MITのガラスレス3D

MITのガラスレス3D

3d-glasses-broken.jpg3Dにはある種の 道端に倒れた 最近、メーカーは、技術者が直面した最大の問題の1つである眼鏡の必要性を解決する方法を模索しています。現在、MITの研究者は、3Dを表示するための新しいプロセスを考え出しました。 眼鏡を必要とせずに 。うまくいくでしょうか？時間がたてば分かる-







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から MITニュース
過去3年間、MITメディアラボのカメラカルチャーグループの研究者は、ホログラフィックビデオのより安価で実用的な代替品を提供できることを期待して、メガネのない多視点の3Dビデオスクリーンの設計を着実に改良してきました。短期的には。
現在、彼らは同じテクノロジーを活用するプロジェクターを設計しました。これは、コンピューターグラフィックスの主要な会議である今年のSiggraphで発表されます。プロジェクターは、従来のビデオの解像度とコントラストを向上させることもできます。これにより、コンテンツプロデューサーがマルチパースペクティブ3Dの可能性を徐々に活用することを学ぶため、プロジェクターは魅力的な移行テクノロジーになる可能性があります。
マルチパースペクティブ3-Dは、実際のオブジェクトと同じように、描かれたオブジェクトが視聴者が動き回るときに新しいパースペクティブを開示するという点で、映画館で現在一般的な立体3Dとは異なります。つまり、エンターテインメントだけでなく、コラボレーティブデザインや医用画像などの分野にも応用できる可能性があります。
MITの研究者である研究科学者のゴードンウェッツスタイン、大学院生のマシューヒルシュ、NECキャリア開発准教授のメディアアーツアンドサイエンスグループの責任者であるラメッシュラスカーは、既製のコンポーネントを使用してシステムのプロトタイプを作成しました。 。プロジェクターの心臓部は、光源とレンズの間に配置された1対の液晶変調器（小さな液晶ディスプレイ（LCD）のようなもの）です。最初の変調器の明暗のパターンは、効果的にわずかに角度の付いた発光体のバンクに変わります。つまり、それを通過する光は、特定の角度でのみ2番目の変調器に到達します。したがって、2つの変調器によって表示されるパターンの組み合わせにより、視聴者は異なる角度からわずかに異なる画像を見ることができます。
研究者たちはまた、プロジェクターの画像を見ることができる角度を広げる新しいタイプのスクリーンのプロトタイプを作成しました。この画面は、2つのレンチキュラーレンズを組み合わせたものです。たとえば、古い児童書で大まかな3D効果を作成するために使用される縞模様の透明シートのタイプです。





