Μια ομάδα ερευνητών λέει ότι δημιούργησε με επιτυχία ένα καθηλωτικό 3D ακουστικό επαυξημένης πραγματικότητας χρησιμοποιώντας συνηθισμένα γυαλιά αντί για την ογκώδη συσκευή που χρησιμοποιούν τα τυπικά ακουστικά VR και AR.
Ενώ ακόμη βρίσκονται στη φάση του πρωτοτύπου, οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας 3D θα μπορούσαν να επηρεάσουν οτιδήποτε, από περιβάλλοντα τυχερών παιχνιδιών και κοινωνικών μέσων μέχρι εφαρμογές εκπαίδευσης και εκπαίδευσης.
«Τα ακουστικά μας φαίνονται στον έξω κόσμο σαν ένα καθημερινό ζευγάρι γυαλιά, αλλά αυτό που βλέπει ο χρήστης μέσα από τους φακούς είναι ένας εμπλουτισμένος κόσμος που επικαλύπτεται με ζωντανές, έγχρωμες τρισδιάστατες υπολογιστικές εικόνες». είπε Ο Gordon Wetzstein του Stanford, αναπληρωτής καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών.
“Δεν υπάρχει κανένα άλλο σύστημα επαυξημένης πραγματικότητας εκεί έξω τώρα με συγκρίσιμο παράγοντα συμπαγούς μορφής ή που να ταιριάζει με την ποιότητα της τρισδιάστατης εικόνας μας”, πρόσθεσε ο Gun-Yeal Lee, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο Υπολογιστικής Απεικόνισης του Στάνφορντ και συν-πρώτος συγγραφέας του δημοσιευμένη εργασία περιγράφοντας τις προσπάθειες της ομάδας.
Τα ογκώδη ακουστικά έχουν περιορισμένη εφαρμογή επαυξημένης πραγματικότητας
Οι ερευνητές του Stanford αντιμετώπισαν μια σειρά από τεχνικά εμπόδια στο συνδυασμό των πλεονεκτημάτων των σημερινών ακουστικών VR με την ευελιξία και την ευκολία των συνηθισμένων γυαλιών. Το πρώτο ήταν η μείωση ή η αντικατάσταση των πολύπλοκων οπτικών συστημάτων που χρησιμοποιούνται σε πιο ογκώδη ακουστικά. Αυτό συμβαίνει επειδή αυτά τα ακουστικά δεν επιτρέπουν στον θεατή να δει απευθείας το τοπίο.
Αντίθετα, οι μικροσκοπικές κάμερες καταγράφουν αυτό που «κοιτάζει» ο χρήστης και στη συνέχεια προβάλλουν μια τρισδιάστατη εικόνα με δυνατότητα προβολής σε μια μικροσκοπική οθόνη που είναι ενσωματωμένη στη συσκευή. Για σκοπούς επαυξημένης πραγματικότητας, τυχόν δεδομένα που χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν τον θεατή επικαλύπτονται σε αυτήν την ψηφιακή προβολή αντί να εμφανίζονται πάνω από την πραγματική εικόνα.
«Ο χρήστης βλέπει μια ψηφιοποιημένη προσέγγιση του πραγματικού κόσμου με επικάλυψη υπολογιστικών εικόνων», εξήγησε ο Lee. «Πρόκειται για επαυξημένη εικονική πραγματικότητα, όχι αληθινή επαυξημένη πραγματικότητα».
Δυστυχώς, αυτοί οι τύποι ακουστικών χρησιμοποιούν μεγεθυντικούς φακούς μεταξύ του ματιού του χρήστη και της οθόνης. Για να λειτουργήσει σωστά, αυτή η διάταξη απαιτεί μια καθορισμένη απόσταση μεταξύ του ματιού, του φακού και της οθόνης, με αποτέλεσμα τα υπερμεγέθη, ογκώδη ακουστικά που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά. Σύμφωνα με την εμπειρία του χρήστη, αυτή η ρύθμιση μπορεί επίσης να μειώσει τη συνολική καθηλωτική «πραγματικότητα» της εμπειρίας επαυξημένης πραγματικότητας, νικώντας ολόκληρο το σημείο του συστήματος.
«Πέρα από τον όγκο, αυτοί οι περιορισμοί μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε μη ικανοποιητικό αντιληπτικό ρεαλισμό και, συχνά, οπτική δυσφορία», εξήγησε η Suyeon Choi, διδακτορική φοιτήτρια στο εργαστήριο Υπολογιστικής Απεικόνισης του Στάνφορντ και συν-συγγραφέας της εργασίας.
Η τεχνική 80 ετών συναντά την επιστήμη αιχμής για να σπάσει τα τεχνολογικά εμπόδια
Αποφασισμένοι να ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια, οι ερευνητές του Στάνφορντ στράφηκαν σε μια βραβευμένη με Νόμπελ τεχνολογία που αναπτύχθηκε για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1940: την ολογραφία. Σύμφωνα με την ομάδα, αυτή η τεχνική έχει δει περιορισμένη χρήση σε συστήματα VR και #D λόγω προβλημάτων με την αντίληψη του βάθους των οπτικών ενδείξεων, «που οδηγεί σε μια ακατανίκητη, μερικές φορές που προκαλεί ναυτία, οπτική εμπειρία».
