Pikseliverkon häivytystä Oculus Riftille

(0 comments)

Oculus Riftin Riftissä kuluttajamallissa, nyt pitää jo täsmentää että alkuperäisessä kuluttajaversiossa, resoluutio on 1080 x 1200 kuvapistettä/silmä, ja sillä on pari vuotta pärjäilty. Korkeampiresoluutioisia laseja on saatavilla useita, ja Oculuskin korotti juuri vähän Rift S-mallia varten (1280 x 1440 pikseliä). Eivät nämä vieläkään huonot lasit ole, mutta..

Alusta saakka on lasien pikseliverkko (SDE, screen door effect) häirinnyt, eikä haitta ole ollut vähenemään päin, päin vastoin. Vaikka virtuaalimatkailu vaihtoehtotodellisuuksiin on tarjonnut koukuttavia kokemuksia, ja 3D-tekemiseen kelpo työkaluja, pahojakin puutteita on. Parempia laseja ja suurempaa resoluutiota odotellessa on ollut tarve tehdä jotakin. Viimeisin parannuskokeilu linssien päälle sijoitettavalla varta vasten tekemälläni kalvolla oli tähän mennessä näistä selvä parannus ainakin omassa käytössä. Vaikka resoluutio ei taatusti kasvanut yhtään, laseja pystyy pitämään pidempään päässä ennen kuin silmiä ja päätä alkaa särkeä. Jotakin 15 minuutin ja tunnin välillä riippuen vähän siitä miten paljon tarvitsee pinnistellä nähdäkseen riittävästi.

Diffusorikalvo asennettu

Kalvon kehys: Taulman 645 Nylon Co-Polymer, 3D-tulostettu lasilevylle n. 0,6 mm paksuuteen,

Kalvo: Smooth-on Ecoflex 00-10, degass n. 1-3% ilmakehän paineessa 4-5 minuuttia, 23 C lämpötilassa, kalvo n. millimetrin paksu, keskeltä ohuempi. Esimerkkikalvon reunat on lisäksi tummennettu lisäämällä mustaa väripigmenttiä.

Ilman kalvoa, kalvo linssin pinnalla

4x suurennos

Kuvan selitys:

Testikuvina käytetty ROV Test FOV & Resolution testihuoneen seinää, kuvat virtuaalisilmikon läpi metrin päästä virtuaaliseinästä.

Vasemmanpuolimmainen kuva ilman linssin edessä olevaa kalvoa. Oikeanpuolimmaisessa kuvassa linssin edessä on alle millin silikonikalvo. Reunemmalla näkökentässä kalvon läpi nähtynä pikselit sulautuvat enemmän yhteen kuin keskellä. Koko kuva-alassa kalvo syö osan kuvan kirkkautta ja huonontaa kontrastia kalvon sisältä siroavan hajavalon takia. Kalvo on sijoitettu linssin päälle eteen koska siihen kalvon saa laseja purkamatta. Testikuvat otettu kännykkäkameralla noin 5 cm etäisyydeltä linssistä.

Paksummalla kalvolla ja suuremmilla kuplilla pikseliverkon saa katoamaan kokonaan, mutta samalla kuvasta häviää kasvava määrä muitakin yksityiskohtia ja lopulta häviää 3D-elämyskin.

Tuorekelmulla alkuun

Ennen tätä kokeilua silikonikalvoilla oli ollut jonkinlaista menestystä alkeellisin kotikonstein kuten asettamalla kerros tavallista LDPE tuorekelmua linssin pinnalle. Kelmu on kuitenkin vaivalloinen asennettava kaarevalle pinnalle ja asentaessa jää kalvoon jää sormenjälkiä kuplia ja ryppyjä. Sumennus ei myöskään ole täysin tyydyttävä. Sormenjäljet, venymät, tuhrut ja naarmut, kuplien ulkorajat ja kalvon rypyt näkyvät kiusallisen hyvin, kun kalvon läpi katselee muutaman millin tai sentin päästä. Muun haitan lisäksi kalvoa saa asentaa ja vaihtaa viikoittain/päivittäin, kun kalvon pinta siirtyy tai tuhriintuu. Silti se oli parempi kuin ei kalvoa ollenkaan. Käytin useita kuukausia.

Tänä keväänä kokeilin sitten lopulta varta vasten silikonista valmistettua diffusorikalvoa, jossa olisi asettelua helpottavat kehykset.

Silikoni, toisinaan parempi vaihtoehto

Silikonikalvo liimautuu linssin pinnalle ilman että väliin jää näkyviä kuplia. Kalvo myös mukautuu kaarevaan pintaan rypistymättä. Lisäksi valuprosessin kylkiäisenä saa ne optisesti vaikuttavat kuplat joiden kokoa pystyy säätämään valun aikana. Tässä kuplia käytetty pikselinreunojen hallittuun pehmennykseen.

