Inventing the familiar: “Damocles-Headsight-View”

Resim: Wade Sisler, 1992, NASA images.nasa.gov/details/ARC-1992-AC89-0437-6

Bir kulaklıkta gerçekliği görüntülemek için kameraların kullanılması köklü bir teknolojidir. AR gözlüğü olarak bir kamera-monitör sistemi hala yerinde bir fikir mi?

Yazar: Armin Grasnick

AR gözlükleri, gerçek ortamları sanal unsurlarla zenginleştiren gerçeklik artırma cihazlarıdır. Ivan Sutherland’ın “Sword of Damocles” (Sutherland, 1968) adlı eserinden bu yana, bu tür sistemler gerçek ile sanalın üst üste bindirilmesi ilkesine dayanmaktadır.

Bilgisayar tarafından oluşturulan bir nesne görsel olarak izleyicinin görüş alanına sokulur ve ortama karışır. Bununla birlikte, uzak veya sanal dünyalarda güçlü bir telebulunma duygusu, yalnızca görsel izlenim baş hareketini takip ettiğinde ve yerel görüşü kararttığında elde edilir. Mümkün olduğu kadar gerçekçi bir görsel izlenim elde etmek için baş konumunu stereoskopik kameraların kontrolü ile birleştirmek açıktır.

1960’lar Headsight Televizyonu

Yenilikçi ABD şirketi Philco, 1950’lerden beri radyo ve televizyon yapıyordu. 1960’ların başında, iki Philco araştırmacısı bu taşınabilir televizyonlardan birini bir video kulaklığına entegre etti.

Başın hareketi, görüntüsü tüpe aktarılan ve izleyiciye gösterilen bir uzak kamerayı kontrol ediyordu. Aşağıdaki resimde Philco araştırmacısı Charles Comeau’nun böyle bir kulaklık taktığı görülüyor.

Philco araştırmacısı Charles Comeau bir VR kaskı takıyor. | Resim: Charles Comeau, 1961, (Comeau & Bryan, 1961, s. 87)

“Headsight” daha az zarif bir kask kulaklığıydı, ancak yine de çığır açan, işlevsel ve her şeyden önce ilham verici bir prototipti.

1990’lar NASA Görüntülü Kulaklık

Bu tür sistemler, 1980’lerin sonlarından beri, örneğin Sanal Ortam İş İstasyonu Projesi’nde (VIEW) denenmektedir (Bolas & Fisher, 1990). NASA’nın 1992’deki View kulaklığı, bugünün VR kulaklıklarının tasarımına oldukça yakın.

Bu sistem sadece bir stereoskopik kamerayı uzaktan kontrol etmekle kalmıyor, aynı zamanda gerçek 3D sahneyi veya sanal bir ortamı da görüntüleyebiliyordu. Resim, 3D sesli tam sürümü ve telepresunum dünyasıyla gerçek etkileşim için eldivenleri göstermektedir.

NASA’nın View kulaklığı 1992’de piyasaya sürüldü, ancak şimdiden günümüzün VR gözlüklerine çok benziyor. | Resim: Wade Sisler, 1992, NASA images.nasa.gov/details/ARC-1992-AC89-0437-6

Bir şey daha

Onlarca yıldır bir prototip olarak sunulan cihazdan tüketiciye hazır bir cihaza giden uzun bir yol var. Ancak 2012’de Oculus VR gözlüklerinin piyasaya sürülmesiyle ve VR içeriğine odaklanmalarıyla tüketici pazarına girdiler. Aynı zamanda, ilgili kulaklıkları ve karşılık gelen faydaları ve sorunları ile teknolojinin Artırılmış ve Sanal Gerçeklik olarak daha büyük bir bölümü vardı.

VR başlıklarının bariz bir dezavantajı, hareket halindeyken bazen dış dünyadan istenmeyen ve potansiyel olarak tehlikeli bir izolasyona yol açan gerçek dünya görüşünün olmamasıdır. AR gözlükleri, gerçek dünyanın doğrudan bir görüntüsünü sağlar, ancak opak nesneleri görüntüleyemez. Gerçek bir nesne ancak ışıkla karartılabilir.

Hayalet AR ekranlarını iyileştirmek ve ortamın VR görüntüsünü etkinleştirmek için kameralar tekrar kullanılıyor. Harici kamera görüntüsünün eklenmesinin, ekranın görünür şekilde görülmesine yol açtığı ve bunun yalnızca video sinyali aracılığıyla yapılabileceği açık ve hemen anlaşılır. Sonuç olarak, “video şeffaflık” terimi, “optik şeffaflık” terimi kadar yüzeysel ve gereksizdir. Bu, “yalınayak” veya “ayakkabı” gibi hoş olmayan terimler kullanmaktan kaçınmak için çıplak ayakla yürümeye “dokunsal-hissetme” demek ve bir ayakkabıyı “korumalı-hissetme” olarak adlandırmak gibidir.

Pratik olarak konuşursak, tüm video geçiş teknolojileri, kameralarla görüntü yakalayan ve bunları monitörlerde gösteren sistemlerdir. Bu, Meta, HTC, Varjo veya Apple olsun, üreticiden bağımsız olarak aynıdır. Onlarca yıllık temel çalışmaları onurlandırmak için harici kameralara sahip yeni VR/AR kulaklıkları “Damocles-Headsight-View” (DHV) veya “Comeau-Sutherland-Fisher” (CSF) olarak adlandırmak isteyebiliriz, ancak basitlik adına bağlı kalacağız “video geçişi” kısmı için açık bir terim olan “Kamera-Monitör-Sistem” (CMS) ile.

