Glasfri 3D på MIT

Glasfri 3D på MIT

3d-glasögon-bruten.jpgSedan 3D har typ av fallit vid vägkanten på senare tid letar tillverkarna efter ett sätt att lösa ett av de största problemen som tekniken står inför - behovet av att använda glasögon. Nu har forskare vid MIT kommit med en ny process för att se 3D utan glasögon . Kommer det att hinna? Tiden får avgöra-







internethastigheten går upp och ner

Från MIT News
Under de senaste tre åren har forskare i gruppen Camera Culture vid MIT Media Lab kontinuerligt förfinat en design för en glasfri, multiperspektiv, 3D-videoskärm, som de hoppas kan ge ett billigare, mer praktiskt alternativ till holografisk video. på kort sikt.
Nu har de designat en projektor som använder samma teknik som de kommer att presentera vid årets Siggraph, den stora konferensen inom datorgrafik. Projektorn kan också förbättra upplösningen och kontrasten hos konventionell video, vilket kan göra den till en attraktiv övergångsteknik när innehållsproducenter gradvis lär sig utnyttja potentialen i multiperspektiv 3-D.
Multiperspektiv 3-D skiljer sig från den stereoskopiska 3-D som nu är vanlig i biografer genom att de avbildade objekten avslöjar nya perspektiv när tittaren rör sig om dem, precis som riktiga objekt skulle göra. Det betyder att det kan ha applikationer inom områden som samarbetsdesign och medicinsk bildbehandling samt underhållning.
MIT-forskarna - forskare Gordon Wetzstein, doktorand Matthew Hirsch och Ramesh Raskar, NEC Career Development Associate Professor of Media Arts and Sciences och chef för Camera Culture-gruppen - byggde en prototyp av sitt system med hjälp av hylskomponenter . Projektorns hjärta är ett par vätskekristallmodulatorer - som är som små LCD-skärmar (flytande kristaller) - placerade mellan ljuskällan och linsen. Mönster av ljus och mörker på den första modulatorn förvandlar den effektivt till en grupp av lätt vinklade ljussändare - det vill säga ljus som passerar genom den når den andra modulator endast i särskilda vinklar. Kombinationerna av mönstren som visas av de två modulatorerna säkerställer således att betraktaren kommer att se lite olika bilder från olika vinklar.
Forskarna byggde också en prototyp av en ny typ av skärm som vidgar vinkeln från vilken deras projektorbilder kan ses. Skärmen kombinerar två linsformiga linser - den typ av ribbade transparenta lakan som används för att skapa råa 3D-effekter i exempelvis gamla barnböcker.





