Видео: сварочный шлем дополненной реальности MannVis

То, что вы видите на фотографиях и видео, сделанных ещё в сентябре 2012 года — не космический пришелец в боевом экзоскелете, а обычный ...

То, что вы видите на фотографиях и видео, сделанных ещё в сентябре 2012 года — не космический пришелец в боевом экзоскелете, а обычный человек в сварочном шлеме. Правда, шлем обычным не назовёшь: эта система получила название «Сварочный шлем MannVis»; её функцией является возможность сварщиков следить за своей работой с чрезвычайно высоким уровнем детализации, многократно превосходящим возможности человеческого зрения. Это одно из применений дополненной реальности в производственной практике, тогда как основная масса таких разработок применяется в маркетинге и моделировании. Интересно, что сварка в MannVis может быть полезна не только опытным сварщикам для повышения качества выполняемых работ, но и для обучения новичков, ведь такой шлем предполагает возможность наложения на картину реального мира учебных материалов — например, рекомендаций к действиям.

Процесс сварки создаёт слишком яркий для человеческого зрения свет, и любой сварщик в обязательном порядке должен носить защитный шлем с затемняющими стёклами, иначе рискуя получить повреждения сетчатки. Снижение яркости до легко воспринимаемого глазами уровня позволяет рабочему лучше оценивать положение сварочного аппарата над поверхностями обрабатываемых материалов. Но даже при очень сильном затемнении наконечник горелки остаётся слишком ярким для того, чтобы видеть получающийся в месте соприкосновения шов и относительно широкую область вокруг него. Количество света меняется от типа сварки, однако без соответствующей защиты зрение может пострадать очень быстро.

Старые сварочные маски имеют откидную панель, которая до розжига горелки позволяет легко оценить ситуацию и положение её наконечника относительно материала. Но для проверки своей работы оператор должен постоянно выключать огонь, что отнимает массу времени. Современные маски имеют датчики, которые автоматически затемняют стекло при появлении источника яркого света и возвращают его к обычному состоянию при прекращении сварки. Это экономит время, но всё ещё не даёт необходимую для более качественной работы повышенную контрастность.

Контрастность — это разница между самыми тёмным и светлым оттенками в видимом диапазоне. Глаза человека имеют относительно низкий коэффициент контрастности, что придаёт нам дискомфорт при наблюдении сцен с очень тёмными и яркими объектами. Наши глаза могут регулировать воспринимаемое соотношение, но добиться превышения предела, заложенного природой, они не в состоянии.

Несколько экспозиций фотографии могут быть объединены в одну картинку с помощью технологии высокого динамического диапазона (High Dynamic Range — HDR), чтобы сформировать изображение с нужной экспозицией при разной яркости. Благодаря постоянно растущим возможностям компьютеров стало возможным создавать не только HDR-фото, но и HDR-видео.

Сравнение обычного и HDR-изображения (справа)

Сравнение обычного и HDR-изображения (справа)

Создатели сварочного шлема дополненной реальности MannVis придумали множество сложных алгоритмов, позволяющих в режиме реального времени обрабатывать стереоскопическое HDR-видео со скоростью 120 кадров в секунду. При этом эффективный коэффициент контрастности составляет 1 000 000 : 1 и находится далеко за пределами возможностей человеческого восприятия. Говоря простым языком, свет поступает на две встроенные на уровне глаз пользователя камеры (именно две камеры необходимы для создания 3D-изображения, чрезвычайно полезного при сварке), которые для каждого HDR-кадра снимают четыре простых с разной экспозицией, а сварщик получает стереовидео на привычной скорости 30 кадров в секунду.

Команда исследователей, стоящих за проектом, состоит из весьма известного в кругах людей, занимающихся головными компьютерами и дополненной реальностью, профессора Стива Манна (Steve Mann), Рэймонда Ло (Raymond Lo), Джейсона Хуанга (Jason Huang), Вальмики Рамперсада (Valmiki Rampersad), Райана Янцена (Ryan Janzen) и Тао Ай (Tao Ai). Опубликованные результаты их исследований доступны на английском языке в PDF-документе по этой ссылке.

Именно рост производительности портативных устройств и свойственная прогрессу миниатюризация в будущем могут подарить человечеству значительно более скромные по своим размерам и ушедшие далеко вперёд по возможностям очки, расширяющие способности нашего скромного в сравнении даже с прочим животным миром зрения. Вероятно, приблизительно в это время человек сделает шаг к киборгизации и сможет объединить в себе результаты природной эволюции и собственных технологических достижений.

По материалам Road to Virtual Reality

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, сообщите нам, выделив текст и нажав клавиши Shift + E или кликнув сюда.

Раздел
Новости

Другие статьи