BiDi Screen [Romanian]

Original in English by Matt Hirsch

Ecranul BiDi

Un strat subţire, Depth-Sensing LCD de interacţiune 3D folosind Domenii de lumină

Principal

Site-ul: [ Main ] [ FAQ ] [ Video ] [ Poze ] [ Cartea ] [ Detalii ] [ Wiki
Pagina: [ Despre ] [ Cartea ] [ Apăsaţi ] [ Prototype ] [ Video ] [ diapozitive ] [ FAQ

Despre ecranul BiDi Screen

BiDi Screen este un exemplu de un nou tip de dispozitiv I / O (in/out) care are capacitatea de a capta imaginile, cât şi de a le afişa. Acest ecran subţire, bidirecţional se extinde cu ultimele tendințe in dispozitive LCD, care a avut încorporarea de foto-diode în fiecare pixeli. Folosind o tehnică nouă de mascare optică dezvoltată la Media Lab, BiDi Screen poate capta cantităţile cîmpului de lumină, deblocînd o gamă largă de aplicaţii de la interacţiuni de gesturi 3-D cu dispozitive CE și comunicații video fără sudură.  

tocimage

Lucrarea

paper

Publicat în ACM Transations on Graphics, 2009 vol. 28

Apăsaţi Converage

Prototipul e-Tech de SIGGRAPH Asia 2009

Următoarele sunt imagini ale prototipului BiDi screen construit pentru expoziţia de Dezvoltări Tehnologice Asia SIGGRAPH 2009. Design-ul boxei a fost făcută de Emily Tow din MIT UROP.

thumb thumb thumb

high res high res high res

Demo de reiluminare, este arătat ca unul rulat pe noul nostru prototip. Demo-lume de navigare, care rulează pe noul nostru prototip. Modelul de manipulare demo, se rulează pe noul nostru prototip.

Video

Verificaţi aici pentru mai multe videoclipuri - here.

Slide-uri

FAQ

Partea 1: Conceptul lui BiDi Screen

Î: Ce este ecranul BiDi Screen?

A: BiDi Screen este un exemplu de un nou tip de dispozitiv I / O (in/out) care are capacitatea de a capta imaginile, cât şi a le afişa. Acest ecran subţire, bidirecţional se extinde cu ultimele tendințe in dispozitive LCD, care a avut încorporarea de foto-diode în fiecare pixeli. Folosind o tehnică nouă de mascare optică dezvoltată la Media Lab, BiDi Screen poate capta cantităţile cîmpului de lumină, deblocînd o gamă largă de aplicaţii de la interacţiuni de gesturi 3-D cu dispozitive CE, comunicatii video fără sudură.

Î: Cum funcţionează acesta? Cum acesta?

simte informaţii 3D dintr-un ecran subţire?

A: BiDi Screen folosește un strat de senzor, separat la o distanţă mică de un ecran LCD obişnuit. O imagine mască este afişată pe ecranul LCD. În cazul în care stratul de senzorial gol vede lumea prin mască, informaţii despre distanţa până la obiecte în faţa ecranului pot fi capturate şi decodificate de un computer.

Î: Cum acest program diferă de la altele, similar cum sunt Surface, SecondLight, Gesturetek, Perceptive Pixels and xyz?

A: BiDi Screen partajează mai multe atribute cu proiecte care urmăresc pentru a capta informaţii de gesturi. Diferenţa este în aceea că BiDi Screen poate fi pus în aplicare fără aparate, proiectoare sau lentile, care să îi permită să fie la fel de subțire ca și ecranele LCD existente la moment.

Î: Va înlocui acesta webcamere?

R: Este posibil de a utiliza tehnologia BiDi Screen pentru a capta imagini similare cu ceea ce ar putea fi capturat de la o camera web. Prototipul nostru actual nu capturează încă imagini de înaltă rezoluţie, suficiente pentru a explora această opţiune, dar implementările viitoare ar putea îmbunătăţi experienţa de video chat de la o webcameră. Deoarece camera și este ecranul, BiDi Screen le va permite ambelor părţi să contacteze cu ochii.

Î: Va înlocui acesta scanere de tip flat-bed?

A: Display-uri optice multi-touch, care folosesc senzori încorporate într-o matrice LCD, pot înlocui deja funcţia scanere de flat-bed. BiDi Screen reprezintă o configuraţie similară, dar care puțin diferă, și unele modificări tehnice suplimentare ar trebui să fie îndeplinite pentru ca acest lucru să se întâmple.

Î: Care sunt alte aplicaţii ale acestei tehnologii?

A: Tehnologia BiDi Screen poate fi utilizat pentru interacţiunea gestuală, dar poate fi, de asemenea, utilizată pentru a face o scenă care raspunde la iluminare s lumei reale, ca trasatorul al unui utilizator, în faţa ecranului pentru afişarea de parallax, şi alte aplicaţii care utilizează o adâncimea hartei.

