Next generation 3D display applications using laser scanning pico projectors
Lazer taramalı pico projektör kullanan gelecek nesil 3B ekran uygulamaları
- Tez No: 367653
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Bu tez, laboratuvarımızın yüksek katkılarıyla geliştirilmiş olan lazer tarama temelli projeksiyon ürünlerini kullanarak yenilikçi üç boyutlu (3B) görüntüleme yöntemleri ve yeni uygulamlarını sunmaktadır. Tez bünyesinde bahsi geçen yöntemler şu şekildedir: (i) kutuplanma (polarizasyon) karmalı tek projektör temelli edilgen (pasif) gözlükler kullanarak 3B yansıtım, (ii) 3B ekranlarda odaklanma ve göz hareketi sebepli sorunların etkisini azaltmak için yeni bir gözlük, (iii) İki piko projektör kullanarak tek kullanıcı için döner ekran temelli gözlük gerektirmeyen 3B ekran, (iv) Projektör dizini kullanarak çok kullanıcı için çoklu görüntüleme yapabilen gözlüksüz 3B ekran. Bütün bu yöntemlere ek olarak, giyilebilir projektör kullanarak dış dünya ile örtüşen bir sanal gerçeklik uygulaması da tez içinde sunulmuştur. Sunulan ilk yöntem, gözlüklü 3B projeksiyon ekranlarına, eş zamanlı olarak kutu- planma ve renk çoklama özelliklerini ekleyerek doğrudan bir yenilik sunmakta ve eski yöntemlerin zayıf yönlerini gidermeyi sağlamaktadır. Bahsi geçen yönteme kutuplanma karmalı 3B yöntemi adı verilmiştir. Renk temelli 3B gözlüklerde var olan renk dağılım dengesizliği, her bir göze renklerin sırayla gösterilmesi sayesinde aşılmıştır. Yöntemimiz sayesinde kırpışma olmadan 3B gösterim, 60 Hz tazeleme frekansında da yapılabilir hale gelmiştir. İkinci yöntem yani yüksek seviye gözlüklü 3B gösterimi yöntemi (SS3D), mevcut olan gözlüklü 3B ekranlarda odaklanma ve göz bebeğ uyumu adına önemli bir iy- ileştirme sunmaktadır. Bizim yöntemimiz, tasarladığımız ısık seçiç filtreli özel iğne delikleri sayesinde her bir göze en az iki görüntü sağlamaktadır. Bahsi geçen yapı mevcut gözlüklü 3B yapılara doğrudan eklenebilmekte veya özel kontak lens olarak da geliştirilebilmektedir. üçüncü yöntem laboratuvarımız bünyesinde çalışmakta olan bir iş arkadaşımın icadı olup tek kişiye çoklu görüntülemeli gözlüksüz 3B deneyimi sunmaktadır. Yöntem iki adet taşınabilir projektörü, göz takip kameraları ve dönebilen retro-yansıtıcı-ışık dağıtıcı çiftini birleştirmektedir. Etkin pencereler kullanıcının gözünü takip ederek konumunu değiştirebilmektedir. Son yöntem, bir dizi piko projektör ile dikey ışık dağıtıcı kullanarak, çoklu kul- lanıcı desteği olan çoklu görüntülemeli gözlüksüz bir 3B ekran mimarisi sunmaktadır. Mimari içerisinde her bir projektör tek başına bakılan açıya göre ışık dağıtıcı üzerinde sadece görüntünün bir parçasını sunabilmektedir. Benzerlerinden farklı olarak, ekrannın karmaşıklığı ve projektör dizinin hacmi gözle görülür şekilde iyileştirilmiştir. Yöntemimiz ekranın yatay düzlemde genişlemesini ve gösterilen perspektif sayısının artırılmasını da desteklemektedir. Son olarak, gerçek dünya ile örtüşen bir sanal gerçeklik uygulaması (AR) sunulmuştur. Bahsi geçen mimari sanal ortamı, oyuncunun görüş alanını engellemeden gösterebilme ve keşfedilebilme özelliği sunmaktadır. Mimarimiz, duvarları kaplayan retro yansıtıcılar ve giyilebilir lazer taramalı projektör-akıllı cep telefonu çiftini birleştirerek gerçeklenmiştir. Akıllı cep telefonu üzerinde yön bulmak için kullanılan algılayıcılar sayesinde sanal ortamda gezinme kabiliyetini sunulabilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents four novel 3D display methods and a number of new applications using commercial laser scanning pico projectors that have been developed with major contributions from our laboratory during the last decade. The new methods developed in this thesis are (i) mixed-polarization stereoscopic display using single-projector and passive polarized glasses, (ii) a new type of glasses that can relieve