3D sem vidro no MIT

3D sem vidro no MIT

3d-glasses-broken.jpgJá que o 3D tem uma espécie de caído no esquecimento Ultimamente, os fabricantes estão procurando uma maneira de resolver um dos maiores problemas enfrentados pela tecnologia - a necessidade de usar óculos. Agora, pesquisadores do MIT criaram um novo processo para visualizar 3D sem a necessidade de óculos . Será que vai pegar? O tempo vai dizer-







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A partir de MIT News
Nos últimos três anos, os pesquisadores do grupo Camera Culture do MIT Media Lab têm aprimorado constantemente um design para uma tela de vídeo 3D sem óculos, multiperspectiva, que eles esperam poder fornecer uma alternativa mais barata e prática ao vídeo holográfico A curto prazo.
Agora eles projetaram um projetor que explora a mesma tecnologia, que eles revelarão na Siggraph deste ano, a maior conferência em computação gráfica. O projetor também pode melhorar a resolução e o contraste do vídeo convencional, o que pode torná-lo uma tecnologia de transição atraente, à medida que os produtores de conteúdo aprendem gradualmente a aproveitar o potencial do 3-D multiperspectivo.
O 3-D multiperspectivo difere do 3-D estereoscópico, agora comum nos cinemas, porque os objetos representados revelam novas perspectivas à medida que o espectador se move sobre eles, exatamente como os objetos reais o fariam. Isso significa que ele pode ter aplicações em áreas como design colaborativo e imagens médicas, bem como entretenimento.
Os pesquisadores do MIT - o cientista pesquisador Gordon Wetzstein, o estudante de graduação Matthew Hirsch e Ramesh Raskar, o Professor Associado de Artes e Ciências da Mídia da NEC e chefe do grupo Camera Culture - construíram um protótipo de seu sistema usando componentes prontos para uso . O coração do projetor é um par de moduladores de cristal líquido - que são como minúsculos monitores de cristal líquido (LCDs) - posicionados entre a fonte de luz e a lente. Os padrões de luz e escuridão no primeiro modulador efetivamente o transformam em um banco de emissores de luz ligeiramente angulados - ou seja, a luz que passa através dele atinge o segundo modulador apenas em ângulos específicos. As combinações dos padrões exibidos pelos dois moduladores garantem, portanto, que o visualizador verá imagens ligeiramente diferentes de ângulos diferentes.
Os pesquisadores também construíram um protótipo de um novo tipo de tela que amplia o ângulo de visualização das imagens do projetor. A tela combina duas lentes lenticulares - o tipo de folhas transparentes estriadas usadas para criar efeitos 3D crus em, digamos, livros infantis antigos.





