Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) - Amsterdam
18 november 2009/18
Betere beeldkwaliteit virtual reality door informatica-onderzoek
Minder beeldvertraging, minder beeldecho's en vloeiender bewegingen in
virtual reality (VR): dat is mogelijk door het onderzoek van
informaticus Ferdi Smit van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in
Amsterdam. Hij promoveerde op 12 november aan de Technische Universiteit
Eindhoven op zijn proefschrift 'A Programmable Display-Layer
Architecture for Virtual-Reality Applications'. Zijn resultaten zijn
interessant voor onderzoekers, makers van games en de medische wereld.
De beeldkwaliteit bij virtual reality is niet optimaal. Zo treedt er
vaak een vertraging op tussen het bewegen van een trackball, muis of
hoofd en de beweging op het beeldscherm. "Hoewel het vaak maar om zo'n
50 tot 100 milleseconden gaat, kun je hier toch duizelig en misselijk
van worden, zeker in een VR-omgeving met een helm op", aldus de
onderzoeker. Dit verschijnsel heet latency. Een ander probleem is
cross-talk: het na-ijlen van een beeld bij het gebruik van een 3D bril
in combinatie met een stereoscopische display. Smit: "Bij deze speciale
beeldschermen wisselen het linker- en rechterbeeld elkaar snel af, en
daarbij zie je een soort schaduw van het tweede beeld". Tot slot is er
judder: het verschijnsel dat een bewegend object in stapjes lijkt te
verspringen in plaats van vloeiend te bewegen. Ferdi Smit combineerde en
verbeterde verschillende technieken om deze ongewenste verschijnselen op
te sporen en te verminderen. Hij voegde een extra softwarelaag toe, de
'programmable display layer' (PDL), waarmee de display snel en
onafhankelijk kan worden geupdate.
Dynamisch
Het bijzondere aan de aanpak van Smit is, dat die dynamisch fouten kan
vinden en meteen (realtime) oplost. Een van de methodes die de
onderzoeker gebruikt om met de PDL sneller beelden te genereren is
'image warping'. Een VR-beeld lijkt vaak erg op het vorige beeld. Tot nu
toe werden beelden meestal steeds opnieuw berekend, maar bij image
warping wordt het voorgaande beeld overgenomen, licht aangepast en
daarna gecorrigeerd voor verschillen ten opzichte van de echte situatie.
Deze methode scheelt tijd. De promovendus implementeerde deze methode in
realtime op displays van 60 Hz. Dit bleek goed te werken. Resultaten
kunnen gebruikt worden bij visualisatie van grote modellen, zoals
CT-scans van medische data.
---