Аутентични систем фокусирања за „јефтину“ проширену стварност

Истраживачи са Института за инжењере електротехнике и електронике (ИЕЕЕ) развили су метод за повећање аутентичности јефтиних инсталација проширене стварности заснованих на пројекцији, кроз посебне наочаре које узрокују да пројектоване 3Д слике улазе и излазе из фокуса у истом начин на који би то учинили да су објекти стварни, превазилазећи критичну перцептивну препреку за практичну употребу пројекционих система у контролисаним окружењима.

ИЕЕЕ систем рекреира равни дубине за пројектоване стварне и ЦГИ слике које ће бити постављене у просторије. У овом случају, три ЦГИ Станфорд зечице су суперпоноване на истој равни дубине као три објекта из стварног света, а њихова замућеност се контролише на основу тога где гледалац гледа и фокусира. 3Д пројектори могу да поставе снимак на фиксне површине, покретне површине или чак сложену геометрију, нудећи широку покривеност коју је тешко поново креирати под строгим ограничењима обраде АР система као што је ХолоЛенс. Извор: хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=И8ДГТКнкм38

Систем користи сочива са електричним фокусом (ЕТЛ) уграђена у наочаре посматрача (које су у сваком случају неопходне за раздвајање два тока слике у убедљиво, интегрисано 3Д искуство) и које комуницирају са системом за пројекцију, који се затим аутоматски мења ниво замућености пројектоване слике коју гледа гледалац.

ЕТЛ сочива извештавају о информацијама о фокусној пажњи корисника и постављају ниво замућености на основу равни за приказивање пројектоване геометрије. Развој система је приказан у пратећем видео снимку, уграђеном на крају овог чланка.

папир, под називом Мултифокално стереоскопско пројекцијско мапирање, нуди нови ниво употребљивости за поље које је ограничено недостатком интеграције са начином на који се корисници фокусирају на различите објекте, и који обећавају да ће превазићи проблеме које су такви системи имали са конфликтом између границе и прилагођавања (ВАЦ) – синдром где се перципирана удаљеност између објекта не поклапа са његовом логичном даљином фокусирања, што доводи до тога да објекат „лебди” на неубедљиво оштар начин где би требало да буде дефокусиран у контексту његовог постављања.

У АР окружењима, као што је Мицрософтов ХолоЛенс, користи се фовеатед рендеринг да се концентрише процесорска снага, рендеровање детаља и фокус на основу тога где корисник који носи уређај гледа и фокусира. Међутим, носиви АР системи као што је функција ХолоЛенс имају много веће оптерећење хардвера на плочи, пошто заправо морају да испоруче 3Д слику гледаоцу.

Предност пројектоване проширене стварности

Насупрот томе, наочаре са омогућеним ЕТЛ једноставно шаљу фокусне информације као додатну променљиву удаљеним ЦГИ каналима, што може променити фокус пројектованих слика брже од повратног путовања које фокусне информације морају да направе у носивом АР уређају (тј. информације о фокусу > послате удаљеном процесору > приказане > послате назад кориснику), побољшање латенције, што је само по себи а потенцијални узрок дезоријентације гледаоца у АР системима.

У ствари, фовеатед рендеровање се користи колико за прилагођавање ограниченим расположивим ресурсима толико и за пружање аутентичног фокусног искуства за корисника, са великим површинама суперпонираних слика које је тешко постићи у системима у стилу ХолоЛенс, и ограниченим „рендерингом у поштанском сандучету“ и нестабилне ивице доследна жалба.

Из СИГГРАПХ 98 – визија проширене стварности у канцеларијском окружењу, цитирано у новом раду. Извор: хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=И8ДГТКнкм38 и хттпс://веб.медиа.мит.еду/~раскар/УНЦ/Оффице/

У раду се уочава низ познатих предности које стереоскопско пројекцијско мапирање (ПМ) има у односу на модерније имплементације проширене стварности, које се ослањају на тешку и интензивну опрему која се носи на телу, као што аутори примећују*:

Прво, видно поље (ФОВ) се може учинити што је могуће ширим повећањем броја пројектора да покрије читаво окружење. Друго, наочаре са активним затварачем које се користе су обично много лакше, па је стога њихово физичко оптерећење мање од ХМД-а. Треће, више корисника може да дели исто АР искуство ако су њихове тачке гледишта довољно блиске једна другој. Захваљујући овим предностима, истраживачи су открили да је стереоскопски ПМ погодан за широк спектар примена, укључујући, али не ограничавајући се на музејски водичи, планирање архитектуре, дизајн производа, медицинска обука, интерфејси који мењају облики телеконференције.

Једну такву имплементацију осмислио је Мицрософт Ресеарцх 2012. године, пре него што се компанија последњих година концентрисала на АР унутар уређаја:

ИЕЕЕ истраживачи тврде да је нови систем за унос фокуса први који се бави ВАЦ-ом контролисањем мултифокусних равни, а такође је и први који решава овај проблем на генерички и широко применљив начин, без потребе за скупом, специјализованом опремом за пројектовање.

Цевовод за рендеровање фокусиран на фокус који су осмислили истраживачи укључује фокусне информације добијене од ЕТЛ наочара гледаоца на самом почетку процеса рендеровања, уместо да захтева од основног рачунара да рендерује, а затим замагљује. У зависности од имплементације, ово може додатно уштедети ресурсе за обраду и побољшати кашњење док фокусни поглед гледаоца лута око виртуелних елемената.

Извештава се да ова техника добро функционише на различитим могућим пројекцијским површинама, укључујући равне, непланарне (тј. закривљене или сложене геометрије, као што су лутке на које се могу наметнути медицински рендгенски снимци) и покретне површине.

Манекен мешовите стварности који користи 3Д пројекцију, дизајниран за окружење медицинског образовања, цитиран у раду. Source: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-0064-6_23

Пројекциони системи овог типа захтевају мрачна окружења, као што су музејска подешавања, а ЕТЛ систем смањује угао гледања који је доступан гледаоцу, иако истраживачи тврде да ће тренд повећања величине отвора бленде за ЕТЛ опрему временом ублажити ово ограничење. Иако аутори такође примећују да је систему потребан пројектор велике брзине како би обезбедио довољно оквира за раздвајање у два тока, за њихову имплементацију су користили комерцијално доступан пројектор.

*Моја конверзија инлине цитата у хипервезе.