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3D 虛擬投影開發系統

3D 虛擬投影開發系統. 葉柏彥 951455 　資四Ａ 黃晟豪 951523 資四Ｂ. 動機目的. 近來隨者科技的進步，各種科技產品都不斷的要求更加人性化。根據觀察，目前的開發軟體大部分都為 2 Ｄ的畫面，以２Ｄ旋轉的方式模擬３Ｄ的情境，並不是真正的３Ｄ，若可以直接以３Ｄ立體的方式呈現在各領域的使用者眼前，不是更加的方便與更能正確的掌握實際情況嗎？忽然間想到之前所看過的電影 【 關鍵報告 】 中以手憑空移動畫面中的物件而開始構想出這個與多樣化資料庫結合的產品。. 圖片來源 :【 關鍵報告 】. 主要功能與實用價值.

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3D 虛擬投影開發系統

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  1. 3D虛擬投影開發系統 葉柏彥951455　資四Ａ 黃晟豪951523 資四Ｂ

  2. 動機目的 • 近來隨者科技的進步，各種科技產品都不斷的要求更加人性化。根據觀察，目前的開發軟體大部分都為2Ｄ的畫面，以２Ｄ旋轉的方式模擬３Ｄ的情境，並不是真正的３Ｄ，若可以直接以３Ｄ立體的方式呈現在各領域的使用者眼前，不是更加的方便與更能正確的掌握實際情況嗎？忽然間想到之前所看過的電影【關鍵報告】中以手憑空移動畫面中的物件而開始構想出這個與多樣化資料庫結合的產品。

  3. 圖片來源:【關鍵報告】

  4. 主要功能與實用價值 • 目前大部分的開發軟體都是為２Ｄ模擬３Ｄ的方式開發，開發的同時，必須花費額外的心力去想像自己開發出來的物件是不是真正的與自己心中的理想模樣相符合。 • 目前的視訊科技已經達到了相當的水準，更有業者透過視訊攝影機發展了一套可與電玩相結合的互動技術ＥＹＥＴＯＹ。

  5. 主要功能與實用價值 • 在３Ｄ虛擬投影方面，也已經發展出一套不需立體眼鏡等設備，可以直接在空氣中呈現出立體影像的技術。而我理想中的３Ｄ虛擬投影開發系統，則是結合兩者技術的結合，利用投影在空中的影像再藉由四周圍的攝影機去判斷使用者的手與立體投影的位置，再經過程式的運算來判定使用者進行了何種動作。

  6. 人與3D物件之間的互動已經有這個技術但十分不普及，我們產品最重要的是，針對不同領域的使用者，設備內部可預先載入不同的插件或資料庫。舉例來說：以一個建築設計師來講，此時可以載入像ｇｏｏｇｌｅ　ｍａｐ這類含有衛星照片的資料庫，以真實的比例尺呈現在投影機上，設計師便可以明確的了解自己將來的成品在該環境中是如何呈現。同時也可以載入一些建築材料的資訊，比如需要多少樑柱，多少水泥，可以耐多大的地震級數等等之類的建築資訊。

  7. 若是應用在醫學方面，我們可以載入各種病狀的資料庫，再配合上病患的個人資訊，便可以真實的讓醫生在病患前呈現出該位病患是哪裡出了問題，而解決的方法是如何實行，若是對孕婦的話，則根據超音波實際投影出嬰兒在母體內的實際情況。以這項產品對即將進行手術的病患進行說明並且實際的進行手術時的演練。

