Engaña al cerebro para ver un contraste acelerado en imágenes estéreo

Alana Herrero
Alana Herrero

El año pasado, un equipo de investigadores publicó un artículo que detalla un método para aumentar el contraste visual y la calidad de la imagen en pantallas estereoscópicas. El método se llama Mejora de contraste dichoptic (DiCE) y funciona mostrando a cada ojo una versión ligeramente diferente de una imagen, engañando al cerebro para que fusione los dos puntos de vista para aumentar la calidad de imagen percibida. Esto solo funciona en pantallas estereoscópicas como los cascos de realidad virtual, pero es una computadora simple y fácil de implementar. Este truco podría usarse para compensar algunas limitaciones de las pantallas utilizadas en los auriculares, por ejemplo, haciéndolas parecer capaces de niveles de contraste más profundos de los que pueden ofrecer físicamente. Esto es bueno porque los contrastes más altos generalmente se perciben como más realistas y tridimensionales; factores importantes en los auriculares de realidad virtual y otras pantallas estereoscópicas.

La visión estereoscópica funciona fusionando el cerebro con lo que ven ambos ojos, y este proceso se denomina fusión binocular. Las pequeñas diferencias entre lo que cada ojo ve en su mayoría nos dan una sensación de profundidad, pero DiCE usa algunas modas de fusión binocular para engañar al cerebro para que perciba un contraste mejorado en las imágenes. Este mayor contraste percibido a su vez conduce a una sensación de profundidad más fuerte y una calidad de imagen general más fuerte.

Un ejemplo de imágenes procesadas con DiCE, que muestra a cada ojo un rango de contraste dinámico diferente. El resultado es una mayor percepción de contraste y calidad de imagen cuando el cerebro fusiona los dos.

Para realizar este truco, DiCE muestra un nivel de contraste diferente en ambos ojos de una manera diseñada para alentar al cerebro a fusionarlos de manera positiva. En resumen, el uso de un rango de contraste dinámico diferente y separado para cada ojo proporciona un rango de contraste percibido general más grande en la imagen fusionada. En teoría, eso es simple, pero en la práctica hubo algunos problemas que resolver. El principal de ellos fue el hecho de que si la diferencia entre lo que cada ojo ve es demasiado grande, el resultado es una incomodidad debido a la rivalidad binocular. El difícil trabajo científico detrás de DiCE provino de determinar experimentalmente los puntos óptimos y los filtros precalculados independientemente del espectador y el contenido para que se pudiera aplicar en tiempo real para obtener un resultado consistente.

Cosas como esta nos recuerdan que experimentamos el mundo solo a través del filtro de nuestros sentidos, y nuestra percepción de la realidad tiene idiosincrasias que pueden ser demostradas por cosas como este proyecto y otros casos extremos de “fusión sensorial” como la Ilusión de Radiación Térmica. se utilizó como base para una copia de Pain Box de Dune.

A continuación se incluye un breve resumen en video del método, y se puede descargar un PDF de la publicación para leer más. ¿Quieres un enfoque más práctico? El equipo incluso proporcionó un complemento DiCE (gratis) disponible en la tienda Unity activa.

[via Road to VR]

  • Dion dice:

    Homa HDR. ¿Se pregunta si la fatiga de un espectador aumenta después del procesamiento de fondo en su cabeza?

  • Lucas dice:

    > El resultado es una mayor percepción de contraste y calidad de imagen

    El contraste es mayor, pero la calidad de la imagen no. Obtengo el mismo efecto brillante que cuando usas el efecto bizco en los juegos de diferencia de videojuegos, excepto que ahora está en la imagen completa. Básicamente, parece una imagen de revista brillante que refleja las luces ambientales.

    https://eo.wikipedia.org/wiki/Binokula_rivaleco
    > Cuando se presenta una imagen a un ojo y se presenta una imagen muy diferente al otro (también conocida como presentación dicóptica), en lugar de superponer las dos imágenes, se ve una imagen por unos momentos,[2] luego el otro, luego el primero, y así sucesivamente, por casualidad mientras uno se preocupe por mirar.

    > Cuando las imágenes presentadas a los ojos difieren solo en su luminosidad, se hace visible una forma de rivalidad llamada brillo binocular.

    • FulmoPhil dice:

      ¿Es entonces cuando solo un ojo está fuertemente apedreado?

    • Jeff dice:

      Debido a un nacimiento con un ojo bizco y una corrección quirúrgica, mi cerebro básicamente hace eso de todos modos cuando estoy cansado. ¿Quizás este truco HDR funcionará mejor para mí que el espectador promedio?

  • Ostraco dice:

    ¿Se pregunta si las ilusiones ópticas se pueden usar para superar cualquier otro límite de realidad virtual?

    • Foldi-One dice:

      El problema con cualquier forma de ilusión óptica que dependa de la percepción humana es la variedad de personas; el astigmatismo, por ejemplo, distorsiona enormemente la percepción profunda binocular. Hasta el punto de que solo se usa un ojo a la vez (quizás) y cada percepción profunda parece estar basada en dimensiones relativas (no sufro el problema, pero conozco algunas).

