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長岡技術科学大学 工学部 電気電子情報工学専攻 圓道 知博 准教授

「立体映像の作り方」

「立体映像の作り方」

長岡技術科学大学 
工学部 電気電子情報工学専攻

圓道 知博 准教授

30分のミニ講義を聴講しよう!立体映像を映すには?

現在の3D映画やVRはメガネやゴーグルをかけて見ますが、SF作品などでは映像が空中に浮かび上がるような描写をよく目にします。それは実現できるでしょうか? そもそも立体映像とは何でしょうか? 従来の映像との違いや、立体映像の表示法を考えます。

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先生からのメッセージ

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人間の視覚とは「網膜に投影された2次元画像から3次元空間を把握すること」とも言えます。この2次元画像から3次元情報を得るという考え方はとても重要で、ロボットの視覚や自動車の自動運転もこの考え方が基礎になっています。2次元と3次元の対応は幾何学ですから、幾何学が好きな人にはこの分野はお勧めです。
また3Dディスプレイは電気や情報、光学の分野にまたがっており、専門の学会もなく十分に確立された研究分野とは言えませんが、その分、自由な発想でものづくりをしたい人はやりがいが感じられるでしょう。

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夢ナビ講義も読んでみよう「光線」の集まりで自然な3D映像を実現する

3Dの原理とその本質 3D映画は右目と左目に少し違う映像を見せることで立体感を出しますが、3D映像の本質は「視点の位置が変われば見え方が変わる」ことであり、右目と左目で見え方が違うことはその一面に過ぎず、それだけでは不自然です。VR(バーチャルリアリティ)に使うヘッドマウントディスプレイでは頭の動きに合わせたCG画像を合成することで見え方の変化まで再現しますが、装着が必要です。もっと手軽に自然な3D映像を見るにはどうしたらいいでしょうか?
一般的なテレビはどの方向から見ても同じ映像が見えますが、これは画面上からはどの方向にも同じ色の光が出ているからです。例えば赤い点は赤い光を四方八方に出しているのでどこから見ても赤く見えます。もし方向によって違う色の「光線」を出せる特別な点を作れば、その点は見る方向によって違う色に見えるはずです。そのような点で画面を埋め尽くせば、見る方向によって違う画像を見せることができるようになり、何も着けずに自然な3D映像が見られます。
今の1万倍の画素数が必要!? しかし、この方法で3Dを表示するには細かな方向ごとに別々の色の光線を出す必要があるので、表示素子に現在の1万倍程度の画素数が必要だと言われています。そのため現在、裸眼3Dディスプレイの多くは解像度が犠牲になっています。性能不足を補うための案として、LEDなどの高速な表示素子を使い、人間にわからない速さで切り替えることで一つの画素にたくさんの役割をさせる方法が考えられています。 ARで展示・広告、手術のサポート AR(拡張現実)では実際の風景にCGなどを重ねて表示します。現在は主にシースルーのヘッドマウントディスプレイを使いますが、裸眼で見るための透明な3Dディスプレイも研究されています。多くの人が同時に見られるので、商店のショーウィンドウなどの展示・広告、ライブの演出に使うのが効果的です。また、医療への応用として、手術中に患者に重ねてCT画像などを表示し、医師をサポートすることも期待されています。

先生からのメッセージ

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人間の視覚とは「網膜に投影された2次元画像から3次元空間を把握すること」とも言えます。この2次元画像から3次元情報を得るという考え方はとても重要で、ロボットの視覚や自動車の自動運転もこの考え方が基礎になっています。2次元と3次元の対応は幾何学ですから、幾何学が好きな人にはこの分野はお勧めです。
また3Dディスプレイは電気や情報、光学の分野にまたがっており、専門の学会もなく十分に確立された研究分野とは言えませんが、その分、自由な発想でものづくりをしたい人はやりがいが感じられるでしょう。

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