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長岡技術科学大学の教員による講義

関心ワード
  • 3次元(3D)、
  • 映像、
  • 画像、
  • 光、
  • 光線、
  • HMD(ヘッドマウントディスプレイ)、
  • 映画・シネマ、
  • VR(バーチャルリアリティ・人工現実・仮想現実)、
  • テレビ、
  • 発光ダイオード(LED)、
  • 医療、
  • 手術、
  • 裸眼、
  • ライブ、
  • 演出、
  • 広告、
  • 展示、
  • 透明、
  • CG(コンピュータグラフィックス)、
  • AR(拡張現実)

「光線」の集まりで自然な3D映像を実現する

3Dの原理とその本質

 3D映画は右目と左目に少し違う映像を見せることで立体感を出しますが、3D映像の本質は「視点の位置が変われば見え方が変わる」ことであり、右目と左目で見え方が違うことはその一面に過ぎず、それだけでは不自然です。VR(バーチャルリアリティ)に使うヘッドマウントディスプレイでは頭の動きに合わせたCG画像を合成することで見え方の変化まで再現しますが、装着が必要です。もっと手軽に自然な3D映像を見るにはどうしたらいいでしょうか?
 一般的なテレビはどの方向から見ても同じ映像が見えますが、これは画面上からはどの方向にも同じ色の光が出ているからです。例えば赤い点は赤い光を四方八方に出しているのでどこから見ても赤く見えます。もし方向によって違う色の「光線」を出せる特別な点を作れば、その点は見る方向によって違う色に見えるはずです。そのような点で画面を埋め尽くせば、見る方向によって違う画像を見せることができるようになり、何も着けずに自然な3D映像が見られます。

今の1万倍の画素数が必要!?

 しかし、この方法で3Dを表示するには細かな方向ごとに別々の色の光線を出す必要があるので、表示素子に現在の1万倍程度の画素数が必要だと言われています。そのため現在、裸眼3Dディスプレイの多くは解像度が犠牲になっています。性能不足を補うための案として、LEDなどの高速な表示素子を使い、人間にわからない速さで切り替えることで一つの画素にたくさんの役割をさせる方法が考えられています。

ARで展示・広告、手術のサポート

 AR(拡張現実)では実際の風景にCGなどを重ねて表示します。現在は主にシースルーのヘッドマウントディスプレイを使いますが、裸眼で見るための透明な3Dディスプレイも研究されています。多くの人が同時に見られるので、商店のショーウィンドウなどの展示・広告、ライブの演出に使うのが効果的です。また、医療への応用として、手術中に患者に重ねてCT画像などを表示し、医師をサポートすることも期待されています。

この学問が向いているかも 情報通信工学


工学部/工学研究科 電気電子情報工学専攻 准教授
圓道 知博 先生

先生がめざすSDGs
メッセージ

 人間の視覚とは「網膜に投影された2次元画像から3次元空間を把握すること」とも言えます。この2次元画像から3次元情報を得るという考え方はとても重要で、ロボットの視覚や自動車の自動運転もこの考え方が基礎になっています。2次元と3次元の対応は幾何学ですから、幾何学が好きな人にはこの分野はお勧めです。
 また3Dディスプレイは電気や情報、光学の分野にまたがっており、専門の学会もなく十分に確立された研究分野とは言えませんが、その分、自由な発想でものづくりをしたい人はやりがいが感じられるでしょう。

先生の学問へのきっかけ

 エンジニアだった父の影響から子どもの頃から工作が好きで、LEDを使った回路や音の出る機械を作って遊んでいました。そして、将来は電気に近い工学を学びたいとイメージしていたのです。
 大学に入学し、ロボットを作るサークルに所属していましたが、研究室の見学などで当時はまだ珍しかったバーチャルリアリティという技術に触れ、特に立体映像に興味を持ちました。そして立体映像を研究テーマとしましたが、所属した研究室は全く違う分野でした。自主性を重んじてくれる恩師に巡り合え、自分のやりたい研究に取り組めたのがとても恵まれていました。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

自動車メーカー研究開発/車載用計器メーカー研究開発/画像機器メーカー開発/電子部品メーカー開発/ビルオートメーション設計

※夢ナビ講義はそれぞれの先生の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

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