Лаборатория вычислительной визуализации Стэнфорда представила технологию голографической визуализации, которая может улучшить возможности AR-гарнитур.
Исследователи разработали прототип гарнитуры дополненной реальности, которая использует голографию для наложения полноцветных трёхмерных движущихся изображений на линзы.
«Наша гарнитура выглядит для внешнего мира так же, как обычные очки, но то, что пользователь видит через линзы, — это обогащённый мир, наложенный на яркие полноцветные трёхмерные компьютерные изображения», — отмечает Гордон Ветцштейн, доцент кафедры электротехники.
Пока это лишь прототип, но технология, по словам разработчиков, может трансформировать области от игр и развлечений до образования.
«Можно представить себе хирурга, носящего такие очки, чтобы спланировать тонкую или сложную операцию, или авиамеханика, использующего их, чтобы научиться работать с новейшим реактивным двигателем», — поясняет Ману Гопакумар, аспирант Стэнфордской лаборатории вычислительной визуализации.
«Сейчас не существует другой системы дополненной реальности с сопоставимым компактным форм-фактором или которая соответствовала бы качеству 3D-изображения», — сказал Ган-Йил Ли, научный сотрудник Стэнфордской лаборатории вычислительной визуализации и соавтор статьи.
Исследователи преодолели технические барьеры благодаря сочетанию голографической визуализации с улучшенной технологией искусственного интеллекта и новых подходов к нанофотонным устройствам. Первым препятствием было то, что методы отображения изображений дополненной реальности часто требуют использования сложных оптических систем. В этих системах пользователь фактически не видит реальный мир через линзы гарнитуры. Вместо этого камеры, установленные на внешней стороне гарнитуры, снимают мир в реальном времени и объединяют эти изображения с компьютерными. Полученное смешанное изображение стереоскопически проецируется на глаз пользователя.
«Пользователь видит оцифрованное приближение реального мира с наложенными компьютерными изображениями. Это своего рода дополненная виртуальная реальность, а не настоящая дополненная реальность», — объяснил Ли.
Эти системы, объясняет Ветцштейн, громоздки, поскольку в них используются увеличительные линзы между глазом пользователя и проекционными экранами, что требует минимального расстояния между глазом, линзами и экранами и утяжеляет гарнитуры.
«Помимо громоздкости, эти ограничения также могут привести к визуальному дискомфорту», — говорит Суён Чой, аспирант Стэнфордской лаборатории вычислительной визуализации.
Вецштейн отказался от традиционных стереоскопических подходов в пользу голографии. Её широкое распространение было ограничено неспособностью отображать точные сигналы глубины 3D.
Команда Ветцштейна использовала искусственный интеллект для улучшения глубины голографических изображений. Затем, применив достижения в области нанофотоники и волноводных технологий отображения, исследователи смогли проецировать компьютерные голограммы на линзы очков, не полагаясь на громоздкую дополнительную оптику.Используя нанофотонные технологии, называемые метаповерхностной оптикой, исследователи разработали и изготовили новую конструкцию волновода, которая может передавать информацию трёхмерной голограммы видимого света RGB в одно компактное устройство с высокой прозрачностью
Небольшие голографические дисплеи проецируют компьютерные изображения через выгравированные узоры, которые отражают свет внутри линзы, прежде чем он попадет прямо в глаз зрителя. Глядя через линзы очков, пользователь видит как реальный мир, так и полноцветные компьютерные 3D-изображения, отображаемые сверху. Эффект 3D усиливается, поскольку он создаётся как стереоскопически, как при традиционном 3D-изображении, так и голографически.
Исследование финансировалось Стэнфордской стипендией для выпускников в области науки и техники, Национальным исследовательским фондом Кореи (NRF), финансируемым Министерством образования, стипендией Кванджона, стипендией PhD Meta Research, премией ARO PECASE, Samsung и Sony.
Источник новости: habr.com
