鈴木久貴 1 ) , 2 ) , 鈴木百合彩津田良太郎 2 ) vimuktalop pinyapach3 ) jaruthien nine3 ) 白井暁彦 4 )
1 ) 神奈川工科大学情報工学専攻 ( 〒 243-0292 神奈川県厚木市下荻野 1030 hisataka@shirai.la , ) 2 ) 神奈川工科大学情報学部情報メディア学科 3 ) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย , ภาควิชาการถ่ายภาพและการพิมพ์ เทคโนโลยี ( 254 ถนนพญาไท ปทุมวัน กรุงเทพฯ10330 ) 4 ) 神奈川工科大学情報学部情報メディア学科准教授
概要 : 家庭用ゲーム機などさまざまな入力を多重化できる FPGA ハードウェア化により , HDMI , り幅広い応用の可能性が広がった多重化不可視映像技術「よ expixel 」の一般化に向け普及型表示デバ , イスにおける視聴特性とその評価を行った . 視聴者のディスプレイとの距離およびディスプレイに対する角度によるディスプレイ輝度の変化について , ,円偏光フィルタを用いた場合で実験を行った . また各ディスプレイメーカーから発売されている既存のパッシブ式ディスプレイの映像設定についてデフォルトの設定と , 3D , γ = 2.2 にキャリブレーションされたときのディスプレイ輝度の変化について実験を行った結果を報告する . キーワード : 多重化偏光 , 3D , ディスプレイ
1 はじめに家庭用のディスプレイが一般化してきたが 3D ,立体感を上手く表現できているコンテンツの供給はハードウェアの供給に追いついていないのが現状である . 歴史を振り返ると , 3D 立体映像は一過性のブームを呼ぶ傾向があり 2 ~ 4 年で鎮静化する傾向にある [ 1 ] テレビ市場ではディスプレイに代わって 4K 3D , 解像度を売りにする製品が増えたことを考えると今回のブームも鎮静化に傾いていると認めざるを得ないこのような背景から , , .我々は民生品の 3D ディスプレイに新たな付加価値を与える技術として多重化不可視映像技術「 , expixel 」を提案している [ 2 ] 本技術は民生品パッシブ式 3D フラットパネルにおいての円偏光と偶数奇数ピクセル列を利用して円偏光フィルタ装着者と , 裸眼視聴者に対して全く別の映像を提示できる技術である . 研究当初はベースで動作するシェーダー技術として多重化不可視映像を実現していたが GPU ,近年では FPGA ハードウェア化にも成功したことにより [ 3 ] , 既存のコンシューマーコンテンツの多重化が可能となった . 本報告では民生品ディスプレイにおいて多重化不可視映像を視聴する上で適切な視聴領域の調査多様な 3D , 3D ディスプレイにおける多重化不可視映像の良好な視聴のために普及型パッシブ式 3D , ディスプレイの視聴特性について実験した結果を報告するものである .
hisataka ยูเรีย ซูซูกิ , ซูซูกิเรียวทาโร่ ซึดะ vimuktalop pinyapach jaruthien , เก้า , และอากิฮิโกะชิรา
2 関連研究多重化映像技術は多くの研究者によって試みられている . Mistry による「 thirdeye 」 [ 4 ] は CRT ,จอ LCD プロジェクタといったスクリーンに同期して 120 Hz 以上の速度でシャッターの開閉を行うメガネを用いて多重シナリオ上映の提案を行った . このような高速シャッターを用いた時分割による方法は fakespace Labs 社 mcdowall らによる「 snared รัศมี」 [ 5 ] およびหลายใช้เครื่องยนต์เบา ( ล่อ ) プロジェクタによって既に提案されている . 「 thirdeye 」では裸眼の視聴者に 2 つの映像が重なって見えてしまい隠蔽「 snared รัศมี」では 2 つの映像コンテンツの投射回数に十分な差を持たせることでアクティブシャッター方式における不可視映像技術を実現し , ている . これらと同様のアクティブシャッターを用いたマルチプレイヤーゲーム技術が 2012 年米国 Sony Computer Entertainment 社より「 simulview 」として特許取得されているがこちらも両チャネルが多重多重表示される [ 6 ] また ,通常の液晶フラットパネルディスプレイの特性調査は山本らにより 2007 年に報告されている [ 7 ] 一方で山本は薄型ディスプレイの特性・画質評価技術についても報告している [ 8 ] .