      Entonces, si bien este tipo de “magia” podría funcionar para algunos, me pregunto si funcionaría para más de 9/10 personas como se describe. Dicho esto, vale la pena explorar cualquier magia inteligente que mejore el rendimiento de algunas personas, pero no creo que ellos realmente resuelvan los límites de la realidad virtual.

      Aunque con los mejores auriculares ahora parece que la mayoría de los límites probablemente no sean ópticos en absoluto, sino problemas prácticos de correr con altos fps, peso, higiene e interacciones con el mundo real (sí, se podrían hacer mejores imágenes, pero no es como incluso la primera generación de realidad virtual para los consumidores fue mala, al igual que cuántas personas realmente cambiaron de monitores 1080P a 2 / 4K (al menos para juegos) en comparación con cuántas saltaron en un tiempo similar desde el CRT de 640 × 480 ”. Experimente que la primera generación de realidad virtual es una imagen de tipo 720P, lo suficientemente buena como para que no grite mal para las imágenes en movimiento, pero cuando realmente estudie detalles agradables como el texto, lo notará).

      • Lucas dice:

        > muy parecido a la cantidad de personas que realmente cambiaron de monitores 1080P a 2 / 4K

        Si pudiera encontrar pantallas de muy alta resolución con una relación de aspecto superior a 16: 9, sería genial. Lo que es bueno para las películas es terrible para el escritorio y la productividad, y las pantallas ya no pueden inclinarse hacia los lados porque son ridículamente altas y demasiado estrechas.

        1920 × 1200 parece ser la última resolución útil para un escritorio, y agrandarse significa aumentar el tamaño de la pantalla para compensar el hecho de que tiene la forma incorrecta, pero luego pierde densidad de píxeles y la alta resolución en la pantalla se pierde nuevamente.

        • Foldi-One dice:

          Puede obtener 2 y 4K (o al menos los equivalentes que no son de pantalla ancha) si lo desea, generalmente demasiado en comparación, pero existen.

          Pero debido a que la realidad virtual es similar a una encuesta de películas / juegos y hardware de vapor, casi todo sigue siendo 1080P. Por una buena razón, 1080P en tamaños de pantalla normales crea píxeles demasiado pequeños para diferenciarlos a distancias de visualización normales. Si bien una comparación estática lado a lado mostrará que es inferior, una imagen en movimiento es mucho más efectiva para ocultar el tamaño de píxel un poco más grande y sus correspondientes bordes más borrosos. También, por supuesto, es mucho más fácil conducir a fps realmente altos con grandes órdenes de menos píxeles. Que es para la mayoría de los juegos la clave para una buena experiencia.

          Por productividad, estoy de acuerdo en que las pantallas demasiado poco profundas son una idea desagradable, pero para la visualización visual de formas de imagen amplias y poco profundas, funciona bien. Sin embargo, no veo el problema de ponerlos de lado. Obtenga el tamaño de monitor 16: 9 adecuado, ya que obtendrá excelentes vistas para la documentación y la lectura en línea. Siempre que la pantalla no sea demasiado grande, terminará con una vista que puede hacer que toda una página sea ordenada, mientras que tiene un tamaño cómodo para desplazarse por la lectura.

      • Fredz dice:

        > ahora parece que la mayoría de los límites probablemente no sean problemas ópticos sino prácticos de correr con altos fps, peso, higiene e interacciones

        Por el contrario, creo que las principales limitaciones de los cascos de realidad virtual actuales son principalmente ópticas.

        Primero, la resolución es demasiado baja en comparación con la agudeza visual humana. El Eye Rift, por ejemplo, solo proporciona 13,6 píxeles / grado, que está muy por debajo de la nitidez normal (60 píxeles / grado) o la nitidez visual promedio (85 píxeles / grado). Corresponde aproximadamente a una resolución de 300p en una pantalla de 16: 9 vista en el ángulo de visión recomendado de THX para HDTV (40 °). Es un poco mejor para auriculares más recientes, pero no mucho.

        En segundo lugar, los auriculares de realidad virtual no admiten todas las señales profundas que podemos usar en la vida real y hacen que el mundo sea “real”, falta la carcasa, que es una palabra de señal importante para distancias inferiores a 10 metros y que también provoca la convergencia de la carcasa. alojamiento. . También pasa por alto un desenfoque borroso y señales de perspectiva curvas.

        Y en tercer lugar, el campo de visión es actualmente muy limitado. Es monocular de ~ 170 ° x135 ° y binoculares de ~ 210 ° x135 ° para la mayoría de las personas, pero el Rift, por ejemplo, solo proporciona binoculares de 80 ° x90 ° y binoculares de 88 ° x90 °. Es un poco mejor para auriculares más recientes, pero aún mucho más bajo que el campo de visión humano.

