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Reproducing Visual Appearance by Optical See-Through Head-Mounted Display based on Measurement and Modulation of Light Rays

基于光线测量和调制的光学透视头戴式显示器再现视觉外观

基本信息

批准号：
20J14971
负责人：
廣井裕一
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光学シースルー頭部搭載型ディスプレイ(OST-HMD)において、眼に入る光線を直接計測・変調することにより、現実と視覚的に不可分なバーチャル物体の質感を再現する研究において、今年度は下記の進捗があった。「視覚特性の推定」：前年度成果である「拡散ホログラフィック波面センサ(DWFS)による視力推定手法を統合した網膜走査型OST-HMD」について、拡張現実感(AR)への応用に向けたシステムの小型化およびリアルタイム化を行った。小型化については、視力推定と映像提示の両方をウェアラブル端末上に実装するための構成を提案した。リアルタイム化については、DWFSにより取得する波面画像から、高速に視力を測定するための深層学習モデルを構築した。「幅広い光学特性を再現可能なOST-HMD」；前年度成果である、位相空間光変調器(PSLM)を用いて、連続・曲面のAR物体に対して奥行きブラーを提示する「焦点面光学遮蔽OST-HMD」に関する評価と改良を行った。提案法が再現できる奥行きブラーとシミュレーションとの空間周波数特性の比較を行い、結果は光学分野の主要国際論文誌であるOptics Expressに採録された。また、「視覚特性の推定」で計測したユーザの視力を補償するパターンを位相画像に畳み込み、バーチャル物体の奥行き表現を改善しながら現実の見え方を同時に補償する手法の検討を行った。本研究は、眼光学的計測に基づく眼のピント推定と、光線の直接変調に基づく高コントラスト・広色域・ピント調節可能なOST-HMDを提案し、OST-HMDにおける視覚的質感再現の幅を広げた。今後は、AR応用に向けた現行システムのリアルタイム化を中心に検討を進めていく。

Optical head-mounted devices (OST-HMD) are used for direct measurement and adjustment of light entering the eyes. "Estimation of visual characteristics": previous year's results: "Dispersion wave surface (DWFS), vision estimation method, integration, retinal examination type OST-HMD","AR", application direction, miniaturization, and optimization. miniaturization, vision estimation, and image presentation For example, DWFS can be used to acquire wave profile, high speed vision measurement, and deep learning. "Amplitude optical characteristics can be reproduced OST-HMD"; previous year's results, phase spatial light modulator (PSLM), use, link, curved AR objects for the optical line, prompt,"focal plane optical shielding OST-HMD" related to the evaluation of line improvement. A comparison of the spatial frequency characteristics of the proposed method and the main international papers on optical separation was reported. "Estimation of visual characteristics" to measure the visual acuity of the eye, to improve the visual performance of the eye, and to improve the visual performance of the eye. This study aims at optical measurement, estimation, direct modulation of light, adjustment of color gamut, possibility of OST-HMD, estimation and amplitude of visual texture reproduction of OST-HMD. In the future, AR will be used to improve the current system.