Gerçekçi Bir Odaklanma Sistemi için ‘Ucuz’ Artırılmış Gerçeklik

Araştırmacılar, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) tarafından geliştirilen bir yöntemle, düşük maliyetli, projeksiyon tabanlı artırılmış gerçeklik kurulumlarının otantikliğini artırmayı başardılar. Özel gözlükler, projeksiyonla oluşturulan 3D görüntülerin gerçek nesneler gibi odaklanıp odaklanmamasını sağlar. Bu, projeksiyon sistemlerinin kontrol edilen ortamlardaki pratik kullanımını engelleyen önemli bir algısal engeli aşmayı sağlar.

IEEE sistemi, odalara süperpoze edilecek gerçek ve CGI görüntüler için derinlik düzlemlerini yeniden oluşturur. Bu örnekte, üç CGI Stanford tavşanı, üç gerçek dünya nesnesiyle aynı derinlik düzleminde süperpoze ediliyor ve bulanıklığı, kullanıcı nereye bakıp odaklandığına göre kontrol ediliyor. 3D projektörler, sabit yüzeylere, hareketli yüzeylere veya hatta kompleks geometriye görüntü verebilir, bu da AR sistemlerinin olduğu gibi HoloLens’in zorlukla yeniden yaratması mümkün olmayan geniş bir kapsam sunar. Kaynak: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38

Sistem, kullanıcıların gözlüklerine gömülü elektrikle odaklanabilir lensler (ETL) kullanır. Bu lensler, projeksiyon sistemiyle iletişim kurar ve görüntünün bulanıklık seviyesini otomatik olarak değiştirir.

ETL lensler, kullanıcıların odaklanma bilgilerini geri bildirimde bulunur ve projeksiyon geometrisinin bulanıklık seviyesini her düzlem için ayarlar. Sistemin geliştirilmesi, bu makalenin sonundaki ekli videoda açıklanmaktadır.

Makale, Çok Odaklı Stereoskopik Projeksiyon Haritalama başlığını taşır ve bu alanda bir dizi yeni kullanım sunar. Bu sistem, kullanıcıların farklı nesnelere odaklanma şeklini taklit eder ve artırılmış gerçeklik sistemlerinde ortak bir sorun olan VAC (Vergence-Accommodation Conflict) sorununu aşar.

Artırılmış gerçeklik ortamlarında, örneğin Microsoft’un HoloLens’te, foveated rendering kullanılır. Bu, işlem gücünü, görüntüleme ayrıntısını ve odaklanmayı kullanıcıların nereye baktığına göre ayarlar. Ancak, HoloLens gibi giyilebilir AR sistemleri, 3D görüntüyü kullanıcıya iletmek için daha yüksek bir donanım yüküne sahiptir.

Projeksiyonlu Artırılmış Gerçekliğin Avantajı

Karşılaştırıldığında, ETL özellikli gözlükler sadece odaklanma bilgilerini uzaktaki CGI işlem hatlarına gönderir. Bu, görüntüleme odaklanmasını değiştirmek için daha hızlı bir yol sağlar ve giyilebilir AR cihazlarına göre gecikmeyi azaltır.

Aslında, foveated rendering, sınırlı kaynakları kullanmak için bir yol olarak kullanılır ve kullanıcıya gerçek bir odaklanma deneyimi sunar. HoloLens gibi sistemlerde, büyük alanlarda süperpoze edilmiş görüntüler oluşturmak zor olabilir ve “letterbox rendering” ve dengesiz kenarlar sıkça şikayet edilen konulardır.

SIGGRAPH 98’den bir artırılmış gerçeklik ofis ortamı vizyonu, yeni makalede alıntılanmaktadır. Kaynak: https://www.youtube.com/watch?v=I8DGTQnxm38 ve https://web.media.mit.edu/~raskar/UNC/Office/

Makale, stereoskopik projeksiyon haritalamasının (PM) modern artırılmış gerçeklik uygulamalarına göre bir dizi avantajı olduğunu gözlemlemektedir. Bu avantajlar arasında daha geniş görüş açısı, daha hafif aktif şalter gözlükler ve birden fazla kullanıcının aynı AR deneyimini paylaşabilmesi bulunmaktadır. Araştırmacılar, bu avantajlar nedeniyle stereoskopik PM’nin çeşitli uygulamalar için uygun olduğunu bulmuşlardır. Bu uygulamalar arasında müze rehberleri, mimari planlama, ürün tasarımı, tıbbi eğitim, şekil değiştiren arayüzler ve telekonferans bulunmaktadır.

IEEE araştırmacıları, yeni odaklanma girişi sisteminin VAC sorununu çözen ve bu sorunu genel ve geniş bir şekilde解决 eden ilk sistem olduğunu iddia etmektedirler. Ayrıca, bu sistemi gerçekleştirmek için pahalı ve özel projeksiyon ekipmanlarına gerek olmadığını belirtmektedirler.

Araştırmacılar tarafından geliştirilen odaklanma merkezli işleme.pipeline’si, kullanıcıların ETL gözlüklerinden alınan odaklanma bilgilerini işlemenin başlangıcında kullanır. Bu, görüntüleme odaklanmasının değişmesi durumunda işlem kaynaklarını daha verimli kullanabilir ve gecikmeyi azaltabilir.

Teknik, çeşitli projeksiyon yüzeylerinde, düz, non-planar (örneğin, eğri veya kompleks geometri) ve hareketli yüzeylerde iyi çalışmaktadır.

Makalede bahsedilen bir tıbbi eğitim ortamı için tasarlanmış 3D projeksiyonlu bir mixed reality mankeni. Kaynak: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-0064-6_23

Projeksiyon sistemleri, karanlık ortamları gerektirir ve ETL sistemi kullanıcıların görüş açısını azaltır. Ancak araştırmacılar, ETL ekipmanlarının apertür boyutlarının artmasıyla bu sınırlamanın zamanla azalacağını belirtmektedirler. Ayrıca, sistem için yüksek hızlı bir projeksiyon cihazı gerektiği, ancak ticari olarak उपलब olan bir projeksiyon cihazı kullandıkları da belirtilmektedir.

*İç réféansların hyperlink’e dönüştürülmesi benim tarafımdan yapılmıştır.