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科學新知:觀眾可控的空中三維投影


由加州大學聖塔芭芭拉分校電腦科學家查理等通過兩個水霧幕所投射的空中立體茶壺圖像。
 

隨著投影技術的不斷發展,科學家不僅能夠將影像栩栩如生地投射到屏幕上,而且還能將三維圖像展現在空中,並由觀眾來控制立體圖像。

所以在未來的「浸透式娛樂」技術中,人們不但可以在立體圖像中穿梭,還可以在空氣中控制立體圖像。現在人類的科技向這個前景又邁進了一步,研究員們已經設計了一個房間大小的立體非物質展示模型,向人們顯示使用該技術進行不同娛樂活動的可行性。

來自加州大學聖塔芭芭拉分校的電腦科學家查理、迪沃迪及艾勒勒,設計了景深融合型立體影像展示器(DFD),使用兩個水霧幕(FogScreen)及投射器,以及用戶跟蹤系統,營造立體效果。他們的試驗結果將在新的一期的「IEEE學報」關於「視像及電腦繪圖」中刊登。

近年來,二維水霧幕在娛樂界很受歡迎。桌上及掌上DFD顯示器也有市場,但用戶只能被局限於單一角度的視覺效果。在房間大小的DFD顯示系統中,用戶可以隨意在房中站立,而且不需戴上立體鏡,就可以看到立體圖像。

查理表示,「DFD處理圖像的最大優勢是,觀眾不需戴上立體眼鏡,更方便自由。雖然傳統的自動立體顯示(Autostereo)及容積顯示 (Volumetric)也有類似的功能,但它們的技術基礎限制了其使用性能。自動立體顯示只能提供有限數量的視野,容積顯示需要在封閉式環境中使用,用戶也不能與之互動。DFD顯示就允許多個視野角度及互動,只要用戶能被可靠跟蹤。」

DFD顯示包括一個或多個水霧幕,影像投射在霧氣之中,光的不同散射營造出空中的立體效果。為了令其立體化,圖像在兩個重迭的不同景深的屏幕上呈現,而系統將跟蹤用戶頭部位置,確定用戶的視野角度。該系統實時計算圖像排列,而用戶就在屏幕交接處看到一個單一、合成的立體圖像。

DFD技術也有其問題需要解決。例如,兩部水霧幕發出的霧氣可能會互相干擾,空氣狀況及開門等會導致氣流變化,影像圖像質量,人們用雙眼看圖,也會造成系統跟蹤及圖像定位的失誤等。

試驗中,UCSB的研究員們比較了三類水霧幕的設置,看看哪個更清晰,設置包括兩個水霧幕平行、隔兩米安放;兩個水霧幕垂直安放;及一個水霧幕與牆壁平行、隔四米安放。

用戶研究中,參與者稱,他們在三個設置中都能看到立體效果,單個水霧幕有某些優勢,就是受到干擾少,而且更省錢。

科學家們認為用戶的體驗有更多的改良空間,例如,用戶應該能隨意做任何動作也不影響圖像效果。

這種的技術可以應用在博物館的視像導遊介紹、虛擬辦公室或起居室、甚至手術操作等應用程式上。

責任編輯: 於飛  來源:大紀元記者楊天儀編譯 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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