具有可見(jiàn)光和紅外功能的新型高速投影儀

一項(xiàng)國(guó)際商業(yè)與學(xué)術(shù)合作產(chǎn)生了一種新型投影儀，它可以以近 1,000 fps 的高速同時(shí)獨(dú)立地投影 RGB 和不可見(jiàn)紅外圖像。憑借由定制光學(xué)引擎實(shí)現(xiàn)的高圖像對(duì)齊精度，該投影機(jī)將有助于將隱形傳感和可見(jiàn)顯示緊密集成，用于廣泛的新型應(yīng)用，例如動(dòng)態(tài)投影映射。

顯示和投影技術(shù)的最新進(jìn)展為我們開(kāi)啟了感知數(shù)字媒體并與之互動(dòng)的新方式?，F(xiàn)代投影儀和相關(guān)技術(shù)(例如投影映射)使我們能夠在視覺(jué)上增強(qiáng)表面，為游樂(lè)設(shè)施、音樂(lè)會(huì)、舞臺(tái)、數(shù)字標(biāo)牌、任務(wù)輔助等開(kāi)辟了廣闊的可能性。在許多這些應(yīng)用中，投影目標(biāo)不僅限于平面、白色和靜態(tài)屏幕;必須實(shí)時(shí)控制投影圖像以匹配復(fù)雜運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的表面，并使它們的增強(qiáng)外觀更具說(shuō)服力。

用于此類目的的技術(shù)被稱為動(dòng)態(tài)投影映射 (DPM)，并且在過(guò)去幾年中受到了廣泛關(guān)注。它們依靠視覺(jué)傳感方法來(lái)檢測(cè)目標(biāo)表面，并且需要在傳感和投影幀率方面都具有很高的速度，以便正確地將投影圖像與其目標(biāo)合并，而不會(huì)出現(xiàn)明顯的未對(duì)準(zhǔn)。不幸的是，傳統(tǒng) DPM 的用途有限，因?yàn)樗葱枰獙?biāo)記連接到目標(biāo)，要么必須限制在單個(gè)平面(圖 1)才能滿足高速要求。

另一方面，投影儀在視覺(jué)傳感應(yīng)用中也發(fā)揮了重要作用;投影儀-相機(jī)系統(tǒng)將參考圖像投影到目標(biāo)表面然后捕獲它，無(wú)需使用標(biāo)記即可有效獲取大量空間信息。然而，這種類型的傳感尚未用于 DPM，因?yàn)楝F(xiàn)有設(shè)備都無(wú)法滿足需求。也就是說(shuō)，沒(méi)有任何設(shè)備可以在不相互干擾的情況下以高性能同時(shí)處理顯示和傳感。

幸運(yùn)的是，這方面的情況可能很快會(huì)發(fā)生變化，這要?dú)w功于東京工業(yè)大學(xué)(東京理工大學(xué))渡邊義弘副教授、東京電子設(shè)備有限公司的湯淺武士領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際商學(xué)合作團(tuán)隊(duì)最近開(kāi)發(fā)的新型投影儀，弗勞恩霍夫應(yīng)用光學(xué)與精密工程研究所的 Uwe Lippmann 和 ViALUX GmbH 的 Petra Aswendt。該投影機(jī)可以以 925 fps 的高幀率同時(shí)投影可見(jiàn) RGB 和不可見(jiàn)紅外 (IR) 圖像。Watanabe 博士解釋說(shuō)：“使用我們的投影儀，我們可以構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使用基于投影儀-相機(jī)配置的不可見(jiàn)波長(zhǎng)來(lái)感知其目標(biāo)表面，這是一項(xiàng)歷史悠久的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，”

該投影機(jī)的核心(圖 2)是兩個(gè) DLP®(數(shù)字光處理)[1] 數(shù)字微鏡設(shè)備，它們可以同時(shí)獨(dú)立地處理 24 位 RBG 和 8 位紅外圖像(圖 3)。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種新型光學(xué)引擎，能夠以出色的精度同軸對(duì)齊圖像，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行高功率投影的緊湊配置。

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