Valmistin useita testikalvoja. Jotkut kalvot ovat testissä selvästi parempia, osa huonompia. Yhteistä näille on, että kalvot toimivat paremmin kuplapuoli linssiin päin. Silikonista voisi valmistaa kalvojen lisäksi myös enemmän taittavia linssejä, mutta virtuaalilasien optiikan tarkkuusvaatimukset kasvattavat epäonnistumisen mahdollisuutta huomattavasti. Näistä kalvoista oli tavoitteena saada keskeltä hieman ohuempia kuin reunoilta. Erityinen ärsytyskohta oli virtuaalilasien kuva-alassa rakeinen välialue, keskialueen reunalla, josta melkein sai selvää. Katse yrittää turhaan tarkentaa kuvaan, mutta kohtaa vain pikseleiden väliset kolot. Paksummalla kalvolla saa juuri sen kohdan sumenemaan enemmän. Paksunnus voi tosin olla tarpeetttomasti monimutkaista. Valon matka kalvon läpi on joka tapauksessa kauempana linssin keskustasta pidempi, koska valo tulee kalvon läpi vinommasta kulmasta. Valon tarvitsee kukea pitempi matka päästäkseen kalvon läpi vinosti kuin kohtisuoraan.

Kalvossa diffusoivana elementtinä toimivat ilmakuplat. Kuplia tulee mukaan suuria määriä, kun kaksikomponenttisilikonin komponentit sekoitetaan avoimessa astiassa. Kuplien koko ja sijainti on lähes satunnainen sekoittamisen jälkeen, mutta sekoittamisen jälkeen painovoima käynnistää kuplien vaelluksen kohti pintaa. Kuplat alkavat heti siirtyä ylöspäin sen minkä mahtuvat siirtymään. Ohueksi kalvoksi vaakasuoralle pinnalle valettuna kuplien tarvitsee siirtyä vain kalvon paksuuden verran kohti ulkoilmaa. Kohdattuaan kuplat yhdistyvät suuremmiksi ja päällimmäiset puhkeavat. Jos kalvon paksuus on puoli millimetriä, niin sitten ulos on matkaa vain noin puoli millimetriä. Ilman lisäapua pienemmät kuplat eivät silti tule tarpeeksi nopeasti ylös ehtiäkseen yhdistyä suuremmiksi ja puhjeta ennen kuin materiaali jähmettyy parissakymmenessä minuutissa liikaa. Prosessia saa vauhditettua tyhjökammiota käyttäen. Käyttämälleni 2-komponenttisilikonille 4-5 minuuttia noin 1-3% ilmakehän paineessa ennen paineen palautusta jättää jäljelle pieniä kuplia. Ne ovat samaa suuruusluokkaa kuin linssien läpi näkyvät pikselit. Näitä kuplia ei siis ainakaan helposti paljaalla silmällä näe, mutta niiden vaikutuksen kuvaan kyllä. Kuplat toimivat mikrokokoisina linsseinä. Pienet kuplat asettuvat oletettavasti määrästä riippuen satunnaiseen tai kuusikulmaiseen muodostelmaan lähemmäs kalvon yläpintaa puhkeamatta.

Vaikka diffusoivan kalvon tekeminen ei ole vaikeaa, sopivan diffusoivan kalvon rakenteen aikaan saaminen oli onnenkauppaa. Hallitusti voi vaikuttaa lämpötilaan, kalvon paksuuteen, alipaineen maksimilukemaan ja käsittelyn kestoon. Lisäksi on mahdollista ja luultavaakin että kalvon hyvyys riippuu myös lasien käyttäjän yksilöllisistä silmistä erityisesti tappisolujen ja hermoganglioiden jakaumasta verkkokalvolla.  Kuplien kokojakaumaan kalvossa, materiaalin sameuteen ja pinnan laatuun vaikuttaa moni tekijä joiden merkitys ei tässä kokeilussa ollut heti ilmeinen.

Mistä sitten syntyy vaikutelma että resoluutio on parempi hyvän kalvon läpi katsellessa?

Tässä kohtaa mennään arvailun puolelle. Asia on monimutkainen.

Silmän fysiologiassa esimerkiksi suurimman tarkkuuden alueella foveassa tappisoluja on tiheämmässä kuusikulmaisessa asetelmassa kuin virtuaalilaseista verkkokalvolle projisoidussa kuvassa suorakulmaisessa asetelmassa. Siitä seuraa jotakin havaintohäiriötä varmasti. Osa aistinsoluista tai aistinsolujen edessä olevista useaan aistinsoluun liittyneistä gangioista jää laukeamatta kun projisoidussa kuvassa aistinsolu osuukin väripikselien kuvan väliin. Diffusoidussa kuvassa harvempi aistinsolu osuu pikselien väliin ja pikselien paikat myös siirtyvät kuplien takaa katsottuna hiukan saattaa siksi syntyä illuusio hieman suuremmasta resoluutiosta. Silmän fysiologian kummallisuuksien takia voi olla että sumuinen kuva on tarkempi. Samaan aikaan voi olla toinenkin selitys.  3D-mallit näyttävät usein paremmilta hämärässä tai sumuefektien läpi katsottuna, mutta ei siksi että yksityiskohdat erottuvat paremmin. Enemmänkin  sumun läpi huomiota kiinnittävät ongelmakohdat kuten pinnan laatu erottuvat huonommin. Pikseliverkkokuvio ainakin näkyy huonommin.

Current rating: 5

Comments

There are currently no comments

New Comment

required

required (not published)

optional

required

Recent Posts

Archive

2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011

Categories

Tags

Authors

Feeds

RSS / Atom