Kamera-Monitör-Sistemi olarak VR kulaklıkları

Ancak, dış görünümü değiştirme seçeneğine sahip VR gözlükleri neden iyi bir fikirdir? Telepresence’ın klasik avantajı şu anda pek kullanılmıyor çünkü uzak istasyonun kontrol edilebilir stereo kameraları, VR başlıklarına kıyasla açıkça daha az temsil ediliyor. Ancak profesyonel uygulamalarda bu seçenek, çalışan güvenliği nedenleriyle ve rahatsız edici ortamlara gerçek ziyaretlerden kaçınmak için tekrar geçerli olabilir.

Çok daha geniş bir avantaj, dış dünyayı gölgelenme olmadan harmanlamanın yüksek kaliteli olasılığıdır. Bu, sanal bölümlerin etkili bir şekilde var olmasına yol açar ve gerçek ve sanal dünyaları karıştırma hissini artırabilir.

VR kulaklıklarının bir CMS’si, kritik bileşenler olan lens, kamera sensörü, bilgisayar, ekran ve mercekten oluşur. Her bileşenin gerçek sahnenin temsili üzerinde bir etkisi vardır ve sisteme gecikmeler getirir.

Bir CMS’nin görüntü kalitesi için üreticinin tanımından bağımsız bir karşılaştırma standardına sahip olunması arzu edilir. Birkaç görüntüleme hatasını (sapmaları) bilen klasik optiğin devreye girdiği yer burasıdır. Bunlar objektif olarak belirlenebilir ve farklı sistemleri karşılaştırmak için kullanılabilir. Bu, yüksek çözünürlüklü bir kamera kullanılarak doğrudan gözlüğün okülerinden farklı test görüntüleri alınarak oldukça basit bir şekilde yapılabilir.

CMS Aktarım İşlevi

Prensip olarak, sistemden geçerken bir giriş sinyalindeki değişiklik, hem zamana hem de yere bağlı olan bir transfer fonksiyonu ile belirlenebilir. Transfer fonksiyonu, bilinen bir giriş sinyali için ölçülen çıkış sinyaline götüren kara kutu fonksiyonu olacaktır.

Optik iletim testi, kamera testinde kullanılanlar gibi uygun test modelleriyle çok iyi çalışır. Bu amaçla kendi testlerinizi geliştirmeniz gerekli değildir; diğer test durumları için uygun standartlar burada bulunabilir. İlk başta karayolu araçlarındaki dış aynaların değiştirilmesi için geliştirilmiş olan Avrupa standardı ISO 16505 özellikle ilgi çekicidir. Bir araçta kamera-monitör sistemi için yol onayı almak için bu standarda göre bir testi geçmek gereklidir. Bu, AR/VR gözlükleri gibi daha az tehlikeli bir cihazı kullanıma uygun hale getirmek için yeterli olacaktır.

Kılıç düşecek mi?

XR kulaklıklarda kamera kullanmak, görüntü kalitesi açısından gerçek faydalar sağlar. Bu, özellikle AR görüntüleme için VR kulaklıkları kullanıldığında geçerlidir. Ancak, bu teorik kalite kazancının, kayıt ve oynatma sırasındaki görüntüleme hatalarından dolayı azalması mümkündür.

Apple’ın Vision Pro’su bir kamera izleme sistemi olarak adlandırılabilir ve gelecekte bu şekilde değerlendirilmesi gerekecektir. Piyasa tarafından olası bir reddin Demokles’in kılıcı da Apple’ın üzerinde sallanıyor. Objektif bir ölçüm bunu değiştirmeyecek, ancak aktarım işlevinin belirlenmesi daha fazla karşılaştırılabilirlik sağlayabilir ve kullanıcıların bir kulaklık seçmesine yardımcı olabilir.

Gerçek kalite ancak gerçek bir cihazda değerlendirilebilir. Ancak Vision Pro ölçülene kadar kılıcı çıkarmayacağız. Gerçek, “Damocles Headsight View”un Vision Pro adını gerçekten hak edip etmediğini gösterecek.

Armin Grasnick Artırılmış ve Sanal Gerçeklik Profesörü İÜ Uluslararası Üniversitesi. 1990’lardan beri gözlüklü ve gözlüksüz VR üzerinde çalışıyor.

Kaynaklar: Bolas, MT ve Fisher, SS (1990). Telebulunma uygulamaları için başa bağlı uzak stereoskopik kamera sistemi (JO Merritt, Hrsg.; S. 113). | Comeau, CP ve Bryan, JS (1961). Headsight TV Sistemi. Elektronik, 34(45), 86–90 | Sutherland, IE (1968). Başa takılan üç boyutlu bir ekran. 9-11 Aralık 1968 Tutanakları, Güz Ortak Bilgisayar Konferansı, Kısım I – AFIPS ’68 (Güz, Kısım I), 757.

Not: Makalelerdeki çevrimiçi mağazalara olan bağlantılar, bağlı kuruluş bağlantıları olarak adlandırılabilir. Bu bağlantı üzerinden satın alırsanız, KARIŞIK sağlayıcıdan bir komisyon alır. Sizin için fiyat değişmez.