3D sense vidre al MIT

3D sense vidre al MIT

3d-ulleres-trencades.jpgJa que el 3D té una mena de caigut pel camí darrerament, els fabricants busquen la manera de resoldre un dels problemes més grans amb què es va enfrontar la tecnologia: la necessitat de portar ulleres. Ara els investigadors del MIT han plantejat un nou procés de visualització en 3D sense necessitat d’ulleres . S’agafarà? El temps ho dirà-







com canviar el fons d'una imatge

Des de Notícies del MIT
Durant els darrers tres anys, investigadors del grup Camera Culture del MIT Media Lab han perfeccionat de manera constant el disseny d’una pantalla de vídeo tridimensional sense ulleres, multiperspectiva, que esperen que pugui proporcionar una alternativa més barata i pràctica al vídeo hologràfic a curt termini.
Ara han dissenyat un projector que explota la mateixa tecnologia que presentaran a la Siggraph d’aquest any, la conferència més important en infografia. El projector també pot millorar la resolució i el contrast del vídeo convencional, cosa que podria convertir-lo en una atractiva tecnologia de transició, ja que els productors de contingut aprenen gradualment a aprofitar el potencial de la 3D en múltiples perspectives.
La 3D tridimensional es diferencia de la 3D estereoscòpica que ara és habitual a les sales de cinema, ja que els objectes representats revelen noves perspectives a mesura que l’espectador es mou al seu voltant, tal com ho farien els objectes reals. Això vol dir que pot tenir aplicacions en àrees com el disseny col·laboratiu i la imatge mèdica, així com l’entreteniment.
Els investigadors del MIT, científic investigador Gordon Wetzstein, estudiant de postgrau Matthew Hirsch, i Ramesh Raskar, professor associat de NEC Career Development Arts of Media Arts and Sciences i cap del grup Camera Culture, van construir un prototip del seu sistema utilitzant components disponibles. . El cor del projector és un parell de moduladors de cristall líquid, que són com petites pantalles de cristall líquid (LCD), situades entre la font de llum i l’objectiu. Els patrons de llum i foscor del primer modulador el converteixen efectivament en un banc d’emissors de llum lleugerament inclinats, és a dir, que la llum que el travessa arriba al segon modulador només en angles particulars. Les combinacions dels patrons que mostren els dos moduladors garanteixen així que l’espectador vegi imatges lleugerament diferents des de diferents angles.
Els investigadors també van construir un prototip d’un nou tipus de pantalla que amplia l’angle des del qual es poden veure les imatges del seu projector. La pantalla combina dues lents lenticulars: el tipus de fulls transparents estriades que s’utilitzen per crear efectes tridimensionals bruts en, per exemple, llibres antics per a nens.





