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last update: 2016-10-20
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NICT ユニバーサルコミュニケーション研究所

fVisiOn: Glasses-free Tabletop 3D Display

周囲から多人数で観察可能なテーブル型裸眼立体ディスプレイ


メディア掲載・デモンストレーション情報 * Latest Information

紹介動画 * Demonstration videos

何もないテーブルに浮かび上がる立体映像

fVisiOnにて実現する技術は、何もない平らなテーブル面上(flat tabletop surface)に高さのある立体映像を浮かび上がらせて再生(floating 3D standing image)でき、着座時のような周囲360°から(from omnidirection of 360°)見下ろすように観察する場面に特化したものであり、複数人が裸眼で自然に利用可能なインターフェース(friendly interface for multiple users)となることを目指しています。

立体映像の再生には、NICTが新しく開発した特殊な光学素子（アクリルを素材としたすり鉢状の装置）と、円状に並べられた多数の小型プロジェクターを使います。これらの組合せでテーブルの上に置かれた物体が放つはずの光の状態を再現し、テーブルの周囲上方に円環状の立体映像が観察できる領域を創り出します。これらの仕組みは全てテーブル面よりも下側に配置されており、テーブル上には一切の装置がありません。そのため、紙の資料や実物の模型の隣に立体映像を並べて表示したりすることなども可能です。

今回の原理検証システムでは、立体映像を再生するためのスクリーンにあたるすり鉢状の光学素子を試作し、100台強の小型プロジェクターを用いることによって、現在は、理想形態の1/3にあたる周囲130°ほどの範囲から観察可能な立体ディスプレイとして実装しました。本試作機では、高さ5cmほどの立体映像が、テーブルの中央に置かれたオブジェのようにテーブル面から飛び出して立体的に見えます。

資料 * Materials

再生された立体映像と実物が混在しているシーン

fVisiOn
テーブル中央には立体映像のウサギが表示され，周囲には本物の折り鶴やペンなどが置かれています．（2011年3月撮影）

fVisiOn fVisiOn fVisiOn
立体映像のウサギと手前に置いた折り鶴を，テーブルの左，正面，右から観察した様子です．
ウサギの顔の向きや耳の見え方などがそれぞれの方向毎に変わって見えることが分かります．
テーブルの丸いプレートに落ちた影や映り込みも見る方向で異なります．（2011年3月撮影）

アニメーションの再生


走行し，ジャンプする車のアニメーションです．
右から左，左から真ん中へカメラが動いています．(2011年5月撮影)


サッカーのコーナーキックをする場面のアニメーションです．
右から左，左から右へカメラが動いています．(2011年5月撮影)

静止画の再生

左の動画では，立体映像のティーポットの上に指を置いて，左右にカメラを振りながら撮影しています．カメラの位置に応じてティーポットの取っ手や注ぎ口の見え方が変わることがわかり，立体的な映像であることが確認できます．

右の動画では，中央に3D映像のアヒルが表示されており，その隣に本物のおもちゃのアヒルが置かれています．真っ平らな机の上に立体映像が飛び出すので，書類や模型などと並べることが可能です．(2010年7月撮影)

3種類の3Dコンテンツを表示しています．カメラを左右に120°ほど振りながら撮影しており，見え方が変わることが確認できます．SIGGRAPH 2010の補足説明用のビデオです．

fVisiOn

2010年7月の報道発表用に撮影した映像です．テーブル中央にはCGのウサギが立体的に飛び出して見えており，周囲には実物である折り鶴や書類，ペンなどが置かれています．2011年版のfVisiOnではこの頃と比較して色の再現性や画質が若干向上しています．(2010年7月撮影)

