2017 Fiscal Year Research-status Report
立体像の側面から背面まで全周観察可能な高臨場感3D動画表示方式の研究
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17K06399
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
面谷 信 東海大学, 工学部, 教授 (80297192)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤川 知栄美 東海大学, 工学部, 教授 (70319375)
前田 秀一 東海大学, 工学部, 教授 (30580493)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 立体 / ディスプレイ / 裸眼 / 体積型 / 3次元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3D表示技術の代表例として3D映画や3Dテレビとして実用化されている両眼視差方式は, 映像の飛び出し感は得られるが, 表示中の立体像の側面等を回り込んで視認できるものではない。本研究はスクリーン面の回転により形成される立体表示領域の任意の3次元座標に光点を照射配置する原理により, 側面・背面を含む全周方向から視認可能な立体実像を形成する高臨場感3D表示技術を新たに提案し、かつその原理的優位性確認と動画を含む表示性能の可視化確認を行うことを目的とし, 設計支援, 医療技術向上, エンターテインメント用途等への応用を目指している。2017年度には次のような研究実績を上げることができた。
1.各方式試行と選定： 本方式の実現方式としては, 同心円型に分離型スクリーンを複数配置する基本形, 同心円スクリーンを渦巻き状に一体化させたものの他, 分離スクリーンの螺旋階段配置, 螺旋階段型をさらに滑り台状に連続型としたもの等, 様々なバリエーションが可能である。本研究では, 前記種々の組合せによる各種スクリーン形状を試作し, 表示特性の比較評価により各種用途別の最適方式を抽出選定する実験を行った。
2.視認性の確保
1)像ちらつき解消： スクリーン回転を高速化して既知の視認限界周波数を超えることによりちらつきは解消できることを実験により確認した。
2)視野角確保： スクリーン面の適切な不透明性と散乱特性の確保により, ほぼ全方位からの立体像視認性を確保できることを実験により確認した。
3.解像度の確保： 予備実験段階でのスクリーン枚数8枚では断面画像枚数が少なすぎ粗い立体画像表現しかできていないのに対し,連続型スクリーンの採用により断面画像枚数の増加による高解像度化が達成できることを実験により確認した。
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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
2017年度の進捗状況として下記のような具体的な研究成果を得ることができた。
1.各方式試行と選定： 本方式の実現方式としては同心円スクリーンを渦巻き状に連続一体化させたものと螺旋階段型を滑り台状に連続型としたものが特に解像度確保の点で有利であることを実験により確認し、連続型スクリーンの採用により最大64断面からなる高精細な立体像投影に成功した。
2.視認性の確保：（1)[像ちらつき解消] スクリーン回転を2000回転以上に高速化することにより視認限界周波数を超え、ちらつきを解消できることを実験により確認した。
2)[視野角確保] 様々な光透過特性と光散乱特性を有する9種類のスクリーン素材について、像の視認性向上と全方位性およびスクリーン残像による空間白濁感の低減の観点で比較評価し、全光線透過率80％程度、光線拡散比（拡散透過率/全光線透過率）5-20%程度のスクリーン素材が少なくとも像の視認性向上とクリーン残像による空間白濁感の低減の点で望ましいことを実験により明らかにした。
3.解像度の確保： 予備実験段階でのスクリーン枚数8枚では断面画像枚数が少なすぎ粗い立体画像表現しかできていないのに対し,連続渦巻き型スクリーンおよび螺旋滑り台型スクリーンの採用により最大64断面の高精細な立体像を投影できることを実験により確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は次の課題について重点的に取り組む予定である。
１）2017年度中は視認性やスクリーン残像による空間白濁感に関し、暗室中での評価を中心に進めたが、今後はより実用性を重視し、観察環境の照度の影響についても実験評価を進める。
２）本研究期間の範囲では静止立体画像の投影実験を主に進めたが、次段階として立体動画の投影についてもシステムの再構築により投影実験を進める。
３）本研究期間の範囲では単色モノクロ立体表示画像の投影実験を主に進めたが、次段階としてカラー立体像の投影についても投影実験を進める。
４）表示対象としてこれまで球体や立方体等の単純立体像の投影により基本特性の確認を優先進行させたが、今後は人物像等を含めたより複雑な表示対象についての投影特性の実験確認も進める。
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| Causes of Carryover |
物品購入費として予定より低廉で実験目的を達成できるものが購入できたので次年度使用額が生じた。この金額を2018年度請求の助成金と合わせることにより、次の目標とする動画表示に対応可能な高速プロジェクターの購入を行う予定である。
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