Ωστόσο, οι ερευνητές πίστευαν ότι η ολογραφία ήταν το κλειδί για την εξάλειψη της ογκώδους τεχνικής φακού και οθόνης και τη δημιουργία ενός πραγματικού ακουστικού επαυξημένης πραγματικότητας που επιτρέπει στον θεατή να βλέπει την πραγματική εικόνα ενώ ταυτόχρονα λαμβάνει επικαλυπτόμενες πληροφορίες για αυτήν την εικόνα σε πραγματικό χρόνο. Το κλειδί, προσδιόρισαν, ήταν η βελτίωση των τεχνικών ολογραφίας 80 ετών με τη δύναμη της υπολογιστικής τεχνητής νοημοσύνης του 21ου αιώνα για τη δραματική βελτίωση των ενδείξεων βάθους των προβαλλόμενων ολογραφικών εικόνων.
«Με την ολογραφία, λαμβάνετε επίσης τον πλήρη όγκο 3D μπροστά σε κάθε μάτι αυξάνοντας τη ρεαλιστική ποιότητα τρισδιάστατης εικόνας», δήλωσε ο Brian Chao, διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο Υπολογιστικής Απεικόνισης του Στάνφορντ και επίσης συν-συγγραφέας της εργασίας.
Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης σύγχρονες ανακαλύψεις στις τεχνολογίες νανοφωτονικών και κυματοδηγών, οι οποίες αύξησαν την πολυπλοκότητα και τη συνολική πραγματικότητα των προβαλλόμενων εικόνων. Σύμφωνα με το δελτίο τύπου που ανακοινώνει την ανακάλυψη, «Ένας κυματοδηγός κατασκευάζεται με χάραξη μοτίβων κλίμακας νανομέτρων στην επιφάνεια του φακού. Μικρές ολογραφικές οθόνες που τοποθετούνται σε κάθε ναό προβάλλουν τις υπολογισμένες εικόνες μέσω των χαραγμένων μοτίβων που αναπηδούν το φως μέσα στο φακό προτού παραδοθεί απευθείας στο μάτι του θεατή.»
Ως αποτέλεσμα, κάποιος που φοράει τους νέους κανονικούς γυάλινους φακούς της ομάδας μπορεί να δει τόσο τον «πραγματικό κόσμο» όσο και τις τρισδιάστατες εικόνες επαυξημένης πραγματικότητας με βελτιωμένη υπολογιστή που εμφανίζονται στην κορυφή του κόσμου.
Οι πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν παιχνίδια, στρατιωτικές προσομοιώσεις και εκπαίδευση στην εργασία
Έχοντας ολοκληρώσει το αρχικό τους πρωτότυπο, η ομάδα λέει ότι μπορεί τώρα να οραματιστεί μια σειρά από πιθανές εφαρμογές για το σύστημά της. Ορισμένες προφανείς χρήσεις περιλαμβάνουν βελτιωμένα παιχνίδια ή άλλες ψυχαγωγικές χρήσεις που μέχρι στιγμής έχουν ξεφύγει από τα τρέχοντα ογκώδη ακουστικά. Ωστόσο, η ομάδα λέει ότι πιστεύει ότι το σύστημά τους θα μπορούσε να βελτιώσει δραματικά τη δουλειά που γίνεται από υψηλά εκπαιδευμένους ειδικούς στην ιατρική ή τη μηχανική.
«Θα μπορούσε κανείς να φανταστεί έναν χειρουργό να φορά τέτοια γυαλιά για να σχεδιάσει μια λεπτή ή περίπλοκη χειρουργική επέμβαση ή ένας μηχανικός αεροπλάνου να τα χρησιμοποιεί για να μάθει να εργάζεται στον πιο πρόσφατο κινητήρα τζετ», είπε ο Manu Gopakumar, διδακτορικός φοιτητής στο εργαστήριο Υπολογιστικής Απεικόνισης του Στάνφορντ και συν-πρώτος συγγραφέας. του χαρτιού.
Αν και αναμένεται περισσότερη δουλειά προτού διατεθεί στο εμπόριο το ακουστικό επαυξημένης πραγματικότητας από συνηθισμένα γυαλιά, η ομάδα του Stanford λέει ότι η ικανότητά τους να συνδυάζουν σύγχρονες τεχνικές AI και νανοφωτονικές ανακαλύψεις με την ολογραφία της δεκαετίας του 1940 είναι το βήμα που περίμεναν οι άνθρωποι στη βιομηχανία τους.
«Οι ολογραφικές οθόνες θεωρούνταν από καιρό η απόλυτη τεχνική 3D, αλλά ποτέ δεν επιτεύχθηκε αυτή η μεγάλη εμπορική ανακάλυψη», είπε ο Wetzstein. «Ίσως τώρα να έχουν την εφαρμογή killer που περίμεναν όλα αυτά τα χρόνια».
Ο Christopher Plain είναι μυθιστοριογράφος επιστημονικής φαντασίας και φαντασίας και επικεφαλής επιστημονικός συγγραφέας στο The Debrief. Ακολουθήστε τον και συνδεθείτε μαζί του Χ, μάθετε για τα βιβλία του στο plainfiction.comή να του στείλετε email απευθείας στο christopher@thedebrief.org.