"Хямдхан" нэмэгдсэн бодит байдалд зориулсан жинхэнэ фокусын систем

Цахилгаан, электроникийн инженерүүдийн хүрээлэнгийн (IEEE) судлаачид тусгай нүдний шилээр дамжуулан хямд өртөгтэй, проекц дээр суурилсан нэмэлт бодит байдлын суурилуулалтын үнэн зөвийг нэмэгдүүлэх аргыг боловсруулжээ. Хэрэв объектууд бодит байсан бол хяналттай орчинд проекцын системийг практик ашиглахад тулгарч буй чухал бэрхшээлийг даван туулж чадна.

IEEE систем нь бодит болон CGI дүрслэлд зориулж гүний хавтгайг дахин бүтээдэг бөгөөд эдгээрийг өрөөнд байрлуулах болно. Энэ тохиолдолд гурван CGI Стэнфордын туулайг гурван бодит ертөнцийн объекттой ижил гүний хавтгайд байрлуулж, тэдний бүдэгрүүлгийг үзэгч хаашаа харж, анхаарлаа төвлөрүүлж байгаагаар нь хянадаг. 3D проекторууд нь тогтсон гадаргуу, хөдөлгөөнт гадаргуу, тэр ч байтугай нарийн төвөгтэй геометр дээр дүрс бичлэг хийх боломжтой бөгөөд HoloLens зэрэг AR системүүдийн боловсруулалтын ноцтой хязгаарлалтын дор дахин бүтээхэд хэцүү өргөн хүрээг хамардаг. Эх сурвалж: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38

Энэхүү систем нь үзэгчийн нүдний шилэнд суулгасан цахилгаанаар фокус тохируулдаг линз (ETL) ашигладаг (энэ нь ямар ч тохиолдолд хоёр зургийн урсгалыг үнэмшилтэй, нэгдсэн 3D туршлага болгон салгахад шаардлагатай) бөгөөд проекцийн системтэй холбогдож, дараа нь автоматаар өөрчлөгддөг. үзэгчийн харж буй төсөөлж буй зургийн бүдэг бадаг байдлын түвшин.

ETL линз нь хэрэглэгчийн анхаарлын төвлөрлийн талаарх мэдээллийг тайлагнаж, төлөвлөсөн геометрийн дүрслэлд зориулж бүдэгрэх түвшинг хавтгай тус бүрээр тогтоодог. Системийн хөгжлийг энэ нийтлэлийн төгсгөлд оруулсан дагалдах видеон дээр тайлбарласан болно.

The цаасан, нэртэй Олон талт стереоскопийн проекцийн зураглал, хэрэглэгчдийн өөр өөр объектод анхаарлаа төвлөрүүлэх арга барилтай уялдаа холбоогүйн улмаас хязгаарлагдаж байсан талбарт ашиглах боломжийн шинэ түвшнийг санал болгож байгаа бөгөөд ийм системүүд нь байр суурь-байршлын зөрчилдөөнтэй тулгарсан асуудлуудыг даван туулахыг амлаж байна (VAC) – объектын хоорондох зай нь түүний логик фокусын зайтай таарахгүй байх синдром бөгөөд энэ нь тухайн объектыг байрлуулахдаа анхаарлаа төвлөрүүлэх шаардлагатай бол үнэмшилгүй хурц хэлбэрээр "хөвөх" болно.

Microsoft-ын HoloLens гэх мэт AR орчинд, foveated rendering ашиглаж байна төхөөрөмж зүүж буй хэрэглэгчийн хаана харж, анхаарлаа төвлөрүүлж байгаад тулгуурлан боловсруулах хүчин чадлыг төвлөрүүлж, нарийвчлалыг гаргаж, анхаарлаа төвлөрүүлэх. Гэсэн хэдий ч HoloLens гэх мэт зүүж болох AR системүүд нь 3D дүрсийг үзэгчдэд хүргэх ёстой тул самбар дээрх техник хангамжийн ачаалал хамаагүй өндөр байдаг.

Төлөвлөсөн нэмэгдүүлсэн бодит байдлын давуу тал

Үүний эсрэгээр, ETL-ийг идэвхжүүлсэн нүдний шил нь фокусын мэдээллийг алсын CGI дамжуулах хоолойд нэмэлт хувьсагч болгон илгээдэг бөгөөд энэ нь фокусын мэдээлэл зүүж болох AR төхөөрөмж (жишээ нь: анхаарлаа төвлөрүүлэх мэдээлэл > алсын процессор руу илгээсэн > үзүүлсэн > хэрэглэгч рүү буцааж илгээсэн), хоцролтыг сайжруулах, энэ нь өөрөө a үзэгчдийн баримжаа алдагдах боломжит шалтгаан AR системд.

