սարքավորումների բացվածքի չափերի մեծացման միտումը ժամանակի ընթացքում կթուլացնի այս սահմանափակումը: Թեև հեղինակները նաև նշում են, որ համակարգը պահանջում է բարձր արագությամբ պրոյեկտոր, որպեսզի ապահովի բավականաչափ շրջանակներ երկու հոսքերի բաժանելու համար, նրանք օգտագործել են վաճառասեղանից դուրս, կոմերցիոն հասանելի պրոյեկտոր դրանց իրականացման համար:

* Ներքին մեջբերումների իմ փոխակերպումը հիպերհղումների: