Японцы научили проектор «превращать» предметы в золото

Японские инженеры создали проекционную систему, способную отслеживать положение произвольных объектов со скоростью 500 кадров в секунду и «перекрашивать» их в реальном времени. Система способна корректно проецировать окраску даже на быстро двигающиеся или жидкие объекты, а также не требует предварительного знания об их свойствах, рассказывают разработчики на сайте Токийского университета.

Помимо классических шлемов и очков дополненной реальности, создающих иллюзию наложения изображения на объекты реального мира, существуют разработки, которые используют проекторы для наложения изображений или текстур непосредственно на объект. Но для реалистичного эффекта такой проектор должен обладать крайне низкой задержкой, измеряемой миллисекундами. Кроме того, система отслеживания должна быть не только быстрой, но и точной. Во многих разработках для повышения точности используются визуальные светоотражающие маркеры, которые приходится заранее размещать в определенных частях отслеживаемого предмета.

Группа инженеров из лаборатории Масатоси Исикавы (Masatoshi Ishikawa) Токийского университета уже несколько лет создает проекторы, способные отслеживать положение двигающихся объектов с высокой скоростью и без использования дополнительных маркеров. Теперь разработчики усовершенствовали эту систему, научив ее «менять» материал объекта без предварительного знания о нем.

Центральный компонент системы — «горячее зеркало». Оно пропускает почти все видимое излучение от расположенного за ним проектора, но отражает практически все инфракрасное излучение на систему из высокоскоростных инфракрасных камер. Во время работы система постоянно отслеживает объекты в кадре и отсекает их от фона. Кроме того, она постоянно рассчитывает для всех объектов 3D-карту их поверхности. Поскольку все это происходит с частотой 500 раз в секунду, проецируемое изображение практически идеально накладывается на объекты, даже если они быстро двигаются или меняют форму. Инженеры показали, что система способна «раскрашивать» даже быстро текущую жидкость:

Разработчики создали для системы несколько режимов. К примеру, она может имитировать глянцевый материал для объектов в кадре. Кроме того, они создали режим альбедо-зависимого наложения, при котором система сама определяет области объектов, состоящие из разных материалов, и накладывает на них разное изображение.

Наконец, самый эффектный режим позволяет человеку почувствовать себя древнегреческим Мидасом, который, согласно легенде, умел одним прикосновением превращать любые предметы в золото. Именно в честь него и названа разработка — MIDAS. В этом режиме система отслеживает прикосновение руки к другим предметам и после этого быстро меняет их облик на глянцевый и золотой.

Недавно группа Масатоси Исикавы показала новый динамический проектор, умещающийся в переносном корпусе. Как и полноценный прототип, мобильный проектор умеет отслеживать движение объектов в кадре и компенсировать его, а также способен менять изображение таким образом, чтобы оно всегда оставалось неподвижным на статичных объектов, что может быть полезным при использовании проектора в движении.

Григорий Копиев