Kỹ thuật chiếu hình mới tạo hình ảnh khó phân biệt được với vật thể thực

Chiếu hình (projection mapping - PM) được biết đến rộng rãi như một kỹ thuật chiếu sáng chồng hình ảnh lên các tòa nhà hoặc vật thể để tạo ra hiệu ứng thị giác. Công nghệ này cho phép trải nghiệm thực tế tăng cường (AR) mà không cần người dùng đeo thiết bị hiển thị gắn trên đầu và hỗ trợ tương tác đa người dùng. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực như thực tế mở rộng và khoa học thị giác, các nhà khoa học đã gợi ý rằng phép chiếu có thể vượt ra ngoài việc chồng hình đơn giản, có khả năng cho phép màu sắc, hoa văn, hoặc thậm chí cả các đặc tính vật chất được cảm nhận của một vật thể xuất hiện như thể chúng đã thay đổi về mặt vật lý.

Trên thực tế, hiệu ứng này rất khó đạt được. Hầu hết các kết quả chiếu hình được cảm nhận không phải là sự thay đổi trong chính vật thể mà là hình ảnh được chiếu chồng lên trên nó. Các hệ thống PM thông thường thường gặp phải hiện tượng bóng mờ khi người dùng che khuất đường đi của ánh sáng. Các phương pháp trước đây sử dụng nhiều máy chiếu phân tán có thể bù đắp cho sự che khuất, nhưng lại bị độ trễ do xử lý tính toán, làm giảm trải nghiệm người dùng. Các dấu hiệu thị giác như bóng do cơ thể người dùng tạo ra hoặc ánh sáng định hướng thường cho thấy rằng hình ảnh đó được tạo ra bằng phép chiếu.

Một nhóm nghiên cứu ở Đại học Osaka (Nhật Bản) do GS. Daisuke Iwai dẫn đầu, bao gồm sinh viên thạc sĩ Takahiro Okamoto và nghiên cứu sinh tiến sĩ Masaki Takeuchi, hợp tác với PGS. Masataka Sawayama của Đại học Hokkaido, đã nghiên cứu cách loại bỏ những dấu hiệu này có thể thay đổi nhận thức của con người. Cụ thể, các nhà khoa học đã tập trung vào sự khác biệt quan trọng giữa hình ảnh được chiếu và hình dáng vật lý của các vật thể thực. Hình ảnh được chiếu có thể dễ dàng bị che khuất bởi cơ thể người dùng, tạo ra bóng, trong khi màu sắc và kết cấu của các vật thể thực không biến mất khi ánh sáng từ một hướng bị cản trở.

Các nhà khoa học sử dụng một hệ thống PM khẩu độ tổng hợp sử dụng số lượng máy chiếu lớn hơn đáng kể, được bố trí dày đặc trong môi trường, để đạt được khả năng chiếu hình ảnh không độ trễ, không bóng mờ cho không gian làm việc trên bàn mà không cần bù trừ tính toán. Để giải quyết vấn đề suy giảm độ phân giải không gian do sự sai lệch dưới mức pixel giữa các hình chiếu chồng lên nhau, họ phát triển và xác thực một phương pháp bù mờ ngoại tuyến có thời gian tính toán không phụ thuộc vào số lượng máy chiếu. Hơn nữa, các nhà khoa học đã chứng minh rằng công nghệ tạo ảnh không bóng (shadowless PM) đóng vai trò quan trọng trong việc đạt được mục tiêu cơ bản của PM: thay đổi tính chất vật liệu mà không tạo ra ấn tượng giống như hình chiếu.

Trong tương lai, các nhà khoa học cho rằng hệ thống này sẽ có giá trị trong các ứng dụng ngoài lĩnh vực giải trí, chẳng hạn như hỗ trợ thiết kế công nghiệp, cộng tác từ xa và trình bày thông tin trong môi trường y tế.

Hoàng Kim - Theo https://techxplore.com/