Үнэн хэрэгтээ, foveated rendering нь HoloLens маягийн системд хүрэхэд хэцүү, том хэмжээний зураглалыг ашиглахад хэцүү, хязгаарлагдмал "захидлын хайрцагны дүрслэл" ба хэрэглэгчдэд жинхэнэ фокусын туршлагыг бий болгохын тулд хязгаарлагдмал нөөцийг ашиглахын тулд ашигладаг. тогтворгүй ирмэгүүд байнгын гомдол.

SIGGRAPH 98-аас шинэ нийтлэлд иш татсан оффисын орчин дахь сайжруулсан бодит байдлын төсөөлөл. Эх сурвалж: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38 болон https://web.media.mit.edu/~raskar/UNC/Office/

Энэхүү баримт бичигт стереоскоп проекцын зураглал (PM) нь хүнд, хүчтэй биед зүүсэн тоног төхөөрөмж дээр тулгуурласан сайжруулсан бодит байдлын илүү орчин үеийн хэрэгжилттэй харьцуулахад хэд хэдэн мэдэгдэж байгаа давуу талуудыг ажигласан бөгөөд зохиогчид тэмдэглэв*:

Нэгдүгээрт, орчныг бүхэлд нь хамрах проекторын тоог нэмэгдүүлэх замаар харах талбайг (FOV) аль болох өргөн болгож болно. Хоёрдугаарт, ашигладаг идэвхтэй хаалттай шил нь ихэвчлэн хөнгөн байдаг тул биеийн ачаалал нь HMD-ээс бага байдаг. Гуравдугаарт, хэрэв тэдний үзэл бодол бие биедээ хангалттай ойрхон байвал олон хэрэглэгчид ижил AR туршлагаа хуваалцах боломжтой. Эдгээр давуу талуудын ачаар судлаачид стереоскоп PM нь өргөн хүрээний хэрэглээнд тохиромжтой болохыг тогтоожээ. музейн хөтөч, архитектур төлөвлөлт, бүтээгдэхүүний загвар, эмнэлгийн сургалт, хэлбэр өөрчлөх интерфейс, болон теле хурал.

Ийм хэрэгжүүлэлтийн нэгийг Microsoft Research компани сүүлийн жилүүдэд төхөөрөмж доторх AR дээр төвлөрөхөөс өмнө 2012 онд зохион бүтээжээ.

IEEE-ийн судлаачид шинэ фокусын оролтын систем нь олон фокустай онгоцыг удирдах замаар VAC-ийн асуудлыг шийдэж чадсан анхны систем бөгөөд энэ асуудлыг үнэтэй, тусгай зориулалтын төсөллөх төхөөрөмж ашиглахгүйгээр ерөнхий, өргөн хэрэглэгдэхүйц байдлаар шийдэж чадсан анхны систем юм.

Судлаачдын зохион бүтээсэн фокус төвтэй дүрслэх дамжуулах хоолой нь үндсэн компьютерийг дүрсэлж, дараа нь бүдгэрүүлэхийг шаардахаас илүүтэйгээр дүрслэх үйл явцын эхэнд үзэгчийн ETL нүдний шилнээс хүлээн авсан фокусын мэдээллийг агуулдаг. Хэрэгжүүлэлтээс хамааран энэ нь боловсруулалтын нөөцийг цаашид хэмнэж, үзэгчдийн анхаарлын төвд байгаа харц виртуал элементүүдийг тойрон эргэлдэж байх үед хоцролтыг сайжруулах боломжтой.

Энэ техник нь хавтгай, хавтгай бус (өөрөөр хэлбэл муруй эсвэл нарийн төвөгтэй геометр, тухайлбал эмнэлгийн рентген зурагт буулгаж болох дамми) болон хөдөлгөөнт гадаргуу зэрэг янз бүрийн төсөөллийн гадаргуу дээр сайн ажилладаг гэж мэдээлсэн.

Анагаах ухааны боловсролын орчинд зориулагдсан 3D проекц ашигладаг холимог бодит байдлын манекен. Source: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-0064-6_23

Энэ төрлийн проекцийн системүүд нь музейн тохиргоо гэх мэт харанхуй орчин шаарддаг бөгөөд ETL систем нь үзэгчийн үзэх боломжтой өнцгийг бууруулдаг боловч ETL төхөөрөмжийн диафрагмын хэмжээ нэмэгдэх хандлага нь цаг хугацааны явцад энэ хязгаарлалтыг бууруулна гэж судлаачид үзэж байна. Зохиогчид систем нь хоёр урсгалд хуваагдах хангалттай хүрээг хангахын тулд өндөр хурдны проектор шаарддаг гэдгийг тэмдэглэсэн боловч тэдгээрийг хэрэгжүүлэхэд бэлэн байгаа, худалдаанд гарсан проектор ашигласан.

*Миний доторх ишлэлүүдийг гипер холбоос болгон хөрвүүлсэн нь.