Max Home IndustryПодход светового поля к вычислительной фотографии имеет больше применений, чем захват 2,5 — D изображений-он может создать дисплей, который вы можете четко просматривать без очков.
Это забавная часть обработки изображений, но неясно, что это за приложение-убийца, поэтому читайте дальше и посмотрите, сможете ли вы придумать его.
Идея довольно проста с вычислительной точки зрения. Каждый дефект глаза, хорошо распространенный, эквивалентен свертке маски с резким изображением. Если вы близоруки, то без очков фокусное расстояние неверно, и точка света на вашей сетчатке изображается в виде небольшого диска. Когда вы смотрите на полное изображение, вы видите его так, как если бы оно было свернуто с небольшим диском, и в результате каждая острая точка размыта — следовательно, все изображение выглядит размытым. Другие дефекты глаз эквивалентны свертыванию исходного изображения с формой, отличной от диска, и, следовательно, механизм очень общий.
Чтобы вылечить аберрацию, все, что вам нужно сделать, — это деконвольтировать маску с изображением, и это то, что делают очки для глаз по рецепту, даже если мы не думаем об этом таким образом-мы обычно думаем об этом как о регулировке фокусного расстояния до того, каким оно должно быть. Другой подход заключается в изменении исходного изображения таким образом, чтобы операция свертки восстановила изображение в его четкой исходной форме. Другими словами, вы меняете изображение так, чтобы нормальный зрячий человек выглядел странно, но когда близорукий человек смотрит на изображение, оно становится резким.
Это непростая задача, но она уже была опробована раньше, но новый подход, описанный в статье, которая будет представлена в этом году SIGGRAPH, представляет резкое полноконтрастное изображение, которое можно рассматривать с разных позиций. Что действительно интересно, так это то, что механическая реализация очень проста и зависит от недорогих готовых компонентов. Это говорит о том, что метод является общим, и может быть использован целый ряд методов создания светового поля, а специально разработанный компонент может увеличить разрешение и расширить угол обзора.
В прототипной системе для создания светового поля использовалась только маска-обскура, но сетка микролинз выполняла ту же работу. В качестве дисплея использовался iPod touch.
Грубо говоря, какая сетка светового поля используется для того, чтобы глаз, находящийся вне фокуса, не смог привести пару лучей из одной точки в фокус в одной точке, но привел свет из двух точек на экране в один фокус — см. Диаграмму Ниже:
Вы можете видеть, что теперь две точки на дисплее управляют тем, что отображается в одной точке на сетчатке. Используемый алгоритм вычисляет преобразование исходного изображения, необходимое для получения четкого изображения на сетчатке — это называется предварительной фильтрацией. Единственная проблема заключается в том, что предварительная фильтрация должна выполняться для каждого изображения и корректировать заданную степень близорукости и занимает около 20 секунд для каждого изображения после начальной фазы настройки. Исследователи надеются в будущем распространить этот метод на видео и использование графического процессора для производительности в реальном времени.
Вы можете узнать больше об этой и предыдущей работе в следующем видео:
Так это работает?
Чтобы убедиться, что это сработало, изображение было спроецировано с помощью этого метода и сфотографировано с помощью камеры, находящейся вне фокуса.
Как вы можете видеть, это действительно работает. Помните, что изображения слева-это то, что вы видите на немодифицированном экране с камерой вне фокуса, а изображения справа-это то, что вы видите с помощью используемого метода коррекции и той же камеры вне фокуса.
Та же техника может быть модифицирована для коррекции более сложных дефектов глаз — комы, сферической аберрации и так далее. Некоторые из этих дефектов трудно исправить с помощью линз.
Однако мы подходим к сути — почему?
Если вы работаете с компьютером, то вы знаете, что четкое видение экрана без очков может быть большим преимуществом, но кто может сказать, что метод коррекции создает дополнительную нагрузку на глаза, такую как 3D-просмотр. Это может быть хороший способ посмотреть на монитор и быть добрым к вашим глазам, но необходимы дополнительные исследования. Кроме того, вы действительно хотите, чтобы экран был резким, а все остальное размытым?
Возможно, настоящее приложение-убийца исправляет головные дисплеи и гарнитуры виртуальной реальности 3D, чтобы они работали без очков, но пара компенсационных линз, используемых в видоискателях камер, также выполняла бы эту работу.
Есть какие-нибудь предложения?