Одним из естественных ограничений применения дополненной реальности стало то, что наши глаза испытывают лишнее напряжение, когда после двухмерной картинки на фиксированном расстоянии переходят к фокусировке на трёхмерном мире (при условии, что не фокусируются на очень далёком объекте). С нынешней AR происходит именно это: изображение с дисплеев смартфонов, планшетов и даже Google Glass не трёхмерно, но встроено в картину реального 3D-мира и не так реалистично, как хотелось бы.
AR-очки для наложения на объекты с больших дистанций не всегда вызывают напряжение и без соответствующего ущерба для пользователя применяются, к примеру, в армии. Однако электроника для слежения за непосредственным окружением пользователя, с которой необходимо сосредотачиваться одновременно на цифровой 2D-картинке и трёхмерном мире, испытывает так называемую проблему несоответствия аккомодации и конвергенции (несоответствие приспособления к внешним условиям и движения глаз, то есть необходимость в невозможной физически фокусировке на разноудалённых объектах).
Устройство, разработанное исследователем Аризонского университета Хонг Хуа (Hong Hua) и его коллегой из Университета штата Коннектикут Бахрамом Джавиди (Bahram Javidi), решает эту проблему очевидным, но непростым способом — добавлением одного измерения накладываемой картинке. Для этого оптический прозрачный наголовный дисплей (optical see-through head-mounted display — OST-HMD) реконструирует миниатюрную 3D-сцену из большого количества её перспективных изображений.
(а) настройка; (b) для создания 3D-изображения дисплей микроинтегрального отображения сочетает сразу несколько углов зрения; (с)-(f) эти фото показывают, что при смене фокуса цифровая картинка ведёт себя подобно реальному объекту
По словам учёных, их подход с использованием оптической технологии свободной формы в перспективе может быть применён в очках дополненной реальности, сравнительно безопасных для глаз и имеющих привычные размеры. В качестве доказательства был продемонстрирован прототип такой системы с применением сути разработки — технологии дисплея микроскопического интегрального отображения. А результатом стало наложение картинки таким образом, будто она реальна и находится в координатах, для которых человеку не нужно производить рефокусировку.
Работа над технологией всё ещё идёт, и она не готова к коммерциализации. На данный момент учёные надеются улучшить ситуацию с глубиной и пространственным разрешением изображения, а также углами обзора. Правда, по словам Джавиди, быстрый прогресс в областях оптики и оптоэлектроники делает перспективы технологии менее туманными.
Подробный отчёт об исследовании доступен бесплатно на английском языке в журнале Optics Express.
По материалам Space Daily и Optics Express