Î: Care sunt limitele?

A: Deoarece BiDi Screen foloseşte o tehnică optică pentru a capta informaţii despre lume, acesta se bazează pe scena de iluminare. Fără o iluminare suficientă tehnologia nu poate captura profunzimea. Distanţa pe care BiDi Screen poate capta informaţii detaliate variază aproximativ proporţional cu separarea a senzorului şi a componentelor LCD a BiDi BiDi Screen. Aceasta înseamnă că un BiDi Screen foarte subţire nu ar fi sensibil la obiecte îndepărtare de la ecran.

Î: Care sunt direcţiile de dezvoltare viitoare?

A: BiDi Screen utilizează componente LCD pentru a crea o mască optică pentru a reprezenta lumea. Chiar acum, masca folosită este întotdeauna aceeaşi. Noi începem să explorezăm modificările de mască pentru a se potrivi mai bine cu scenele ce trebuie să fie imaginate.

Î: Nu este acesta acelaşi lucru pe care au facut cei din Apple?

A: Nu. Apple Computer a un patent de aplicație (patent application) care descrie câteva tehnici pentru a crea un ecran care poate imagina obiecte. Spre deosebire de la BiDi Screen, care utilizează un singur senzor mare în spatele unui monitor LCD şi nici o lentilă, display propus de Apply are camere mozaice, fiecare folosind un obiectiv mic sau o secţiune de obiectiv, într-un LCD. Unul dintre motivele pentru care nu vedem viitor pentru un astfel de produs pe piaţă astăzi este că camera mozaică şi obiective în spatele în interiorul unui LCD pe sigur vor crea artefacte vizuale de pe ecran din cauza interferenţelor cu iluminare din spatele ecranului, sau din cauza creşterii de separare între pixeli.

O altă diferenţă principală între produsele descrise în aplixația Apple şi BiDi Screen constă în aceea că BiDi Screen este folosit ca o interfaţă gesturală, în timp ce monitor Apple este folosit doar pentru a capta imagini convenţionale. În timp ce este posibil de a configura camera pentru a capta matrice de acelaşi tip de date a cîmpului de lumină ca și Screen BiDi, aceasta nu se propune în aplicația de la Apple, şi se pare că nu s-a făcut nimic ca acest lucru să fie posibil.

Partea 2: Despre prototipul curent

Q: Cum aţi pus în aplicare stratul de captare a luminii BiDi Screen?

A: BiDi Screen este inspirat partial de mijloace optice de display-uri multi-touch. Acest nou tip de dispozitive multi-touch încorporează un senzor în fiecare pixel al unui monitor LCD. Întrucât dispunem de zonă mare de senzori, cum ar fi acestea, nu au fost disponibil un timp acest lucru, noi am folosit un sistem de difuzor şi aparatul foto pentru a simula un senzor. La fel ca și un ecran de film ne arată o imagine într-un loc special în spaţiu, difuzor prezintă o cameră optică, ceea ce am dori pentru a capta eclectric cu un senzor.

Î: Nu este acesta la fel ca și în alte proiecte care folosesc camerele din spate?

A: Nu. Alte proiecte folosesc aparate de fotografiat pentru a imagina obiecte direct de interes. Aceste proiecte nu ar putea funcţiona fără aceste camere. Noi folosim doar camerele numai ca un mijloc pentru simulare unui senzor de zona mare goală.

Î: Care sunt parametrii actuale a prototipului?

A: Prototip curent capturează date la aproximativ 10fps. Ecranul se actualizează la aproximativ 30 cadre pe secundă. Obiectele pot fi măsurate până la 50cm de pe ecran. Ecranul captează un cîmp de lumina care are o rezoluţie unghiulară de 19×19 şi aproximativ 80×100 de rezoluţie spaţială.

Î: Ce componente ați folosit pentru crearea prototipului?

A: BiDi Screen foloseşte un ecran LCD 20,1 " cu rezoluția 1680×1050. Primul nostru prototip a folosit pentru prima data un ecran Sceptre, şi al doilea nostru folosește un ecran mai rapid LG. Senzorul este compus din două camere Point Grey Flea2, și difuzorul de la LCD iluminare din spate. Prelucrare pentru ecranul se face pe un un processor 8-core Intel Xeon.

Î: De ce prototipul BiDi Screen nu este la fel de subțire ca și ecranul LCD-l folosit?

A: Crearea BiDi Screen este motivată în parte, prin mijloace optice de tehnologie a viitorului multi-touch, ceea ce presupune integrarea elementelor optice sensibile în fiecare pixel de un ecran LCD. Această tehnologie nu va fi disponibil pentru noi să lucrăm cu în viitorul apropiat, astfel încât am găsit un alt mod de a testa ideile noastre. Noi folosim o camera si difuzorul de aer (mai mult ca un ecran de film) pentru a simula senzor de suprafata mare, care va fi disponibil în optice multi-touch LCD- uri. Noi folosim aparatul de fotografiat şi difuzor pentru a măsura optic ceea ce ne-ar dori pentru a măsura electronic. Din păcate, acest lucru necesită o separare mare între aparatul foto şi a ecranului LCD BiDi.