El grup Camera Culture del MIT Media Lab introdueix un nou enfocament en 3-D sense ulleres amb perspectiva múltiple.
Explotació de la redundància
Per a cada fotograma de vídeo, cada modulador mostra sis patrons diferents, que junts produeixen vuit angles de visió diferents: a velocitats de visualització prou altes, el sistema visual humà combinarà automàticament informació de diferents imatges. Els moduladors poden actualitzar els seus patrons a 240 Hz, o 240 vegades per segon, de manera que fins i tot a sis patrons per fotograma, el sistema podria reproduir vídeo a una velocitat de 40 Hz, que, encara que per sota de la freqüència d’actualització habitual en els televisors actuals, encara és superior als 24 fotogrames per segon estàndard de la pel·lícula.
Amb la tecnologia que històricament s’ha utilitzat per produir imatges tridimensionals sense ulleres (coneguda com a barrera de paral·laxi), projectar simultàniament vuit angles de visió diferents significaria assignar a cada angle una vuitena part de la llum emesa pel projector, cosa que donaria lloc a una pel·lícula tènue. Però, igual que els prototips de monitors dels investigadors, el projector aprofita que, a mesura que es mou per un objecte, la major part del canvi visual es produeix a les vores. Si, per exemple, mireu una bústia de correu blava en passar-la per davant, d’un pas a l’altre, gran part del vostre camp visual seria ocupat per un blau d’aproximadament la mateixa ombra, tot i que entrarien objectes diferents vista al darrere.
Algorítmicament, la clau del sistema dels investigadors és una tècnica per calcular quanta informació es pot conservar entre els angles de visió i quina quantitat s’ha de variar. En conservar tanta informació com sigui possible, el projector pot obtenir una imatge més brillant. El conjunt resultant d'angles i intensitats de llum ha de codificar-se en els patrons que mostren els moduladors. Es tracta d’un ordre computacional elevat, però adaptant el seu algorisme a l’arquitectura de les unitats de processament de gràfics dissenyades per a videojocs, els investigadors del MIT han aconseguit que funcioni gairebé en temps real. El seu sistema pot rebre dades en forma de vuit imatges per fotograma de vídeo i traduir-les en patrons moduladors amb molt poc retard.
Tecnologia de pont
Passar la llum a través de dos moduladors també pot augmentar el contrast del vídeo 2D normal. Un dels problemes amb les pantalles LCD és que no permeten el 'veritable negre': sempre hi ha poca llum a través de les zones més fosques de la pantalla. 'Normalment teniu contrastos, diguem-ne, de valors entre 0 i 1', explica Wetzstein. 'Aquest és el contrast total, però a la pràctica, tots els moduladors tenen una proporció de 0,1 a 1. Així obteniu aquest' nivell de negre '. Però si multipliqueu dos òpticament junts, el nivell de negre baixarà a 0,01. Si mostreu negre en un, que és el 10 per cent, i negre en l’altre, que també és el 10 per cent, el que obtindreu és l’1 per cent. Per tant, és molt més negre.
De la mateixa manera, explica Hirsch, si els patrons que es mostren als moduladors estan lleugerament desplaçats entre si, la llum que els travessa interferirà amb si mateixa de manera que realça la resolució de les imatges resultants. De nou, els investigadors han desenvolupat un algorisme que pot calcular aquests patrons sobre la marxa.
A mesura que els creadors de contingut passen a l’anomenat vídeo “quad HD”, amb una resolució de quatre vegades la resolució del vídeo d’alta definició actual, la combinació de contrast i resolució més alta podria fer que una versió comercial de la tecnologia dels investigadors sigui atractiva per als propietaris de teatres. al seu torn, podria suavitzar el camí per a l'adopció de la multiperspectiva 3-D. 'Una cosa que podríeu fer, i això és el que han fet els fabricants de projectors actuals en el passat recent, és agafar quatre moduladors de 1080p i posar-los un al costat de l'altre i construir unes òptiques molt complicades per adaptar-les a tots sense problemes i, després, obtenir un aspecte molt més agradable l'objectiu perquè heu de projectar un punt i un paquet molt més petit que tots junts ', diu Hirsch. 'Estem dient que podeu agafar dos moduladors de 1080p, enganxar-los al projector un darrere l'altre, després agafar el vostre objectiu 1080p vell i projectar-lo a través d'aquest algorisme de programari i acabar amb una imatge de 4k. Però no només això, té un contrast encara més gran.
Distribució de píxels
Oliver Cossairt, professor ajudant d’enginyeria elèctrica i informàtica a la Northwestern University, va treballar una vegada en una empresa que intentava comercialitzar projectors 3D sense ulleres. 'El que considero la novetat de l'enfocament [dels investigadors del MIT' implica dues coses ', diu Cossairt. El primer, diu, és 'jugar amb la idea de barrera de paral·laxi perquè pugueu fer-ho de manera que (a) no bloquegi tanta llum i (b) obtingui una millor resolució'.
El segon, diu, és el prototip de pantalla. 'Hi ha aquesta invariant de sistemes òptics que diu que si es pren l'àrea de l'avió i l'angle de llum sòlid que surt d'aquest pla, això és fix', diu Cossairt. 'El que vol dir això és que si preneu la mida de la imatge en 3D i l'estireu, diguem-ne, deu vegades més gran, el camp de visió disminuirà en un factor de 10. Això és el que ens hem trobat. No podríem esbrinar com evitar-ho.
'Van crear una pantalla que, en lloc d'estirar la imatge, que és el que fa l'òptica de projecció, va allunyar bàsicament els píxels', continua Cossairt. 'Això els va permetre trencar aquesta invariancia'.

l'ordinador continua perdent la connexió a Internet de Windows 10



Recursos addicionals