視覚の知覚メカニズムを活用したシンプルでコンパクトなパーソナル裸眼３D表示の実現
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21K11997
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
高田 英明 長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (10880859)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 裸眼3D / 再帰性反射 / 微小拡散 / 輝度重畳 / 光学ブレンディング / 立体知覚 |
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| Outline of Research at the Start |
眼の前の手元に実物が存在するかのように表示できるテーブルトップ型の3D表示は、フィールド全体を見渡すスポーツ観戦や、製品をモデリングする協調作業など、幅広い用途が期待される。本研究では、3Dメガネなどを装着せず全周囲から自然に観察できるテーブルトップ型裸眼3D表示を、画質や構造に有利な再帰性反射と微小拡散による光学構成と、視覚の知覚メカニズムを積極的に活用することで、シンプルかつ高画質に実現することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
再帰性反射と微小拡散により、画質を損なうことなく映像を投影できることを、輝度計測などの詳細なデータをもとに実現性を示し、隣接映像間の輝度の角度依存性の把握と輝度重畳の最適化に向けた実現技術の具体化が進んだ。
光学ブレンディングによる隣接映像の部分的な輝度重畳は、知覚的な擬似両眼視差を生じさせ、眼間距離より広い映像間隔でも、自然な運動視差を維持したまま3D映像を知覚させる。本手法の適用には、出射光の輝度分布が直線的かつ隣接映像の合計輝度が一定になるのが理想である。一般的な拡散フィルムはガウス分布を示すものが多く、それらを利用した場合の奥行き知覚への影響を評価し最適な構造パラメータを示した。
また、本研究で得られた最適な構造パラメータを基に裸眼3D表示のプロトタイプを構築した。5台の小型プロジェクタによる視域約30度の小型投影モジュールを想定した評価用プロトタイプと、再帰反射と拡散を合わせた対角15インチのフレキシブルな簡易スクリーンを構築し、従来技術では困難であった大角度投射による圧倒的な小型軽量化および画質と輝度の大幅な向上に向けた構造パラメータと設計指針が定まった。
今後、画質の評価なども進めるとともに、10台の小型プロジェクタによる視域約60度の小型投影モジュールを構築し、パーソナル裸眼3Dモジュールの実現性を実機にて示す。更には、本研究で構築したプロトタイプを複数用いて、複数人による協調作業を実現する手法の検討を進め、多くの分野における本技術の活用を促進させる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
再帰性反射と微小拡散により、画質を損なうことなく映像を投影するための輝度特性など、今後プロトタイプを構築する上で必要な全体的な特性や影響を詳細な計測や評価から把握することができ、当初の予定通り、シンプルでコンパクトなパーソナル裸眼3D表示モジュールの実現に向けた設計指針をおおむね定めることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロトタイプ構築と評価：本研究で得られた最適な構造パラメータや設計指針を基に裸眼3D表示のプロトタイプを構築する。10台程度の小型プロジェクタによる視域約60度の小型投影モジュールと、再帰反射と拡散を合わせた対角30インチ程度のフレキシブルな簡易スクリーンを目標に構築を進める。特に従来技術では困難であった大角度投射による圧倒的な小型軽量化および画質と輝度の大幅な向上を狙い、パーソナル裸眼3Dモジュールの実現性を実機にて示す。
応用検討（協調作業に向けたシステム間連携の検討と要求条件の明確化）：本研究で構築したプロトタイプを複数用いて、複数人による協調作業を実現する手法を検討する。具体的には、複数のモジュールによる相互の位置関係の把握と表示映像の同期が必要となる。また、モジュール同士の通信手段の確保も重要である。複数のモジュールを複数の端末とみなし、これらを統合して制御する統合的協調作業システムを新たに提案し、多くの分野における本技術の活用を促進させる。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
