Stanford’daki mühendisler, görüntüleme teknolojileri, holografik görüntüleme ve yapay zekadaki gelişmeleri birleştirerek artırılmış gerçeklikte önemli bir ilerleme kaydettiklerini iddia ediyor.
Yenilikçi mekansal hesaplama alanındaki araştırmacılar, tam renkli, 3 boyutlu dinamik görüntüleri normal gözlüklere benzeyen merceklere yansıtan bir artırılmış gerçeklik kulaklığı prototipi yarattılar. Bu yeni model, günümüzün daha hacimli artırılmış gerçeklik sistemlerinden farklı olarak, tüm gün giyilmesi kolay, şık ve konforlu bir tasarımla görsel olarak sürükleyici bir 3D deneyimi sunuyor.
Elektrik mühendisliği doçenti Gordon Wetzstein şunları söyledi: “Kulaklığımız dış dünyaya tıpkı gündelik bir gözlük gibi görünüyor, ancak kullanıcının lenslerin ardından gördüğü şey canlı, tam renkli 3 boyutlu bilgisayarlı görüntülerle kaplanmış zenginleştirilmiş bir dünyadır.” ve hızla gelişen uzaysal hesaplama alanında uzman. Wetzstein ve bir mühendis ekibi, cihazlarını dergideki yeni bir makaleyle tanıtıyor.
Artık sadece bir prototip olsa da, böyle bir teknolojinin oyun ve eğlenceden eğitim ve öğretime kadar uzanan alanları dönüştürebileceğini söylüyorlar; bilgisayarlı görüntülerin kullanıcının etrafındaki dünyaya dair anlayışını geliştirebileceği veya bilgilendirebileceği her yerde.
Wetzstein liderliğindeki Stanford Hesaplamalı Görüntüleme laboratuvarında doktora öğrencisi olan Manu Gopakumar, “Bir cerrahın hassas veya karmaşık bir ameliyatı planlamak için bu tür gözlükler taktığını veya uçak tamircisinin bunları en son jet motoru üzerinde çalışmayı öğrenmek için kullandığını hayal edebiliriz” dedi. Makalenin ilk yazarı şunları söyledi.
Engeller aşıldı
Yeni yaklaşım, şimdiye kadar ya hantal kulaklıklar ya da kullanıcıyı görsel olarak yorgun bırakan, hatta zaman zaman biraz midesi bulanabilecek tatmin edici olmayan 3D görsel deneyimler üreten karmaşık mühendislik gereksinimleri labirentini ele alan ilk yaklaşımdır.
Stanford Hesaplamalı Görüntüleme laboratuarında doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarlarından Gun-Yeal Lee, “Şu anda karşılaştırılabilir kompakt form faktörüne sahip veya 3D görüntü kalitemizle eşleşen başka bir artırılmış gerçeklik sistemi yok” dedi.
Başarılı olmak için araştırmacılar, yapay zeka ile geliştirilmiş holografik görüntüleme ve yeni nanofotonik cihaz yaklaşımlarının birleşimi yoluyla teknik engellerin üstesinden geldiler. İlk engel, artırılmış gerçeklik görüntülerini görüntüleme tekniklerinin sıklıkla karmaşık optik sistemlerin kullanımını gerektirmesiydi.
Bu sistemlerde kullanıcı aslında gerçek dünyayı kulaklığın merceklerinden görmemektedir. Bunun yerine kulaklığın dış kısmına monte edilen kameralar dünyayı gerçek zamanlı olarak yakalıyor ve bu görüntüleri bilgisayarlı görüntülerle birleştiriyor. Ortaya çıkan harmanlanmış görüntü daha sonra kullanıcının gözüne stereoskopik olarak yansıtılır.
“Kullanıcı, bilgisayarlı görüntülerin üst üste bindirildiği gerçek dünyanın dijitalleştirilmiş bir yaklaşımını görüyor. Bu bir tür artırılmış sanal gerçeklik, gerçek artırılmış gerçeklik değil,” diye açıkladı Lee.
Wetzstein, bu sistemlerin mutlaka hantal olduğunu, çünkü kullanıcının gözü ile projeksiyon ekranları arasında, göz, lensler ve ekranlar arasında minimum mesafe gerektiren büyütücü lensler kullandıklarından ek boyuta yol açtığını açıklıyor.