  8. ３Ｄ投影技術技整合 • 最初的３Ｄ投影技術是藉由濾光片讓兩眼所看到的畫面為兩張有著些差異的圖片在讓大腦誤判成一張３Ｄ影像，但是成像的結果配色不佳。

  9. 圖片來源：德州儀器提供

  10. 再經過不斷的進步，經過使用兩台投影機使用不同的偏光濾鏡投射配合偏光眼鏡讓左右眼分別以不同角度偏光呈現立體的偏光立體３Ｄ到目前最廣泛使用以幀序列方式左右輪流交替播放快速切換顯示左眼和右眼的畫面配合主動式眼鏡內同步快速切換左右眼快門呈現出立體影像的主動畫面切換的立體３Ｄ到最新的藉由雷射的特性，透過控制和光學系統在空中不同的位置聚光來形成的３Ｄ立體影像，不必藉由眼鏡就可以看到並伸手可及的立體投影。再經過不斷的進步，經過使用兩台投影機使用不同的偏光濾鏡投射配合偏光眼鏡讓左右眼分別以不同角度偏光呈現立體的偏光立體３Ｄ到目前最廣泛使用以幀序列方式左右輪流交替播放快速切換顯示左眼和右眼的畫面配合主動式眼鏡內同步快速切換左右眼快門呈現出立體影像的主動畫面切換的立體３Ｄ到最新的藉由雷射的特性，透過控制和光學系統在空中不同的位置聚光來形成的３Ｄ立體影像，不必藉由眼鏡就可以看到並伸手可及的立體投影。

  11. 圖片來源：http://www.io2technology.com/salesinquiry.php

  12. 影像位置判斷技術 • 以之前所提過的ＥＹＥＴＯＹ為例，主要是利用電腦的技術來處理它所擷取到的畫面, 讓玩家可以通過動作以及顏色的變化和遊戲或螢幕中的物件作互動。其原理和一般的視訊攝影機大同小異，運用了影像定位以及移動物偵測的技術，但是其本身較一般視訊攝影機多了一組紅外線偵測來測量遠境，讓畫面中的虛擬物件能跟實際做動作的人藉由ＥＹＥＴＯＹ產生的影像進行互動。如下圖所示

  13. 圖片來源: http://www.gamespot.com/

  14. 作品評估 • 在建築業上的影響，可以配合預先匯入的資料庫，投影出實際的工作環境，使用者直接在上面設計建築，資料庫也可同時進行結構強度的運算以及面對各種環境變化時所產生的結果，並將模擬結果以最真實的方式呈現在設計者面前，使其更易於了解，在更動設計上，可直接透過已經匯入的材料資料庫選擇需要的建材規格放置到欲放置處，而不必常常用以往的２Ｄ平面模擬３Ｄ方式，翻轉自己的設計模型，在設計架構圖上更加的方便。

  15. 作品評估 • 在醫學上的影響，可以配合完善的病毒資料庫再加上病患的詳細身體資料，投影出病患的詳細病症，並從資料庫中找出若未經妥善治療可能產生的狀況或者是痊癒的情形，醫生也可以直接透過影像解釋該如何解決該病症，靠著簡單明瞭的身體投影取代以往並不是大家都看的懂的X光片或超音波。

  16. 實做可行性 • 以目前的技術來說，這項產品是絕對可以做出來的，最困難的點在於雷射投影器材較昂貴，不易普及。若暫時把成本的因素考慮在外，建立資料庫，為一資工人所必須具備的基本能力，只要以有效率的方式去設計資料庫的搜尋與資料調度並且正確的將物件的相關參數投影出來，則環境與欲開發物件之間的關係便可以輕鬆建立。在影像擷取方面，只要攝影機能清楚分辨哪些是投影機投影出來的影像哪些是外在的影像，再配上動態影像處理技術辨識出使用者做出了何種動作，傳回資料庫與原本的投影參數做運算，以使影像針對使用者的操作產生不同的變化。

  17. →

  18. 結論 • 這項概念性產品的成功與否，決定於載入的插件與資料庫的完善程度以及強大的即時運算系統，針對不同的使用群組：工業繪圖、動畫、醫學甚至是軍事等等的領域分別建立不同的資料庫與運算系統，而在同時進行運算與載入資料庫系統可能必須建立一些共同介面加以控管，大約可分為： • 最上層　　讀取　←───┐ 　　　　　　 ↓ • 中間層　　成像　　　　　↑ 　　　　　 　↓ • 最底層　　處理　→───┘

  19. 結論 • 一個訊息的處理流程也如上圖所示，投影器呈現出３Ｄ影像後使用者可以在有限的範圍內修改與該影像相關的資料庫內容，並將修改之內容讀取至資料庫中再從資料庫中重新整理提供給投影器，如此循環。

  20. 結論 • 各層分工的大約內容如下表所示

  21. 參考文獻

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