2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research on 3D display technology using hologram screen
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16H01742
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
山本 健詞 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波応用総合研究室, 総括研究員 (70402469)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大井 隆太朗 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波応用総合研究室, 主任研究員 (40443254)
涌波 光喜 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波応用総合研究室, 主任研究員 (70726140)
市橋 保之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波応用総合研究室, 主任研究員 (80593532)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ホログラフィー / キャリブレーション / コンピュータ・グラフィックス / 多視点映像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ホログラム技術で作るスクリーンと汎用プロジェクタとを使って立体動画像を表示する手法について検討し、有効であるかどうかを明らかにすることを目的としている。具体的には、以下の(1)(2)(3)に書いた３つの技術を確立することにより、左右眼用のみを無理矢理作り出しているステレオ映像とは異なる自然な立体映像を目指している。(1)マイクロミラーや拡散板、回折格子などの光学特性を1枚のシートに自在に連続印刷できるホログラム技術を応用した、革新的な映像用スクリーン（ホロスクリーン）の技術。(2) 汎用プロジェクタをホロスクリーンに投影して動画立体像を表示する技術。(3) 本手法に適した映像を制作する技術。以下、(1)(2)(3)について、それぞれの研究実績を記す。
(1)については、単一波長ホログラムプリンタを利用して、10cm×10cm程度の単一波長ホロスクリーンを試作した。0次光（反射光、最も強く観察を妨害する光）からある程度角度を持った位置に立体像が表示されるように、単純なミラーを並べるのではなく、各レンズにプリズムに相当する位相を載せたホロスクリーンにした。このような実例を通して、ミラーを物理的に並べるスクリーンに比べて、デジタル化したホログラム技術で作ることによる設計製造の簡便性と優位性を明らかにした。
(2)については、(1)で作成したホロスクリーンと汎用プロジェクタを使い簡略なシステムを構築し、キャリブレーション技術を研究した。補正により立体映像の品質が改善されることを確認した。
(3)については、ホロスクリーンでの各レンズのサイズや配置、汎用プロジェクタの画角、(2)で計測したキャリブレーションを考慮して、動画立体像を提示するための汎用プロジェクタ用映像を制作した。
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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
研究代表者・分担者だけではキャリブレーション技術が不足しているため研究協力者を平成28年6月から採用予定であったが、メジャーでない研究分野で、かつ高度な技術を要する課題なため公募不調となった。人材は見つかったが計画よりも遅れての勤務開始となったため、研究の進捗は一時遅れたが、キャリブレーションを高速かつ簡便に可能な技術を開発したことで、進捗を計画通りに戻すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要にて記載した(1)(2)(3) に関して次のことを行い、得られた結果を取りまとめて学会発表を行う。
(1) ホロスクリーンの生成技術：平成29年度は１枚のホロスクリーンに異なった光学特性を並べる技術の開発に着手する。つまり、平成28年度は１枚のホロスクリーンに焦点距離が同じレンズを並べたが、平成29年度は焦点距離が異なるミラーを並べる。これにより、一般的な金型では高額になってしまう、異なった光学特性のミラーを並べたホロスクリーンを生成できることを実証する。また、異なった光学特性を並べることの有効性についての検証も行う。
(2) 汎用プロジェクタとホロスクリーンとのキャリブレーション技術：平成28年度は、配置しきれない誤差やプロジェクタのレンズ歪などをキャリブレーション（計測）して、キャリブレーション結果に基づき映像をコレクション（補正）する技術を開発した。その結果、特にプロジェクタのレンズ歪が、斜めからホロスクリーンを見る際の画質劣化に大きく関与することがわかり、補正により画質が改善されたことを確認した。平成29年度はこのキャリブレーション技術とコレクション技術について、簡便に実施できるようにしたり画質を向上したりすることなどを目標に、更なる改良を検討する。
(3) 映像制作に関する技術： (1)で作成するホロスクリーンと、(2)で検討するキャリブレーション・コレクションを使い、立体像を表示する。その際には、スクリーンから離れた物体がぼけてしまうことも考慮する。
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