MIT Media Labs Camera Culture-grupp introducerar ett nytt tillvägagångssätt för multipelperspektiv, glasfri 3-D.
Utnyttja redundans
För varje bildram visar varje modulator sex olika mönster, som tillsammans ger åtta olika betraktningsvinklar: Vid tillräckligt höga visningshastigheter kommer det mänskliga visuella systemet automatiskt att kombinera information från olika bilder. Modulatorerna kan uppdatera sina mönster vid 240 hertz, eller 240 gånger per sekund, så även vid sex mönster per bild kan systemet spela upp video med en hastighet på 40 hertz, som, även om det är lägre än uppdateringsfrekvensen som är vanlig i dagens TV-apparater, fortfarande är högre än 24 bildrutor per sekund i film.
Med den teknik som historiskt har använts för att producera glasfria 3D-bilder - känd som en parallaxbarriär - samtidigt som projicering av åtta olika betraktningsvinklar skulle innebära att varje vinkel tilldelas en åttondel av ljuset som avges av projektorn, vilket skulle ge en svag film. Men precis som forskarnas prototypmonitorer utnyttjar projektorn det faktum att när du rör dig runt ett objekt sker det mesta av den visuella förändringen vid kanterna. Om du till exempel tittade på en blå brevlåda när du gick förbi den, från ett steg till nästa, skulle mycket av ditt synfält tas upp av ett blått av ungefär samma nyans, även om olika föremål skulle komma in vy bakom den.
Algoritmiskt är nyckeln till forskarnas system en teknik för att beräkna hur mycket information som kan bevaras mellan betraktningsvinklarna och hur mycket som behöver varieras. Genom att bevara så mycket information som möjligt kan projektorn producera en ljusare bild. Den resulterande uppsättningen ljusvinklar och intensiteter måste sedan kodas i de mönster som visas av modulatorerna. Det är en hög beräkningsordning, men genom att skräddarsy sin algoritm för arkitekturen för grafikbehandlingsenheter som är utformade för videospel har MIT-forskarna fått den att köra nästan i realtid. Deras system kan ta emot data i form av åtta bilder per videoram och översätta det till modulatormönster med mycket liten fördröjning.
Bridge-teknik
Att släppa ljus genom två modulatorer kan också öka kontrasten hos vanlig 2-D-video. Ett av problemen med LCD-skärmar är att de inte aktiverar 'äkta svart': Lite ljus läcker alltid genom även de mörkaste områdena på skärmen. 'Normalt har du kontrast till, låt oss säga, värden mellan 0 och 1', förklarar Wetzstein. 'Det är full kontrast, men i praktiken har alla modulatorer något som 0,1 till 1. Så du får den här' svarta nivån. Men om du multiplicerar två optiskt tillsammans går den svarta nivån ner till 0,01. Om du visar svart på en, vilket är 10 procent, och svart på den andra, vilket också är 10 procent, är det du får igenom 1 procent. Så det är mycket mer svart. '
På samma sätt förklarar Hirsch, om mönstren som visas på modulatorerna är något förskjutna från varandra, kommer ljuset som passerar dem att störa sig själv på sätt som faktiskt höjer upplösningen på de resulterande bilderna. Återigen har forskarna utvecklat en algoritm som kan beräkna dessa mönster i farten.
När innehållsskapare flyttar till så kallad 'quad HD', video med fyra gånger upplösningen av dagens HD-video, kan kombinationen av högre kontrast och högre upplösning göra en kommersiell version av forskarnas teknik tilltalande för teaterägare, vilket i sin tur kan göra det lättare för antagandet av multiperspektiv 3-D. 'En sak du kan göra - och detta är vad faktiska projektortillverkare har gjort under det senaste förflutet - är att ta fyra 1080p-modulatorer och sätta dem bredvid varandra och bygga några mycket komplicerade optik för att platta dem alla sömlöst och sedan bli mycket trevligare lins för att du måste projicera en mycket mindre fläck och bunta allt ihop, säger Hirsch. 'Vi säger att du kan ta två 1080p-modulatorer, klistra in dem i din projektor efter varandra och sedan ta samma gamla 1080p-lins och projicera igenom den och använda den här programvarealgoritmen, så får du en 4k-bild. Men inte bara det, det har ännu högre kontrast. '
Spridning av pixlar
Oliver Cossairt, en biträdande professor i elektroteknik och datavetenskap vid Northwestern University, arbetade en gång för ett företag som försökte kommersialisera glasfria 3D-projektorer. 'Det jag anser vara nyheten i [MIT-forskarnas] tillvägagångssätt innebär två saker', säger Cossairt. Den första, säger han, är att 'leka med parallax-barriäridén så att du kan göra det så att det (a) inte blockerar så mycket ljus och (b) får bättre upplösning.'
Den andra, säger han, är prototypskärmen. 'Det finns denna invariant av optiska system som säger att om du tar planetens yta och den fasta ljusvinkeln som kommer ut från det planet är det fixat', säger Cossairt. 'Vad det betyder är att om du tar 3D-bildstorleken och sträcker ut den, låt oss säga, 10 gånger så stor, så kommer synfältet att minska med en faktor 10. Det var det vi stötte på. Vi kunde inte räkna ut en väg runt det. '
'De kom upp med en skärm som i stället för att sträcka ut bilden - vilket är vad projiceringsoptik gör - flyttade i princip pixlarna från varandra', fortsätter Cossairt. 'Det gjorde att de kunde bryta denna invarians.'

hur man skriver kursiv i facebook messenger



Ytterligare resurser