Klaasivaba 3D MIT-is

Klaasivaba 3D MIT-is

3d-prillid-katki.jpgKuna 3D-l on omamoodi teele kukkunud viimasel ajal otsivad tootjad viisi, kuidas lahendada üks suurimaid probleeme, millega tehnoloogia silmitsi seisis - vajadus prille kanda. Nüüd on MITi teadlased välja mõelnud uue 3D-vaatamise protsessi ilma prille vajamata . Kas see jõuab järele? Aeg näitab-







teksti tahvelarvutist mobiiltelefoni numbri abil

Alates MIT uudised
Viimase kolme aasta jooksul on MIT Media Labi kaamerakultuuri rühma teadlased pidevalt täiustanud prillivaba, mitme vaatega 3-D-videoekraani kujundust, mis loodetavasti võiks pakkuda holograafilisele videole odavamat ja praktilisemat alternatiivi lühiajaliselt.
Nüüd on nad välja töötanud sama tehnoloogiat kasutava projektori, mille nad esitlevad tänavusel arvutigraafika suurkonverentsil Siggraph. Projektor võib parandada ka tavapärase video eraldusvõimet ja kontrastsust, mis võib muuta selle atraktiivseks üleminekutehnoloogiaks, kui sisutootjad õpivad järk-järgult kasutama multiperspektiivse 3D-d.
Mitmeperspektiivne 3D erineb kinodes nüüd levinud stereoskoopilisest 3D-st selle poolest, et kujutatud objektid avaldavad uusi vaatenurki, kui vaataja nende ümber liigub, täpselt nagu reaalsed objektid. See tähendab, et sellel võib olla rakendusi sellistes valdkondades nagu koostöö kujundamine ja meditsiiniline pildistamine, samuti meelelahutus.
MIT-i teadlased - teadur Gordon Wetzstein, kraadiõppur Matthew Hirsch ja NECi meediakunsti ja -teaduste karjääriarenduse dotsent ning kaamerakultuuri grupi juht Ramesh Raskar - ehitasid oma süsteemi prototüübi, kasutades riiulil olevaid komponente . Projektori süda on paar vedelkristallmodulaatorit - mis on nagu väikesed vedelkristallkuvarid (LCD) -, mis paiknevad valgusallika ja objektiivi vahel. Esimese modulaatori heledad ja tumedad mustrid muudavad selle efektiivselt kergelt nurkadega valguse kiirgajate pangaks - see tähendab, et seda läbiv valgus jõuab teise modulaatorini ainult teatud nurkade all. Kahe modulaatori kuvatavate mustrite kombinatsioonid tagavad seega, et vaataja näeb erineva nurga alt veidi erinevaid pilte.
Teadlased ehitasid ka uut tüüpi ekraani prototüübi, mis laiendab nurka, kust nende projektoripilte saab vaadata. Ekraanil on ühendatud kaks läätseklaasi - triibuliste läbipaistvate lehtede tüüp, mida kasutatakse toortoimeliste 3D-efektide loomiseks näiteks vanades lasteraamatutes.





