بهبود کیفیت تصاویر مجازی در فناوری واقعیت افزوده

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ در فناوری واقعیت افزوده (augmented reality) تصاویر واقعی و مجازی به منظور ایجاد به محیط جذاب و همه‌جانبه برای کاربران، با یکدیگر ترکیب می‌شوند. با وجود پیشرفت‌های صورت گرفت در این فناوری، تصاویر مجازی ظاهر شده مقابل دید کاربران نسبت به اشیا واقعی همچنان حالتی خشک و جامد دارند. این موضوع روی دستیابی به درک از عمق تصویر تأثیر منفی می‌گذارد.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه استنفورد برای رفع چالش یاد شده به تازگی نوعی سامانه واقعی افزوده تولید کردند که با به کارگیری مجموعه‌ای از آینه‌های مینیاتوری، موقعیت تصاویر را ده‌ها هزار مرتبه در ثانیه تغییر می‌دهد تا امکان فراهم کردن تصاویر طبیعی‌تر فراهم شود.

به طور معمول نور ساطع شده از اشیایی که در فاصله نزدیک‌تری قرار دارند، جلوی نور اشیایی که در فاصله عقب‌تر هستند را می‌گیرد. در سیستم‌های واقعیت افزوده تجاری سازی شده امروزی، درک این انسداد نور با محدودیت مواجه است؛ زیرا ابزارها تنها از یک مدولاتور فضایی نوری (spatial light modulator) برای ایجاد تصاویر مجازی بهره می‌گیرند و به نور طبیعی ساطع شده از اشیا واقعی اجازه می‌دهند توسط کاربر درک شود.

بروک کراجانیچ (Brooke Krajancich)، از پژوهشگران دانشگاه هاروارد گفت:

همان‌گونه که در بسیاری از ابزارهای تجاری مانند هولولنز مایکروسافت (HoloLens) یا مجیک لیپ (Magic Leap) مشاهده می‌کند. سطح بالایی از مسدودسازی نورهای ورودی ساطع شده از اشیا واقعی وجود ندارد. این مسئله باعث می‌شود اشیا مجازی به اندازه‌ای شفاف گردند که دیدن آن‌ها مشکل باشد. این موضوع می‌تواند در درک عمق تصویر توسط کاربر اختلال ایجاد کند و در کارهایی مانند جراحی به کمک واقعیت افزوده مشکل‌آفرین باشد.

برای رفع چالش بالا تعدادی از پژوهشگران به دنبال به کارگیری یک مدولاتور فضایی نوری دوم هستند تا نور ساطع شده از اشیا را کنترل کنند؛ اما ترکیب 2 نمونه از این دستگاه به تعداد زیادی سخت‌افزار نیاز داشته و ابعاد محصول نهایی را به شدت افزایش می‌دهد. در مقابل پژوهشگران هاروارد با استفاده از ترکیب توانمندی‌های مسدودسازی نور و تصاویر مجازی در یک محصول، موفق شدند ابزاری جدید طراحی کنند.

طراحی یاد شده ترکیبی از مجموعه‌ای متراکم از آینه‌های متراکم است که می‌توانند به طور جداگانه در دو حالت مختلف قرار بگیرند. یکی از این حالت‌ها امکان عبور نور را فراهم کرده و دیگر باعث بازتاب آن می‌شود. نرخ تغییر این حالت‌ها ده‌ها هزار مرتبه در ثانیه است.

کراجانیچ توضیح داد:

محصول ما از تعدادی آینه برای سوییچ میان حالت‌های مختلف دیدن بهره می‌گیرد. این مسئله به کاربر اجازه می‌دهد تنها بخش کوچکی از جهان واقعی را مشاهده کرده و نورهای اضافی به منظور عبور نورهای مصنوعی بازتاب داده شوند. یک سامانه رایانه‌ای مسئولیت پردازش و تنظیم حالت‌های آینه‌ها را بر عهده دارد.

وی شرح داد توسعه نسخه نهایی فناوری مذکور با چالش‌های مختلفی مواجه است. برای مثال می‌توان به عدم‌پردازش صحیح رنگ‌ها اشاره کرد. همچنین پردازش موردنیاز برای حالت آینه‌ها و نمایش تصاویر به حجم بالایی از انرژی نیاز دارد. با وجود این محققان امیدوارند فناوری آن‌ها در آینده بتواند به مرحله تجاری‌سازی راه یابد.