明るい場所と“異常にくっきり投影”を両立するプロジェクションマッピング その仕組みは? 東工大が開発:Innovative Tech
東京工業大学 渡辺研究室に所属する研究者らは、明るい環境と対象物を明るくフルカラーで投影できるプロジェクションマッピングを両立した研究報告を発表した。
Innovative Tech:
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。
Twitter: @shiropen2
東京工業大学 渡辺研究室に所属する研究者らが発表した論文「Projection Mapping with a Brightly Lit Surrounding Using a Mixed Light Field Approach」は、明るい環境と対象物を明るくフルカラーで投影できるプロジェクションマッピングを両立した研究報告である。
プロジェクションマッピング(PM)とは、物体の形状に合わせて画像を投影し、あたかもその物体の表面に模様や質感があるかのように見せる技術である。PMは没入感が高く、特殊なメガネなども不要なため、多くの人で体験を共有しやすいというメリットがある。
しかし従来のPMには、周囲が明るいと投影画像のコントラストが下がってしまうという課題があった。そのため、PMは暗い環境下で行われることが多かったが、それでは周囲が不自然に暗くなり、拡張現実感としては不完全な体験となっていた。
この研究では、「Mixed Light Field」と呼ぶ新しいアプローチでこの課題を解決することを目指した。具体的には、PMを行うプロジェクターに加え、光線の制御が可能な環境光用の照明システムを用意する。この照明システムはPM対象には当たらないよう制御しつつ、周囲を自然に照らすのである。これにより、PM対象は高コントラストを保ちつつ、周囲は明るく自然な見た目を保つことができる。
自然な環境光を再現するため、研究チームはプロジェクターの前方にインテグラルフォトグラフィベースの照明ユニットを構築した。これだけでは中央部と周辺部で光線密度にばらつきがあるため「Kaleidoscopic Array」と呼ぶミラーアレイをレンズアレイの後ろに配置することで、より高密度な光線場を生成できるように改良した。
さらに、この複雑な光学系を高速かつ正確にキャリブレーションするため、二分探索を用いた効率的な手法を新たに考案した。これにより、PM対象に環境光が当たらないよう、プロジェクターの投影画像を適切に制御できる。
研究チームは、シミュレーションと実機を用いた実験により、提案手法の有効性を検証した。その結果、高コントラストのPMと自然な見た目の周囲環境を両立できることを示した。PM対象も周囲物体も同じ照明条件下にあるかのように自然な見た目が実現できたのである。
この研究成果により、ステージ演出やアトラクション、製品デザイン、化粧のシミュレーション、製造や手術の支援など、さまざまな場面で明るい環境下でのPMが実用化されることが期待される。
Source and Image Credits: M. Yasui, R. Iwataki, M. Ishikawa and Y. Watanabe, “Projection Mapping with a Brightly Lit Surrounding Using a Mixed Light Field Approach,” in IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, doi: 10.1109/TVCG.2024.3372132.
関連記事
- “毎秒5600フレーム”で投影できる世界最速プロジェクター 東工大が開発
東京工業大学の渡辺研究室に所属する研究者らは、8ビットの画像を毎秒5600フレーム(fps)で投影するプロジェクター・システムを提案した研究報告を発表した。 - 動いている人が見ると“モザイク”、止まると“モザイクが取れる”技術 東工大と青学が開発
東京工業大学と青山学院大学に所属する研究者らは、動いている人が見るとモザイクがかかったように認識され、止まっている人が見ると通常の画像として認識される視線誘導手法を提案した研究報告を発表した。 - 日本語に強い大規模言語モデル「Swallow」 産総研と東工大が公開 事前学習用の日本語データに工夫
産業技術総合研究所と東京工業大学の研究チームは、日本語に強い大規模言語モデル(LLM)「Swallow」を公開した。 - 周期性のない図形「ペンローズ・タイル」が量子コンピュータのエラーを訂正? カナダの研究者らが発表
カナダの研究所Perimeter Institute for Theoretical Physicsとエジンバラ大学に所属する研究者らは、繰り返さないパターンであるペンローズ・タイリングが、量子コンピュータの誤り訂正に応用できることを提案した研究報告を発表した。 - 「耳ぴく」で操作できるメガネ機器 “ダブルぴくぴく”や“3秒ロングぴく”などで入力 神戸高専が開発
神戸市立工業高等専門学校の髙田研究室に所属する研究者らは、耳を動かす“耳ぴく”を操作入力に活用する眼鏡型デバイスを提案した研究報告である
関連リンク
Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.