O grupo Camera Culture do MIT Media Lab apresenta uma nova abordagem para o 3-D de múltiplas perspectivas e sem óculos.
Explorando redundância
Para cada quadro de vídeo, cada modulador exibe seis padrões diferentes, que juntos produzem oito ângulos de visão diferentes: Em taxas de exibição altas o suficiente, o sistema visual humano combinará automaticamente informações de imagens diferentes. Os moduladores podem atualizar seus padrões em 240 hertz, ou 240 vezes por segundo, então mesmo em seis padrões por quadro, o sistema pode reproduzir vídeo a uma taxa de 40 hertz, que, embora abaixo da taxa de atualização comum nas TVs de hoje, ainda é superior ao padrão de 24 quadros por segundo em filme.
Com a tecnologia que tem sido usada historicamente para produzir imagens 3-D sem óculos - conhecida como barreira de paralaxe - projetar simultaneamente oito ângulos de visão diferentes significaria atribuir a cada ângulo um oitavo da luz emitida pelo projetor, o que faria para um filme escuro. Mas, como os monitores protótipos dos pesquisadores, o projetor tira vantagem do fato de que, conforme você move um objeto, a maior parte da mudança visual ocorre nas bordas. Se, por exemplo, você estivesse olhando para uma caixa de correio azul ao passar por ela, de uma etapa para a próxima, muito do seu campo visual seria ocupado por um azul de aproximadamente a mesma tonalidade, embora objetos diferentes estivessem entrando vista atrás dele.
Algoritmicamente, a chave do sistema dos pesquisadores é uma técnica para calcular quanta informação pode ser preservada entre os ângulos de visão e quanto precisa ser variado. Preservar o máximo de informações possível permite que o projetor produza uma imagem mais brilhante. O conjunto resultante de ângulos e intensidades de luz deve ser codificado nos padrões exibidos pelos moduladores. Essa é uma ordem computacional difícil, mas ao adaptar seu algoritmo à arquitetura das unidades de processamento gráfico projetadas para videogames, os pesquisadores do MIT conseguiram que ele rodasse quase em tempo real. Seu sistema pode receber dados na forma de oito imagens por quadro de vídeo e traduzi-los em padrões de modulador com muito pouco atraso.
Tecnologia de ponte
A passagem de luz por dois moduladores também pode aumentar o contraste do vídeo 2-D comum. Um dos problemas com as telas de LCD é que elas não permitem o 'preto verdadeiro': um pouco de luz sempre vaza até mesmo nas áreas mais escuras da tela. 'Normalmente você tem contraste de, digamos, valores entre 0 e 1', explica Wetzstein. 'Esse é o contraste total, mas na prática, todos os moduladores têm algo como 0,1 a 1. Então você obtém esse' nível de escuridão '. Mas se você multiplicar dois opticamente, o nível de preto cai para 0,01. Se você mostrar preto em um, que é 10 por cento, e preto no outro, que também é 10 por cento, o que você consegue é 1 por cento. Portanto, é muito mais preto. '
Da mesma forma, Hirsch explica, se os padrões exibidos nos moduladores estiverem ligeiramente deslocados uns dos outros, a luz que passa por eles irá interferir em si mesma de maneiras que realmente aumentam a resolução das imagens resultantes. Novamente, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo que pode calcular esses padrões em tempo real.
À medida que os criadores de conteúdo mudam para o chamado vídeo 'quad HD', com quatro vezes a resolução do vídeo de alta definição atual, a combinação de maior contraste e maior resolução pode tornar uma versão comercial da tecnologia dos pesquisadores atraente para os proprietários de cinemas, que por sua vez, poderia facilitar o caminho para a adoção do 3-D multiperspectivo. 'Uma coisa que você poderia fazer - e isso é o que os fabricantes reais de projetores fizeram no passado recente - é pegar quatro moduladores 1080p e colocá-los lado a lado e construir algumas óticas muito complicadas para colocá-los todos em mosaico perfeitamente e, em seguida, obter um muito melhor lente porque você tem que projetar um ponto muito menor e agrupar tudo junto ', diz Hirsch. 'Estamos dizendo que você poderia pegar dois moduladores 1080p, colocá-los em seu projetor um após o outro, então pegar sua velha lente 1080p e projetar através dela e usar este algoritmo de software, e você acaba com uma imagem de 4k. Mas não só isso, tem um contraste ainda maior.
Espalhando pixels
Oliver Cossairt, professor assistente de engenharia elétrica e ciência da computação na Northwestern University, trabalhou certa vez para uma empresa que tentava comercializar projetores 3D sem óculos. 'O que considero a novidade da abordagem [dos pesquisadores do MIT] envolve duas coisas', diz Cossairt. A primeira, diz ele, é 'brincar com a ideia da barreira de paralaxe para que você possa fazer com que (a) não bloqueie tanta luz e (b) obtenha uma resolução melhor.'
A segunda, diz ele, é a tela do protótipo. “Existe esse invariante de sistemas ópticos que diz que se você pegar a área do plano e o ângulo sólido de luz que sai desse plano, isso é fixo”, diz Cossairt. “O que isso significa é que se você pegar o tamanho da imagem 3-D e esticá-la para ser, digamos, 10 vezes maior, o campo de visão diminuirá por um fator de 10. Foi isso que encontramos. Não conseguimos descobrir uma maneira de contornar isso. '
“Eles criaram uma tela que, em vez de esticar a imagem - que é o que a óptica de projeção faz - basicamente afastou os pixels um do outro”, continua Cossairt. 'Isso permitiu que eles quebrassem essa invariância.'

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