Stanford Hesaplamalı Görüntüleme laboratuvarında doktora öğrencisi ve makalenin ortak yazarı Suyeon Choi, “Hacimliğin ötesinde, bu sınırlamalar aynı zamanda tatmin edici olmayan algısal gerçekçiliğe ve sıklıkla görsel rahatsızlığa da yol açabilir” dedi.
Katil uygulaması
Wetzstein, görsel olarak daha tatmin edici 3D görüntüler üretmek için geleneksel stereoskopik yaklaşımları bir adım öne geçirerek 1940’ların sonlarında geliştirilen Nobel ödüllü bir görsel teknik olan holografiyi tercih etti. 3D görüntülemedeki büyük umutlara rağmen, holografinin daha yaygın olarak benimsenmesi, doğru 3D derinlik ipuçlarını tasvir etmedeki yetersizlik nedeniyle sınırlı kaldı ve bu da yetersiz, bazen mide bulantısına neden olan bir görsel deneyime yol açtı.
Wetzstein ekibi holografik görüntülerdeki derinlik ipuçlarını geliştirmek için yapay zekayı kullandı. Daha sonra, nanofotonik ve dalga kılavuzu görüntüleme teknolojilerindeki ilerlemeleri kullanarak araştırmacılar, büyük ek optiklere ihtiyaç duymadan bilgisayarlı hologramları gözlüklerin lenslerine yansıtmayı başardılar.
Mercek yüzeyine nanometre ölçekli desenlerin kazınmasıyla bir dalga kılavuzu oluşturulur. Her tapınağa monte edilen küçük holografik ekranlar, hesaplanan görüntüyü, doğrudan izleyicinin gözüne iletilmeden önce merceğin içindeki ışığı yansıtan kazınmış desenler aracılığıyla yansıtır. Kullanıcı, gözlüğün merceklerinden baktığında hem gerçek dünyayı hem de üstte görüntülenen tam renkli, 3 boyutlu bilgisayarlı görüntüleri görüyor.
Yaşam benzeri kalite
3D efekti, hem stereoskopik olarak (her gözün geleneksel 3D görüntülemede olduğu gibi biraz farklı bir görüntü görmesi anlamında) hem de holografik olarak oluşturulduğu için geliştirildi.
Stanford Hesaplamalı Görüntüleme laboratuvarında doktora öğrencisi ve aynı zamanda makalenin ortak yazarı Brian Chao, “Holografi ile, her bir gözün önünde tam 3D hacmi elde ederek gerçeğe yakın 3D görüntü kalitesini artırabilirsiniz” dedi.
Yeni dalga kılavuzu görüntüleme tekniklerinin ve holografik görüntülemedeki gelişmenin nihai sonucu, daha önceki yaklaşımlara meydan okuyan yorgunluk olmadan, kullanıcıyı görsel olarak tatmin eden, gerçekçi bir 3D görsel deneyimdir.
Wetzstein, “Holografik gösterimler uzun zamandır nihai 3D tekniği olarak kabul ediliyor, ancak hiçbir zaman o kadar büyük bir ticari atılım elde edilemedi” dedi. “Belki de bunca yıldır bekledikleri harika uygulamaya artık sahiplerdir.”
Referans: Manu Gopakumar, Gun-Yeal Lee, Suyeon Choi, Brian Chao, Yifan Peng, Jonghyun Kim ve Gordon Wetzstein tarafından yazılan “Metayüzey dalga kılavuzlarına sahip tam renkli 3 boyutlu holografik artırılmış gerçeklik ekranları”, 8 Mayıs 2024, Doğa.
Bu araştırma Stanford Bilim ve Mühendislik Yüksek Lisans Bursu, Milli Eğitim Bakanlığı tarafından finanse edilen Kore Ulusal Araştırma Vakfı (NRF), Kwanjeong Bursu, Meta Araştırma Doktora Bursu, ARO PECASE Ödülü, Samsung ve Sony tarafından finanse edilmiştir. Araştırma Ödülü Programı. Bu çalışmanın bir kısmı, Ulusal Bilim Vakfı ve Ulusal Nanoteknoloji Koordineli Altyapı tarafından desteklenen Stanford Nano Paylaşımlı Tesislerinde (SNSF) ve Stanford Nanofabrikasyon Tesisinde (SNF) gerçekleştirildi.
0 Yorumlar