ライトフィールド照明による高コントラストなプロジェクションマッピング

Abstract

プロジェクションマッピング（PM）は、物理的な物体表面に映像を投影し、特別なデバイスなしで複数のユーザーが拡張現実体験を共有できる技術です。しかし、高品質な投影を確保するためには暗い環境が必要であり、その実用化は「暗室の制約」によって制限されてきました。この制約を克服するため、本研究では、PMの投影対象を避けつつ周囲の環境を選択的に照らす新しい「ターゲット回避照明」手法を提案します。本システムは、LEDディスプレイと最適化された非周期レンズアレイを組み合わせることでライトフィールド照明を実現します。主な貢献は、一般的な照明と同等の自然なソフトシャドウを再現できる広い有効光源面積をコンパクトな構成で提供しつつ、投影対象を正確に回避するために必要な空間制御性を維持したことです。また、ターゲット回避照明時のクロストークに起因する意図しないダークスポットを抑制するための非周期レンズ配置の最適化手法に加え、ダイナミックPMに対応するリアルタイム手法を含む、3種類のLED輝度パターン算出手法を提案しました。プロトタイプシステムを用いた実験により、本アプローチが明るい環境下でも高コントラストなPMを実現することを示しました。