Le immagini proiettate su oggetti nel mondo reale creano spettacoli impressionanti che educano e divertono. Tuttavia, gli attuali sistemi di mapping di proiezione hanno tutti un limite comune:funzionano bene solo al buio. In uno studio recentemente pubblicato su IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics , i ricercatori dell'Università di Osaka suggeriscono un modo per portare il mapping "alla luce".
La mappatura di proiezione convenzionale, che trasforma qualsiasi superficie tridimensionale in un display interattivo, richiede l'oscurità perché qualsiasi illuminazione nell'ambiente circostante illumina anche la superficie dell'oggetto target utilizzato per la visualizzazione. Ciò significa che i colori neri e scuri appaiono troppo luminosi e non possono essere visualizzati correttamente.
Inoltre, le immagini proiettate sembrano sempre luminose, ma non tutti gli oggetti reali sono luminosi, il che limita la gamma di oggetti che possono essere visualizzati. I display in ambienti bui presentano un altro svantaggio. Più spettatori possono interagire con una scena illuminata, ma sono meno in grado di interagire tra loro in un ambiente buio.
"Per aggirare questo problema, utilizziamo proiettori per riprodurre la normale illuminazione su ogni parte della stanza tranne l'oggetto stesso", afferma Masaki Takeuchi, autore principale dello studio. "In sostanza, creiamo l'illusione dell'illuminazione globale senza utilizzare l'illuminazione globale reale."
La proiezione dell'illuminazione globale richiede una serie di tecniche diverse da quelle della mappatura di proiezione convenzionale. Il gruppo di ricerca ha utilizzato diversi proiettori standard per illuminare la stanza, insieme a un proiettore con un'ampia apertura e un obiettivo di grande formato per ammorbidire i bordi netti delle ombre. Questi proiettori illuminano l'ambiente, ma l'oggetto target rimane in ombra. Vengono quindi utilizzati proiettori di texture convenzionali per mappare la texture sulla sua superficie in ombra.
I ricercatori hanno creato un ambiente prototipo e hanno valutato le prestazioni del loro approccio. Un aspetto valutato era se gli esseri umani percepivano gli oggetti in modalità colore apertura (dove i colori sembrano irradiarsi dall'oggetto stesso) o modalità colore superficie (in cui la luce sembra essere riflessa da una superficie colorata).
"Per quanto ne sappiamo, siamo i primi a considerare questo aspetto", afferma Daisuke Iwai, autore senior dello studio. "Crediamo però che sia fondamentale per produrre ambienti realistici."
I ricercatori hanno scoperto che, utilizzando il loro metodo, potevano proiettare immagini di texture sugli oggetti senza che gli oggetti sembrassero brillare. Invece, le texture venivano percepite come i veri colori della superficie dell'oggetto.
In futuro, i ricercatori prevedono di aggiungere più proiettori per gestire la complessa illuminazione nelle aree accanto all’oggetto da visualizzare. Alla fine, mirano a produrre scene che siano indistinguibili dalle scene tridimensionali del mondo reale.
Ritengono che questo approccio consentirà ambienti di progettazione visiva per prodotti industriali o imballaggi in cui i partecipanti potranno interagire non solo con il loro progetto sotto la luce naturale ma anche tra loro, facilitando la comunicazione e migliorando le prestazioni del design.
Ulteriori informazioni: Masaki Takeuchi et al, Mappatura della proiezione in condizioni di illuminazione ambientale mediante sostituzione delle luci della stanza con proiettori eterogenei, Transazioni IEEE su visualizzazione e computer grafica (2024). DOI:10.1109/TVCG.2024.3372031
Fornito dall'Università di Osaka
