Uusien 3D-näyttöjen kuvanlaatu paremmaksi
Uusi 3D-näyttötekniikka tuottaa illuusion kolmiulotteisuudesta ilman nenällä keikkuvia, hassuja laseja. Katsojalle elämys voi kuitenkin aiheuttaa kipua silmiin tai jopa pahoinvointia. MSc Atanas Boev kehitti väitöstyössään menetelmiä uusien 3D-näyttöjen kuvanlaadun parantamiseen.
- Kolmiulotteisen elokuvan katselu ilman 3D-laseja on paljon helpompaa kuin lasien kanssa. Esimerkiksi itse käytän silmälaseja ja kun menen nykyisin katsomaan 3D-elokuvaa, pitää minun laittaa kahdet lasit päällekkäin. Avatar-elokuvan lopussa nenäänkin alkaa sattua, kertoo Atanas Boev.
Uudet, ilman laseja katsottavat 3D-näytöt toimivat siten, että ne esittävät samanaikaisesti useita kuvia (”multiview”), joista jokainen näkyy vain tietystä, toisista poikkeavasta suunnasta. Kun kuvat valitaan ja käsitellään oikein, kuvien sisältö saadaan vaikuttamaan siltä, kuin se leijuisi näytön edessä tai sisällä.
Näytöt eivät kuitenkaan ole vielä täydellisiä. Erilaisten teknisten ongelmien takia kuviin tulee usein näkyviin pieniä virheitä, artefakteja, eivätkä kuvat ole parhaassa mahdollisessa järjestyksessä.
Perinteisessä TV-kuvassa ilmenevät virheet ovat korkeintaan ärsyttäviä, mutta 3D-näytöille ominaiset artefaktit voivat aiheuttaa kipua silmissä, huimausta ja pahoinvointia. Ihmisen silmät ja aivot eivät kykene käsittelemään huonosti laadittuja 3D-kuvia.
Tähän ongelmaan Boev etsii vastauksia. Väitöstyössä hän hyödyntää tietoa ihmisen näkökyvystä kolmiulotteisessa kuvassa esiintyvien artefaktien luokitteluun ja niiden vaikutusten arviointiin. Lisäksi hän esittää tapoja mitata 3D-näyttöjen tärkeimpiä ominaisuuksia. Mittausten pohjalta voidaan luoda kullekin näytölle niin sanottu 3D-laatuprofiili, joka kertoo, millaista sisältöä näyttö pystyy esittämään. Lopuksi Boev esittelee joukon signaalinkäsittelymenetelmiä, joilla kuvat voidaan räätälöidä sopivaksi erilaisille näytöille. Yksi tapa on suodattaa kuvista näytölle soveltumattomat yksityiskohdat pois ennen niiden esittämistä ruudulla. Väitöskirjassa kerrotaankin kuinka tähän soveltuva suodin luodaan. Toinen työssä esitelty tapa on lisätä näyttöön käyttäjän liikkeitä seuraava kamera ja säätää kuvaa katsojan sijaintiin sopivaksi.
- Emme välttämättä pysty koskaan rakentamaan täydellistä 3D-näyttöä. Onhan jopa Tähtien sodan robottien 3D-näytöissä kohinaa, vitsailee Boev.
- Tavoitteena on saavuttaa kullekin näytölle paras mahdollinen laatu ja poistaa tai piilottaa suurin osa virheistä. Lopulta kuvasta tulee selkeämpi ja parempi silmille. Tämä on tärkeää, sillä 3D-sisältö yleistyy niin elokuvateattereissa, kodeissa kuin matkapuhelimissakin.
Väitöstilaisuus perjantaina 31.8.
MSc Atanas Boevin signaalinkäsittelyn alaan kuuluva väitöskirja Perceptually optimized visualization on autostereoscopic 3D displays (”Näköaistille optimoitu visualisointi autostereoskooppisilla 3D-näytöillä”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 31.8.2012 kello 12 Sähkötalon salissa S4 (Korkeakoulunkatu 3). Vastaväittäjinä toimivat tohtori Martin Schrader (Nokia Research Center, Suomi) ja tohtori Phil Surman (De Montfort University, UK). Tilaisuutta valvoo professori Karen Eguiazarian TTY:n signaalinkäsittelyn laitokselta.
Atanas Boev (36) on kotoisin Bulgariasta ja työskentelee tutkijana TTY:n signaalinkäsittelyn laitoksella.
Lisätietoja: Atanas Boev, atanas.boev@tut.fi