MITメディアラボのカメラカルチャーグループは、多視点でメガネのない3Dへの新しいアプローチを紹介します。
冗長性の活用
ビデオのフレームごとに、各変調器は6つの異なるパターンを表示し、8つの異なる視野角を生成します。十分に高い表示速度で、人間の視覚システムは異なる画像からの情報を自動的に結合します。変調器は240ヘルツまたは1秒間に240回でパターンをリフレッシュできるため、フレームあたり6パターンでも、システムは40ヘルツのレートでビデオを再生できます。これは、今日のTVで一般的なリフレッシュレートを下回っていますが、依然としてフィルムの1秒あたり24フレームの標準よりも高い。
視差バリアとして知られるメガネなしの3D画像を生成するために歴史的に使用されてきた技術では、8つの異なる視野角を同時に投影することは、各角度にプロジェクターが発する光の8分の1を割り当てることを意味します。薄暗い映画。しかし、研究者のプロトタイプモニターのように、プロジェクターは、オブジェクトの周りを移動するときに、視覚的な変化のほとんどがエッジで発生するという事実を利用しています。たとえば、あるステップから次のステップまで、青いメールボックスを通り過ぎて見ている場合、異なるオブジェクトが入っていても、視野の多くはほぼ同じ色合いの青いメールボックスに占められます。その背後にあるビュー。
アルゴリズム的には、研究者のシステムの鍵は、視野角間で保存できる情報の量と、変化させる必要のある量を計算するための手法です。できるだけ多くの情報を保存することで、プロジェクターはより明るい画像を生成できます。結果として得られる光の角度と強度のセットは、変調器によって表示されるパターンにエンコードする必要があります。これは計算量が多いですが、ビデオゲーム用に設計されたグラフィックスプロセッシングユニットのアーキテクチャに合わせてアルゴリズムを調整することで、MITの研究者はほぼリアルタイムで実行できるようになりました。彼らのシステムは、ビデオのフレームごとに8つの画像の形式でデータを受信し、それを非常に少ないラグで変調器パターンに変換できます。
ブリッジテクノロジー
2つの変調器に光を通すことで、通常の2Dビデオのコントラストを高めることもできます。 LCD画面の問題の1つは、「真の黒」が有効にならないことです。ディスプレイの最も暗い領域でも、常に小さな光が漏れます。 「通常、たとえば、0から1の間の値のコントラストがあります」とWetzsteinは説明します。 「これは完全なコントラストですが、実際には、すべての変調器は0.1から1のようなものです。したがって、この「黒レベル」が得られます。しかし、2つを光学的に乗算すると、黒レベルは0.01に下がります。一方に黒（10％）を表示し、もう一方に黒（これも10％）を表示すると、通過するものは1％になります。だからそれははるかに黒いです。」
同様に、Hirsch氏は、変調器に表示されるパターンが互いにわずかにオフセットされている場合、それらを通過する光が実際に結果の画像の解像度を高める方法で干渉することを説明します。繰り返しになりますが、研究者たちはそれらのパターンをその場で計算できるアルゴリズムを開発しました。
コンテンツクリエーターが今日の高解像度ビデオの4倍の解像度を持ついわゆる「クワッドHD」ビデオに移行するにつれて、より高いコントラストとより高い解像度の組み合わせにより、研究者の技術の商用バージョンが劇場の所有者にアピールする可能性があります。次に、多視点3Dの採用への道をスムーズにすることができます。 「あなたができることの1つは、実際のプロジェクターメーカーが最近行ったことですが、4つの1080pモジュレーターを並べて配置し、非常に複雑な光学系を構築して、すべてをシームレスに並べて、さらに優れたものにすることです。レンズは、はるかに小さなスポットを投影し、それらをすべてまとめる必要があるためです」とHirsch氏は言います。 「2つの1080pモジュレーターを取り、それらをプロジェクターに次々に貼り付けてから、同じ古い1080pレンズを取り、それを通して投影し、このソフトウェアアルゴリズムを使用すると、4k画像が得られると言っています。しかし、それだけでなく、コントラストもさらに高くなっています。」
ピクセルの拡散
ノースウェスタン大学の電気工学とコンピューターサイエンスの助教授であるOliverCossairtは、かつて、ガラスのない3Dプロジェクターの商品化を試みていた会社で働いていました。 「[MITの研究者]アプローチの目新しさを私が考えるのは、2つのことです」とCossairtは言います。 1つ目は、「視差バリアのアイデアをいじって、（a）あまり多くの光を遮らないようにし、（b）解像度を上げるようにすることです」と彼は言います。
2番目はプロトタイプ画面だと彼は言います。 「この不変の光学システムがあり、平面の面積とその平面から出てくる光の立体角をとると、それは固定されます」とCossairt氏は言います。 「つまり、3D画像のサイズを拡大して、たとえば10倍にすると、視野が10分の1に減少します。これが私たちが遭遇したことです。それを回避する方法を見つけることができませんでした。」
「彼らは、投影光学系が行うことである画像を引き伸ばす代わりに、本質的にピクセルを互いに遠ざけるスクリーンを思いついた」とコサートは続ける。 「それは彼らがこの不変性を破ることを可能にしました。」

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