the accommodation and vergence conflict associated with all the stereoscopic displays, (iii) rotating screen based auto-stereoscopic display for a single-viewer using two pico-projectors, and (iv) multi-user multi-view auto-stereoscopic display using an array of pico-projectors. Furthermore, a head-mounted pico-projector is also demonstrated as a new augmented- reality application aimed at motion-capture actors. The first method introduces a new twist on glasses based stereoscopic projection displays as it utilizes polarization and color multiplexing simultaneously and avoids weaknesses associated with previous methods. This new method is named Mixed Polarization 3D. Color imbalance artifacts associated with anaglyph glasses are avoided by alternating the colors presented to each eye. In mixed polarization 3D, flicker is not observed even at 60 Hz since both eyes receive at least one color frame in every single frame. The second method, named Super Stereoscopic 3D Display (SS3D), introduces a major improvement on stereoscopic 3D displays for avoiding accommodation-vergence conflict. Our method provides at least two views to a single eye by using special apertures equipped with selective filters in front of the users' eye. Our designs can be embedded into conventional stereoscopic glasses or can be developed as special contact lenses. The third method introduces a single viewer multi-view autostereoscopic projection display, which is invented in our laboratory by a co-worker. The technique uses two mobile projectors, a rotating retro-reflective diffuser screen, and a head-tracking camera. As two dynamic viewing slits are created at the viewers position, the slits can track the position of the eyes by rotating the screen. The last method introduces a new modular multi-user multi-view autostereoscopic display architecture based on an array of pico-projectors and a vertical diffuser screen. A single projector provides a portion of the each perspective observed through the vertical diffuser. Unlike similar projector-array based displays, the screen assembly complexity and the size of the projection display hardware have been decreased dramatically. Our proposal has the capability to provide horizontal expansion in the screen size, and an increase in the number of different perspectives as well. Lastly, an augmented reality (AR) system is proposed and developed for supporting motion capture actors. This system allows seeing and exploring the digital environment without occluding the actors visual field. An in-house prototype is built by combining a retro-reflective screen that covers the walls and a headband consisting of a laser scanning projector with a smartphone. Built-in sensors on the smartphone provide navigation capabilities in the digital world.
Benzer Tezler
- Beyaz ışık oled uygulamarı için tiyenotiyofen ve tetrafeniletilen içeren moleküllerin sentezi
Synthesis of thienotiophene and tetrafenyethylene for white light oled applications
FATMA ELİF ALACACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DR. ERMAN KARAKUŞ
- Foveated near-eye display using computational holography
Holografik ve foveated göze yakın ekran
ALİ CEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Multi-view video coding via dense depth field
Sık derinlik haritası ile çok-görüntülü video kodlaması
BURAK OĞUZ ÖZKALAYCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. AYDIN ALATAN
- Flight deck centered cost efficient 4D trajectory planning
Kokpit otomasyonu tabanlı 4D rota planlaması
MEVLÜT UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Design of high-performance heat transfer channels enabled by additive manufacturing
Eklemeli imalat ile sağlanan yüksek performanslı ısı transferi kanallarının tasarımı
HAKAN UYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ALPEREN GÜNAY