Î: Cum se utilizează masca de mozaic MURA în producerea imaginilor echivalente BiDi Screen cu o matrice orificiu?

A: Noi folosim o tehnică demonstrată anterior de către grupul Camera Culture de la MIT Media Lab numită Heterodinare Spațială. Heterodinare spaţială este în general, o mască pe baza de tehnica de măsurare pentru un cîmp de lumină (Light Field) care se bazează pe modularea amplitudinii, la fel ca și radio AM. Copii mutate ale spectrului de frecvenţe a câmpului de lumină sunt produse în diferite părți ale senzorului de, permiţându-ne să reconstituie originală, trupa-limitată camp de lumina care intra în BiDi Screen.

Î: Cum BiDi Screen estimează adâncimea de ecran?

A: BiDi Screen măsoară poziţia şi unghiul de incidență a fiecăruia dintre razele ce lovesc suprafaţa ecranului. Această cantitate este cunoscută ca cîmp de lumina. Pentru fiecare cadru de date capturate vom folosi o tehnică cunoscută sub numele de reorientarea deschiderii sintetice pentru a genera o mulțime de imagini concentrate la distanţe diferite, în faţa ecranului. Pentru un pixel de ieşire din hartă adîncă, noi traversăm o coloană în această mulțime de imagini, cautînd pixel cu cel mai mare contrast. Vom atribui valoarea adâncimii în adîncimea hărții la locul în care imaginea care conţine pixeli cu cel mai mare contrast a fost reorientată. Aceasta tehnica este, în general, cunoscută sub numele de adâncime din focalizare.

Î: Sunt denotate licării în prototipul BiDi Screen?

A: Da, BiDi Screen nu trece mai repede decât în ​prezent rata de fuziune a licăriei pentru ochiul uman (flicker fusion rate). Acest lucru se datorează ratei de actualizare pentru ecranele curente LCD. Limita curentă a ratei de actualizare a LCD ajunge pînă la 30Hz, pentru că actualul prototip BiDi Screen necesită întregul ecran LCD pentru a afişa un cod de mosaic MURA pentru câteva milisecunde, astfel că senzorul BiDi Screen poate captura ddate uniform modulate prin codul mosaic MURA . Maximum current de actualizare a LCD- urilor de 60Hz durează aproximativ 1/60 de o secundă pentru a reînnoi ecranul (priviți un film 1000fps de un ecran LCD aici – here). Această caracteristică a unui LCD poate fi controlată în procesul de fabricaţie, şi este o limitare non- tehnică bazate pe cererea de pe piaţă actuală. <BR

Î: Există întîrziere vizibil între circulaţie şi actualizare de afişare?

A: Unii utilizatori vor observa întîrziere atunci când vor utiliza un prototip de BiDi Screen. Acest lucru se datorează faptului că conducta noastră de prelucrare în prezent se ridică la aproximativ 10fps. Conducta noastră ruleaza pe un procesor de uz general, şi performanţele sale pot fi crescute semnificativ, cu software-ul de optimizare în continuare, prelucrarea a GPU-ului, sau hardware cu destinaţie specială. Algoritmii pe care le folosim sunt foarte paralele.

Î: Ce tip de luptător este reprezentat în videoclipuri?

A: Există două tipuri de luptători în videoclipuri. Unul e cel pe care îl intrebați despre modelul de personal lui Darth Vader.

Î: BiDi Screen anunţă un viitor distopic orwellian, în care birocraţii din guvern monitorizează fiecare mişcare a noastră, şi a vieţii private. Nu este oare aceasta o amintire îndepărtată?

R: Nu. Camere foto deja există. Ecrane există deja. Camere foto în ecrane deja există şi sunt omniprezente. Fiecare instrument poate fi abuzat. Valoarea este în modul în care le utilizăm.

Detalii

Puteţi găsi mai multe detalii (details) despre construirea şi exploatarea a BiDi Screen în secțiunea noastră de materiale suplimentare (supplementary materials).

teaser

Citare

Aici este intrarea noastră în bibitex

@article{Hirsch:2009:BiDiScreen,
   author = {Matthew Hirsch and Douglas Lanman and Henry Holtzman and Ramesh Raskar},
   title = {{B}i{D}i Screen: {A} Thin, Depth-Sensing {LCD} for {3D} Interaction using Lights Fields},
   journal = {ACM Trans. Graph.},
   year = {2009},
   volume = {28},
   number = {5},
   publisher = {ACM}
}

Vă rugăm să vizitaţi paginile următoarelor grupuri – Information Ecology și Camera Culture

ok ok