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  • Il nuovo sistema imita l'attività di messa a fuoco dell'occhio umano

    In figura:Gamma di messa a fuoco per varie condizioni di rifrazione dell'occhio. La miopia sposta l'intervallo focale più vicino, causando una cattiva vista da lontano. L'ipermetropia sposta ulteriormente la gamma focale (consentendo la capacità di messa a fuoco oltre l'infinito), causando una cattiva vista da vicino e affaticamento dell'obiettivo poiché il cristallino non si rilassa anche quando si guarda all'infinito. La presbiopia riduce la gamma focale e sposta il piano di messa a fuoco più vicino lontano dall'occhio. Credito:Nitish Padmanaban/Stanford

    Con l'invecchiamento arriva il deterioramento della vista. Al SIGGRAPH 2018, i partecipanti avranno la possibilità di testare un nuovo sistema computazionale che imita efficacemente il modo naturale in cui l'occhio umano corregge la messa a fuoco, in particolare durante la visualizzazione di oggetti più vicini anziché lontani.

    Questa particolare incapacità di mettere a fuoco chiaramente gli oggetti vicini si chiama presbiopia, e tutti potrebbero avere un diverso grado di questo problema man mano che invecchiano. Un team di ricercatori della Stanford University ha sviluppato un sistema che corregge automaticamente questo meccanismo. Autofocali doppiati, il sistema imita esternamente la risposta di accomodazione naturale dell'occhio combinando i dati degli eye tracker e un sensore di profondità, e quindi aziona automaticamente gli obiettivi con messa a fuoco sintonizzabile. Sebbene ci siano una varietà di opzioni di correzione della vista per affrontare questo problema, la maggior parte delle soluzioni, ad oggi, non riescono a fornire agli utenti la qualità di visione naturale della loro giovinezza.

    "Molti presbiti hanno avuto il tempo di abituarsi alle loro correzioni, attraverso lenti progressive, monovisione, eccetera., ma hanno comunque trascorso la maggior parte della loro vita riuscendo a rimettere a fuoco i loro occhi, "dice Nitish Padmanaban, autore principale dello studio e dottorato di ricerca in ingegneria elettrica. candidato a Stanford. "Vogliamo ripristinare quell'esperienza".

    Padmanaban e collaboratori, compreso Robert Konrad, dottorato di ricerca candidato a Stanford, e Gordon Wetzstein, assistente professore di ingegneria elettrica e di informatica a Stanford, dimostrerà Autofocals al SIGGRAPH 2018, tenutosi dal 12 al 16 agosto a Vancouver, British Columbia. La conferenza e la mostra annuale mettono in mostra i principali professionisti del mondo, accademici, e menti creative all'avanguardia nella computer grafica e nelle tecniche interattive.

    Basandosi sui precedenti progressi compiuti nel campo della correzione automatica della vista, Gli occhiali con messa a fuoco sintonizzabile di Autofocals per la correzione della presbiopia incorporano eye tracker e una fotocamera di profondità con un algoritmo di fusione del sensore progettato per utilizzare congiuntamente ed efficacemente entrambi in un sistema completo.

    Il team ha valutato Autofocals su 24 utenti, età da 51 a 81 anni, attraverso una serie di compiti di prestazione visiva:acuità visiva (acutezza della vista), sensibilità al contrasto, e corrispondenza delle lettere. In questo studio introduttivo, gli utenti hanno sperimentato una migliore acuità visiva a distanze più vicine rispetto ai metodi di monovisione e lenti progressive, pur non sacrificando l'acuità visiva 20/20 a qualsiasi distanza. La monovisione è l'uso di una lente a contatto che corregge solo la visione a distanza in un occhio, e un'altra lente che corregge solo la visione da vicino nell'altro occhio. Le lenti progressive sono lenti per occhiali popolari che offrono la correzione della messa a fuoco a diverse intensità e distanze. I risultati preliminari hanno anche indicato che gli utenti non hanno riscontrato una differenza considerevole per quanto riguarda la sensibilità al contrasto e la corrispondenza delle lettere, e la maggior parte riteneva che il prototipo funzionasse in modo più efficace delle proprie lenti correttive.

    "Mentre la tecnologia è ancora agli inizi, molti dei presbiti che hanno provato il nostro sistema volevano sinceramente avere una versione funzionante per se stessi, " nota Padmanaban. "La visione è un senso così importante per tutti noi che ogni miglioramento conta molto in termini di qualità della vita".

    Alla demo SIGGRAPH, chi soffre di presbiopia inizierà calibrando gli eye tracker sul dispositivo Autofocals, dopodiché dovrebbero essere in grado di guardarsi intorno e mettere automaticamente a fuoco oggetti diversi. Per i partecipanti più giovani, sarà messo a loro disposizione un obiettivo separato con messa a fuoco regolabile in modo che possano sperimentare in prima persona un senso del problema che Autofocals sta tentando di affrontare.

    Nel lavoro futuro, i ricercatori potrebbero esplorare il miglioramento della componente di tracciamento oculare; nello specifico, scavando più a fondo nello sviluppo di una capacità di tracciamento oculare senza calibrazione o calibrazione al volo. L'attuale esperienza dell'utente ora comporta la necessità di calibrare gli eye tracker ogni volta che il dispositivo viene indossato o quando scivolano via dal viso di chi lo indossa, Per esempio. Altri miglioramenti potrebbero essere apportati al dispositivo stesso, per quanto riguarda l'estetica del design e l'uso pratico.

    "Si potrebbe immaginare che man mano che questa tecnologia migliora, "aggiunge Padmanaban, "potresti avere un solo paio di occhiali per tutta la vita."


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