2023 Fiscal Year Annual Research Report
Fusion of reality and unreality brought by deep shitsukan
| Project Area | Analysis and synthesis of deep SHITSUKAN information in the real world |
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| Project/Area Number |
20H05959
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡辺 義浩 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80456160)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 拡張現実 / コンピュータビジョン / コンピュータグラフィクス / プロジェクタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、観測・環境に整合するモノの質感再現として、ダイナミックプロジェクションマッピングにおける遅延の知覚に関する研究に取り組んだ。具体的には、特に顔を投影対象として、知覚遅延のJust-Noticeable Difference（JND）を被験者実験を介して調査した。結果として、顔の動きの種類とその速度によって、知覚される位置ずれが異なることを示した。また、これまでの主流となっていた遅延要件よりも、短い遅延によるずれを知覚できることが分かった。
また、場の質感操作として、通常のプロジェクションマッピングと光線制御可能な照明を組み合わせる手法を提案した。本手法では、光線制御可能な照明を用いて、プロジェクションマッピングの対象に届く光線をその形に合わせて正確に消灯する。さらに、それ以外の光線を点灯させることで、投影対象だけに照明が当たらず、周囲の環境は自然で明るい状態を再現することができる。この構成下で、投影対象に通常のプロジェクションマッピングを適用することで、明るい自然な環境を作り出しつつ、高いコントラストでマッピングによる外観操作を実現した。
さらに、本研究全体で重要な役割を果たしている高速プロジェクタについて、そのフレームレートをさらに高める研究を進めた。提案手法は、画像のビット深度を複数のプロジェクタに分割し、それらを同時に同期して投影するものである。同時に投影される低階調の複数画像が重畳されることで、高階調の画像を非常に短い時間で再現できるため、プロジェクタの台数に比例して、フレームレートを増加させることができる。また最大輝度を達成するように、システム構成を最適化する混合整数非線形計画問題に基づく解法も新たに提案した。2台の高フレームレートプロジェクタを用いたシステムを構築した結果、8ビットの画像を5,600fpsのフレームレートで投影できることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた計画に加えて、ダイナミックプロジェクションマッピングにおける知覚遅延に関して新たな知見を得るとともに、超高速プロジェクタを実現することができた。以上より、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度の研究として、これまでに実現した研究成果に残された課題を解決し、研究構想の完成を目指す。
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| Remarks |
羽山 大智，日本バーチャルリアリティ学会 第28回大会 学術奨励賞，2024.3.26．小石原 遼，天野 敏之，渡辺 義浩, SIG-MR賞 (日本バーチャルリアリティ学会 複合現実感研究委員会), 2023.10.27. 渡辺義浩，映像情報メディア学会 ベストアーティクル賞，2023.5.8. 渡辺義浩，映像情報メディア学会 動画コンテンツ優秀賞，2023.5.8.
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