Wide field-of-view dual-focal-plane augmented reality interactive display with gaze-tracker
Bakış-noktası izleyicili, interaktif, geniş görüş-açılı, ikili-odak-düzlemli artırılmış gerçeklik ekranı
- Tez No: 544356
- Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN ÜREY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 56
Özet
Stereoskopik ekranlar sabit bir odak düzlemine sahiptir ve uyum-yakınsama çatışması (UYÇ) olarak da bilinen gözün odak ve hareketlerinden kaynaklanan uyumsuzluktan dolayı görsel rahatsızlıklardan mustariptir. UYÇ olgusu, geleneksel yöntemlerle hazırlanmış kafaya-takılabilen ekranlarda (KTE) kaçınılmazdır. Bu tezde; gerçek zamanlı bakış izleyicisi ile donatılmış ve yeni bir deneyim sunan bi-oküler (iki göz için ortak optik elemanlar), iki odak-düzlemli bir artırılmış gerçeklik (AG) ekranı sunulmaktadır. İki ayrı sıvı kristal ekran (SKE) Fresnel lens ile farklı mesafelere yerleştirilerek sanal görüntülerin kullanıcıya göre 25 santimetre ve 50 santimetrede oluşması sağlanmıştır. İki SKE de iki göz ile tamamen görülebilmektedir. Sistem iki derinlik ile sınırlandırılmış olmasına ve bu durum sanal sahnede bir süreksizliğe yol açmasına rağmen, bahsi geçen derinliklerde doğru odak kanıtlarını ve doğal bulanıklık etkilerini sunmaktadır. Bu durum, farklı derinliklerde gösterilen sanal bilgilerin aynı görsel eksende olsalar bile kullanıcı tarafından ayırt edilebilmesini sağlamaktadır. SKEler sadece bir bilgisayar ile sürülebilmektedir ve sanal sahnedeki objeler derinliklerine göre bu ekranlar üzerine dağıtılmaktadır. Ayrıca, bir yol ve sürüş simülasyonu da uygun bir kullanım alanı olarak sunulmaktadır. Oyleki; büyük bir monitör, arka plan sahnesini yaratmak için kullanılmış ve SKElerdeki içerikler bu arka plan uzerine düşürülmüştür. Görüş alanı (GA), 60 x 36 derecedir ve kullanıcı pozisyonunun değişimine rağmen sanal sahnenin görüntülenebilmesini sağlayan alan 100 milimetreden fazladır. Böylece, iki göz için konforlu bir sistem elde edilmiştir. Sistem, iki gözü de görüntüleyebilen tek bir kamera ve görüntü işleme teknikleri ile uygulanmış bir bakış izleyicisi içerir. Farklı kullanıcılar ile test edilmiş bu bakış izleyicisi, göz bebeği merkezleri arasındaki mesafeyi hesaplayarak kullanıcının baktığı derinlik düzlemini herhangi bir kızıl-ötesi aydınlatmaya ihtiyaç duymadan hesaplayabilmektedir. Oluşturulan içerik, iki farklı derinlik düzlemine ve arka plana eş zamanlı olarak dağıtılmaktadır. Böylece, kullanıcı gözlerini kullanarak farklı derinlik düzlemlerindeki içerik ile etkileşime konforlu bir şekilde girebilmektedir. Sunulan sistem prototipi, geniş görüş alanı ve çoklu odak düzlemi gerektiren uygulamalarda veya bir AG araştırma aracı olarak kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Stereoscopic displays have a fixed focus plane and they suffer from visual discomfort due to the mismatch between the focus and vergence of the eyes, known as the vergence-accommodation conflict (VAC). VAC is unavoidable in conventional stereoscopic head-mounted displays (HMDs). In this thesis research, I proposed a biocular (i.e, common optics for two eyes), two focal-plane based augmented reality (AR) system with real-time gaze tracker, which provides a novel interactive experience. Two separate liquid crystal displays (LCDs) are placed at slightly different distances to a Fresnel relay lens such that virtual images of LCDs appear at 25 cm and 50 cm to the user. Both LCDs are totally viewed by both eyes. While the system is limited to two depths and discontinuity occurs in the virtual scene, it provides correct focus cues and natural blur effect at the corresponding depths. This allows the user to distinguish virtual information through the accommodative response of the eye, even when the virtual objects overlap and partially occlude in the axial direction. Displays are driven by a single computer and the objects in the virtual scene are distributed over the LCDs according to their depths. Furthermore, a road scene simulation is realized as a convenient use-case of the proposed display so that a large monitor is used to create a background scene and the rendered content in the LCDs is augmented into the background. Field-of-view (FOV) is 60 x 36 degrees and the eye-box is larger than 100 mm, which is comfortable enough for two-eye viewing. The system includes a pupil and gaze tracker, which is implemented with a single camera and using computer vision algorithms. The gaze tracker, which is experimented on different users, is able to select the correct depth plane based on the shift in the interpupillary distance when the convergence angle of the user's eyes changes. The rendered content can be distributed to both depth planes and the background scene simultaneously. Thus, the user can select and interact with the content at the correct depth in a natural and comfortable way. The prototype system can be used in tasks that demand wide FOV and multiple focal planes and as an AR and vision research tool.
Benzer Tezler
- Lise 12. sınıf coğrafya ders kitabının postyapısalcı yaklaşımla incelenmesi
The examination of the 12th grade geography textbook from a post-structuralist approach
ÖZGÜR YERMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Eğitim ve ÖğretimMarmara ÜniversitesiOrtaöğretim Sosyal Alanlar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜNÜR BİLGİLİ
- Türk ve İtalyan Ceza Hukukunda güvenlik tedbiri kuramı ve kişi hürriyetini sınırlandıran güvenlik tedbirleri
The theory of security measure and personal security measures limiting personal freedom in Turkish and Italian Criminal Law
BATUHAN AKTAŞ
- Rüzgâr enerjisi uygulamaları ve savonius rüzgar türbini
Wind energy applications and savonius wind turbine
MUSTAFA YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİ HALICI
- Manzara sahipliliğinin konut fiyatına etkisi: İzmir ili Buca ilçesi Yedigöller rekreasyon alanı çevresine ilişkin ampirik çalışma
The effect of view on house values: An empirical study on Yedigöller recreation area in Buca Izmir
AHSEN DERYA ABAYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Şehircilik ve Bölge PlanlamaDokuz Eylül ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. K. MERT ÇUBUKÇU