        La alta demanda de FPS es ciertamente un problema, especialmente porque hay que mantener constantes 90 FPS en los cascos de realidad virtual, pero ya existen muchas soluciones de optimización que permiten visualizar escenas no muy lejos de lo que se puede ver en los juegos de consola actuales.

        El peso es un problema falso, las cintas para la cabeza están diseñadas para concentrar el peso en la parte superior de la cabeza donde no es un problema en absoluto. La higiene también es un problema mayoritariamente resuelto, hay muchos sitios de realidad virtual que se ocupan de ello a diario.

        La interacción es obviamente limitada, pero más a nivel de software que a nivel de hardware. Y de todos modos, no se resolverá por completo en el corto plazo, siempre limitará el tipo de interacciones que puede esperar en la realidad virtual. Sin embargo, puede manipular objetos con los dedos o incluso jugar al tenis de mesa como lo haría en la vida real.

        Un problema más grave para el que no hay solución a la vista es el movimiento, que crea una enfermedad de realidad virtual para la mayoría de las personas y requiere planes de movimiento alternativos (reducción del campo de visión durante el movimiento, teletransportación en lugar de movimiento suave, etc.).

    • cnlohr dice:

      No derrotado, pero si desea ver uno que realmente haga que el desarrollo de la realidad virtual sea más frustrante, busque cromostereopsis

    • cocinero sincero dice:

      ¡No des @ $! # Acerca de visual vr. Quiero un vr táctil.

  • Lucas dice:

    También hay otro truco 3D en el que te pones sombras sobre un ojo mientras miras una película con movimiento de paralaje. Los ojos compensan la diferencia de brillo por lo que dejas de notarlo al cabo de un rato, pero el ojo responde más lentamente cuando tiene menos luz, por lo que el movimiento de paralaje hace que la imagen se perciba en un momento diferente en cada ojo, lo que hace que el El movimiento de paralaje aparece como una profunda diferencia.

    Este truco provoca el mismo efecto. La imagen más oscura aparece más tarde, por lo que la ilusión 3D se difumina cuanto mayor es la diferencia está entre las imágenes.

  • Lucas dice:

    También tenga en cuenta que al ver las dos imágenes en una sola pantalla, o en dos pantallas idénticas, no es posible tener un rango dinámico mayor que el de la pantalla, por lo que la misma imagen podría mostrarse exactamente con el mismo rango dinámico que el compuesto. vista, y de hecho, las imágenes individuales simplemente se comprimen en un rango dinámico más estrecho del que las pantallas realmente logran hacer el objetivo.

    El ojo se ajusta al brillo de la imagen, por lo que si una imagen fuera simplemente borrosa, no la afectaría en absoluto. Ambos ojos necesitan obtener el mismo valor para engañar al cerebro, pero si ambas pantallas son igualmente brillantes, entonces están limitadas al mismo rango dinámico y no has resuelto el problema. En lugar de bromear sobre ti mismo, puedes usar todo el rango dinámico de la pantalla.

    • pelrun dice:

      Parece que en realidad no has visto el video, ya que lo explican con bastante claridad. No cambian el brillo de una imagen; cambian la curva del mapa de tonos para aumentar el contraste local en las luces de una imagen y las sombras en la otra. Hacerlo en una sola imagen ofrece detalles en la otra mitad del rango, pero cuando dos imágenes mapeadas inversamente se fusionan en el cerebro, da el detalle adicional en ambos rangos. Nuestros cerebros están trabajando en un contraste local, no global, por lo que el rango dinámico original de la imagen * no importa *.

      Es sobremuestreo, en otras palabras.

      • Lucas dice:

        > “Ejemplo de imágenes procesadas con DiCE, que muestran a cada ojo un rango de contraste dinámico diferente”.

        • Dan dice:

          Lo siento, no entendiste muy bien esa oración. Es la curva de contraste la que difiere de un ojo a otro. Ambos ojos obtienen una imagen utilizando el rango dinámico completo de la pantalla.

  • Steven Clark dice:

    Tengo un par de EOS M con FD28mm instalado en una plataforma estéreo. Parece que podría intentar esto simplemente exponiendo una imagen con una pantalla más rápida que la otra.

  • grifo dice:

    Bromas sobre ti, solo tengo un ojo para trabajar … así que … sí, no ayudará

  • Polvo dice:

    Veo cómo algunos podrían interpretar esto como una “mejora perfeccionada”, pero para mí, ciertamente no, mi imagen combinada parpadea gradualmente entre más oscura y más brillante y me marea un poco (estoy muy acostumbrado a mirar ojos transversales estéreo, así que no es eso).
    Me pregunto si esto también sería un desencadenante de la epilepsia en aquellos con tal tendencia, ya que causa algo de ocaoso en su sistema visual.

  • Alberto dice:

    En todos los ejemplos dados en el video, la imagen es mejor en la forma estándar.
    La diferencia de intensidad es demasiado alta para una buena mecha y se parece un poco a un material brillante mal hecho.

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