3 実験まず expixel による多重化コンテンツを視聴するための最適視聴領域の調査および多様な民生品ディスプレイにおいて expixel , 3D , コンテンツの最適な表示を得るために
映像設定評価を行った 3 .1 最適視聴領域の調査最適視聴領域の調査のために以下にの 3 実験を行った . expixel で必要となるパッシブ式 3D ディスプレイデバイス各種においてフィルタの有無とともに実験 , , 1 ) ディスプレイと観察者の距離 ( L ) , 実験 2 ) ディスプレイに対する観察者の水平位置 ( 角度θ ) 実験 3 ) ディスプレイに対する観察者の垂直位置 ( 角度のθ ) ,3 つの実験についてそれぞれの位置で視聴した際のディスプレイの輝度を測定した . ディスプレイ上の測定位置は [ 8 ] に倣い画面中央の一定領域 , とする . 今回の実験ではディスプレイ中央にマスクを施し 25cm2 内の領域をデジタル一眼 , , nikond750 にて撮影しディスプレイの輝度の代表値として用いたスプレイの反射により位置およびディ , .自然光による誤差が生じるため実験環境は暗室とした . ディスプレイに対しカメラを三脚に設置し輝度を測りたい各位置にて画像を撮影した , . 図 1 は直線距離の測定環境を示しておりディスプレイ中央の窓に対して直交するよう 1000mm , から 2400mm の間を 200mm 間隔で全 8 , 地点で撮影を行った .
図 1 : 距離による輝度値の変化の確認
2 について実験 ,図 2 は水平方向の視聴位置変化時の輝度変化を調査したときの測定環境を示している . 一般的なディスプレイの最適視聴距離といわれる 3 ×ディスプレイの高さ ( H ) の距離である 1600mm 上で , θ = ± 60 ◦となるように計 12 点の位置で円偏光フィルタの有無で撮影した .
図 2 : 水平角θに対する輝度値の変化の実験 90 ◦回転させたうえ
垂直方向の調査ではディスプレイをで図 2 の方法と同じ位置でθ = 30 ±◦がつくように計 6 点の位置で撮影した . このとき距離および角度を求めるため ( 株 ) サムライマーケティング社のレーザー距離計 mk-lak を用いた . 角度の算出には本デバイスの機能であるピタ , ゴラスの定理モードを用いた . 輝度値 ( ความสว่าง ) はディスプレイの中央 25cm2 の領域をカメラで撮影し , ,その画像の各ピクセルの RGB 各色の値を加算してそのピクセルの輝度値とした . データに用いた輝度値は対象の領域全体のピクセル輝度値を加算して母数で割った平均値を用いた . 今回の実験では偏光式 3D ディスプレイであるโตชิบา regza42z8 を用いた . また撮影機材であるカメラは nikond750 を用いた . 予備実験としてシャッタースピードを{ , 1 / 500,1 / 250,1 / 125 1 / 60,1 / 30,1 / 15,1 / / 4 , 1 / 2 }で試し 8,1 ,各シャッタースピード間の差が一定の範囲に収まる 1 / 30 を基準値とした . 予備実験より 1 / 250 や 1 / 8 より外の値では画像が著しく黒や白になってしまっていた . 撮影時の F 値は f / 16 は ISO 400 で統一した . カメラとディスプレイの間に円偏光フィルタを挟まない撮影パターンと円偏光フィルタを , 挟む撮影パターンの 2 パターンを撮影した 3 .2 ディスプレイ特性の評価現在でもディスプレイ市場では 4K 解像度対応ディスプレイが普及しておりは機能の一部として当たり前のように組み込まれるようになったが , 3D , 3D 今後もこの勢いは加速の一途をたどるだろう . 本節では現在手に入る民生品のディスプレイから表 1 に示す機種を使い明るさおよびコントラストの設定を中心として expixel , , コンテンツの視聴に適した設定を調査した結果を述べる .
表 1対象とした 3D ディスプレイ型名
.