MIT Media Labi kaamerakultuuri rühm tutvustab uudset lähenemist mitmeperspektiivsele, prillideta 3D-pildile.
Koondamise ärakasutamine
Iga videokaadri jaoks kuvab iga modulaator kuus erinevat mustrit, mis kokku toovad kaheksa erinevat vaatenurka: Piisavalt kõrge kuvasageduse korral ühendab inimese visuaalne süsteem automaatselt erinevatelt piltidelt saadud teabe. Modulaatorid saavad oma mustreid värskendada 240 hertsiga ehk 240 korda sekundis, nii et isegi kuue mustriga kaadri kohta võiks süsteem esitada videot kiirusega 40 hertsit, mis on küll tänapäevastes telerites levinud värskendussagedusest madalam. kõrgem kui filmi 24 kaadrit sekundis standard.
Tehnoloogia abil, mida ajalooliselt on kasutatud prillivabade 3D-kujutiste tootmiseks - mida nimetatakse parallaksitõkkeks - tähendaks kaheksa erineva vaatenurga samaaegne projitseerimine iga nurga eraldamist ühe kaheksandiku projektorist eralduvast valgusest, mis võimaldaks hämar film. Kuid nagu teadlaste prototüübi monitorid, kasutab ka projektor ära seda, et objekti ümber liikudes toimub suurem osa visuaalsetest muutustest servades. Näiteks kui te vaatasite mööda seda minnes sinist postkasti, haaraks ühest sammust teise suur osa teie visuaalsest väljast umbes sama varjundiga sinine, kuigi erinevaid objekte oli vaade selle taga.
Algoritmiliselt on teadlaste süsteemi võti tehnika, mille abil arvutatakse välja, kui palju teavet saab vaatenurkade vahel säilitada ja kui palju tuleb muuta. Võimalikult suure hulga teabe säilitamine võimaldab projektoril luua heledama pildi. Saadud valgusnurkade ja -tugevuste komplekt tuleb seejärel kodeerida modulaatorite kuvatavatesse mustritesse. See on kõrge arvutusjärjestus, kuid kohandades nende algoritmi videomängude jaoks mõeldud graafika töötlemise üksuste arhitektuurile, on MIT-i teadlased selle käivitanud peaaegu reaalajas. Nende süsteem võib andmeid vastu võtta kaheksa pildina videokaadri kohta ja tõlkida modulaatori mustriteks väga väikese viivitusega.
Sillatehnoloogia
Valguse läbimine läbi kahe modulaatori võib suurendada ka tavalise 2-D video kontrastsust. Üks LCD-ekraanide probleemidest on see, et need ei võimalda „tõelist musta”: väike valgus lekib alati ka ekraani kõige tumedamatest piirkondadest. 'Tavaliselt on teil, näiteks, väärtuste kontrastsus vahemikus 0 kuni 1,' selgitab Wetzstein. 'See on täielik kontrastsus, kuid praktikas on kõigil modulaatoritel umbes 0,1 kuni 1. Nii et saate selle' musta taseme '. Kuid kui korrutada kaks optiliselt koos, langeb must tase 0,01-ni. Kui näitate ühelt musta, mis on 10 protsenti, ja teist, mis on samuti 10 protsenti, on see, mida te läbi saate, 1 protsent. Nii et see on palju mustam. '
Samamoodi selgitab Hirsch, et kui modulaatoritel kuvatud mustrid on üksteisest veidi nihutatud, häirib neid läbiv valgus ennast viisil, mis tegelikult suurendab saadud piltide eraldusvõimet. Jällegi on teadlased välja töötanud algoritmi, mis võimaldab neid mustreid lennult arvutada.
Kui sisuloojad liiguvad nn quad HD-videotele, mille eraldusvõime on praeguse kõrglahutusega video neli korda suurem, võib suurema kontrastsuse ja suurema eraldusvõime kombinatsioon muuta teadlaste tehnoloogia kommertsversiooni teatriomanikele ligitõmbavaks, mis omakorda võiks siluda teed multiperspektiivse 3-D kasutuselevõtuks. 'Üks asi, mida saaksite teha - ja seda on tegelikud projektoritootjad lähiminevikus teinud - on võtta neli 1080p modulaatorit ja panna need üksteise kõrvale ning ehitada väga keeruline optika, et need kõik sujuvalt plaatida ja siis palju paremaks saada objektiiv, sest peate projitseerima palju väiksema koha ja kimpu, mis kõik koos on, 'ütleb Hirsch. 'Me ütleme, et võite võtta kaks 1080p modulaatorit, kleepida need üksteise järel projektorisse, seejärel võtta sama vana 1080p objektiiv ja projitseerida see ning kasutada seda tarkvara algoritmi ja lõpuks saate 4k pildi. Kuid mitte ainult, selle kontrastsus on veelgi suurem. '
Pikslite levitamine
Loodeülikooli elektrotehnika ja arvutiteaduse dotsent Oliver Cossairt töötas kunagi ettevõttes, mis üritas turustada prillivabu 3D-projektoreid. 'See, mida ma pean [MITi uurijate] lähenemisviisi uudsuseks, hõlmab kahte asja,' ütleb Cossairt. Esimene ütleb, et ta mängib parallaksi barjääri ideega ringi, et saaksite selle teha nii, et see (a) ei blokeeriks nii palju valgust ja (b) saaks parema eraldusvõime.
Teine on tema sõnul prototüübi ekraan. 'Seal on see optiliste süsteemide invariantsus, mis ütleb, et kui võtta tasapinna pindala ja sellest tasapinnast väljuv valgusnurk, siis see on fikseeritud,' ütleb Cossairt. See tähendab, et kui võtate kolmemõõtmelise pildi suuruse ja venitame selle, ütleme, kümme korda suuremaks, siis väheneb vaateväli kümnekordselt. Nii me kokku sattusimegi. Me ei suutnud selle ümberkäimist välja mõelda. '
'Nad tulid välja ekraaniga, mis pildi venitamise asemel - mida projektsioonoptika teeb - nihutas pikslid üksteisest kaugemale,' jätkab Cossairt. 'See võimaldas neil selle invariantsuse murda.'

lahedaid asju, mida teha mälupulgaga



Lisaressursid