メディア掲載等 * Publications

発表文献 * Papers

  1. テーブルトップ作業に適した裸眼立体ディスプレイの基礎検討
    吉田俊介，矢野澄男，安藤広志
    第14回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集, 3A4-4, 2009.9.11.
  2. テーブルトップ作業を目的とした裸眼立体ディスプレイの試作
    吉田俊介，矢野澄男，安藤広志
    映像情報メディア学会技術報告, Vol.33, No.42, 3DIT2009-72, pp.33-36, 2009.10.21.
  3. Prototyping of Glasses-free Table-style 3D Display for Tabletop Tasks
    Shunsuke Yoshida, Sumio Yano, Hiroshi Ando
    SID 2010, pp.211-214, 2010.5.
  4. 全周囲より観察可能なテーブル型裸眼立体ディスプレイ－表示原理と初期実装に関する検討－
    吉田俊介，矢野澄男，安藤広志
    日本バーチャルリアリティ学会論文誌, Vol.15, No.2, pp.121-124, 2010.6.30.
  5. 周囲から観察可能な光線野再生型テーブル様裸眼立体ディスプレイ
    Glasses-free Tabletop 3D Display Using Light Field Reproduction for Omnidirectional Viewing
    吉田俊介, 矢野澄男, 安藤広志
    3次元画像コンファレンス2010, pp.51-54, 2010.7.
  6. Implementation of a Table-style 3-D Display Based on Light Field Reproduction
    Shunsuke Yoshida, Sumio Yano, Hiroshi Ando
    ACM SIGGRAPH 2010, Poster 45B, 2010.7.
  7. Analysis of Resolution Limitation of a Glasses-free Tabletop 3D Display
    Daniel Moldovan, Shunsuke Yoshida, Masahiro Kawakita, Hiroshi Ando
    Proc. SPIE 7863, Stereoscopic Displays and Applications XXII, 78632C, 2011.
  8. fVisiOn: Glasses-free Tabletop 3-D Display - Its Design Concept and Prototype
    Shunsuke Yoshida
    2011 Digital Holography (DH) and Three Dimensional (3-D) Imaging Meeting, Tokyo, 9-11 May, 2011. (Invited Talk)
  9. Light-Field Generation by Several Screen Types for Glasses-Free Tabletop 3D Display
    Shunsuke Yoshida, Masahiro Kawakita, Hiroshi Ando
    3DTV-Conference 2011, 49, 16-18 May, 2011.
  10. fVisiOn：全周から観察可能なテーブル型裸眼立体ディスプレイの開発：何もない平らなテーブルトップに浮かぶ立体映像
    fVisiOn: Development of Glasses-free Tabletop 3-D Display\\Observed from Surrounding Viewpoints of 360° - Floating 3-D Images on a Flat Tabletop Surface -
    吉田俊介
    三次元映像のフォーラム，第97回研究会，pp.13-16, 2011.9.6.
  11. fVisiOn: Design Concept and Implementation of Glasses-Free Tabletop 3-D Display
    Shunsuke Yoshida
    The 18th International Display Workshops, 3D4-1, Nagoya, 2011.12.8. (Invited Talk)
  12. Parameterization of Sharable Display Area to Reproduce Appropriate Glasses-free Tabletop 3-D Images
    Shunsuke Yoshida
    IEEE Virtual Reality 2012, pp.131-132, 4-8 March, 2012.
  13. fVisiOn: glasses-free tabletop 3D display to provide virtual 3D media naturally alongside real media
    Shunsuke Yoshida
    Proc. SPIE 8384, Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display 2012, 838411 (1-9), Apr. 25, 2012; doi:10.1117/12.920542 (Invited)
  14. Parameterized Light Field for Reproducing Imaginary and Real Objects on Glasses-free Tabletop 3D Display
    Shunsuke Yoshida
    The 4th International conference on 3D Systems and Applications, 3DSA 2012, 387-390, June 27 2012.
  15. fVisiOn: Floating Glasses-free 3D Images on a Flat Tabletop Surface
    Shunsuke Yoshida
    The 12th International Meeting on Information Display, IMID 2012, 447-448, Aug 31 2012. (Invited)
  16. ACM SIGGRAPH ASIA 2015 Emerging Technologies

メンバー * Members