1
2 ディスプレイ型名東芝 regza42z8 Sony BRAVIA kdl-42w800b
3
本調査ではまず表 LG สมาร์ททีวี 42lb6700 1 の各製品を工場出荷状態の設定に戻しその状態を " , キャリブレーション前 " 状態とした . まずキャリブレーション前状態の各ディスプレイにおいて " 円偏光フィルタを無使用 ( フィルタ無しの場合 ) " ," 円偏光フィルタを使用 ( フィルタ有り ) " の場合の 2 パターンで調査を行った . その後各ディスプレイのキャリブレーショ , ンをดาตาคัลเลอร์社の spyder4elite を用いて行いすべての , ディスプレイを " キャリブレーション " 状態とした . 同様に各ディスプレイにおいて " 円偏光フィルターを無使用 " の ' 場合 " 円偏光フィルターを使用 " の場合の 2 パターンで調査を行い各状態の輝度値を比較した
, .
4 結果 41 最適視聴領域の特定 4.1.1 距離が輝度値に与える影響の実験ディスプレイと観察者との間の距離による輝度値の変化について調査した . 通常ディスプレイ輝度は ISO によって求めるが本実験においては得られた結果を幅広いディスプレイで利用するため , ,一眼カメラで撮影した画像から対象のピクセル値をผ่องใส ( ระดับ ) として利用した . 図 1 の環境にてディスプレイ視聴者間の距離とディスプレイ輝度の結果を図 3 に示す .
図 3 : 距離 - 輝度 ( 円偏光フィルタ無し )
3 からディスプレイ図 , - カメラ間距離 1000mm から 2400mm の間において急激な変化がなくほぼ一直線のグラフになっ , ている . これは通常の輝度と照度の関係では点光源の放射として考えられるのに対し , ,普及しているディスプレイの多くはバックライトの指向性が制御されており平行光 , , 源として振る舞う事を示している ( そのためこのような手法で測定している ) 図 4 は偏光フィルタをカメラのレンズに装着したときの同条件における輝度と距離の関係を示している .
図 4 : 距離 - 輝度 ( 円偏光フィルタ有り )
フィルタ有りの場合も全体的な輝度は落ちているが距離による輝度の極端な低下は見られなかったが全体的に値 , , .図 3 の半分に落ちていることから円偏光フィルタに , よって遮断されたピクセル列の光量が落ちたことがわかる . 現象としては輝度は落ちたが円偏光フィルタに対応する , ピクセル列の遮断による撮影画像上の輝度が落ちたため ( 図であり 5 ) , 偏光フィルタはディスプレイ強度を減衰させる要因にはなっておらず距離の影響も受けない多重化不可視映像で広く使われるパッシブ型円
, .
図 5円偏光フィルタに対応した偏光のピクセル列が遮断されている
4.1.2 水平角度による輝度値の実験ディスプレイに対する観察者の水平方向の位置の変化による輝度の変化を調査した . 一般的なディスプレイの最適視聴距離といわれる 3 ×ディスプレイの高さ ( H ) の距離である 1600mm 上で角度± 60 , ◦がつくように計 12 点の位置で撮影した ( 図からディスプレイに対して真正面から図 6 , 2 )角度がついていくことで輝度が下がっていることが言える .
図 6 : 水平角θ - 輝度 ( 円偏光フィルタ無し )
図 7 から円偏光フィルタを通したときも距離の実験と同様全体の輝度は落ちているがグラフの傾向としては円 , , 偏光フィルタを通さないときと同じである .
図 7 : 水平角θ - 輝度 ( 円偏光フィルタ有り )
4.1 .3 垂直角度による輝度値の実験ディスプレイに対する観察者の垂直角θの変化による輝度の変化を調査した . この調査ではディスプレイを 90 ◦回転させたうえで図 2 の方法と同じ位置でθ = 30 ±◦となる
よう計 6 点の位置で撮影した . 垂直方向に角度がついた場合においても水平方向同様角度がつくことによる輝度値 , の減少が確認できた ( 図 8 , 図 9 ) .
図 8 : 垂直角θ - 輝度 ( 円偏光フィルタ無し )
図 9 :垂直角θ - 輝度 ( 円偏光フィルタ有り )
4 ディスプレイ毎の輝度値の比較既存の普及型パッシブ式フラットパネルについてフォルトの映像の輝度値とデ , 3D , expixel においてターゲットとしているγ = 2.2 にキャリブレーションした設定の輝度値の変化を比べた . 図 10 はキャリブレーションの前後で円偏光フィルタを通した際の輝度値の値を表しているの値の算出方法は視聴範囲の実験時に用いた方法と同じくこ , , .各ピクセル輝度の値の平均を取った .
図 10 : キャリブレーション前後における輝度値の変化図 10 から各会社のディスプレイはデフォルト状態では高い輝度値に設定されてお
,
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