Betere beeldkwaliteit virtual reality door informatica-onderzoek

Minder beeldvertraging, minder beeldecho's en vloeiender bewegingen in virtual reality (VR): dat is mogelijk door het onderzoek van informaticus Ferdi Smit van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam.


Minder beeldvertraging, minder beeldecho's en vloeiender bewegingen in virtual reality (VR): dat is mogelijk door het onderzoek van informaticus Ferdi Smit van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in Amsterdam. Hij promoveerde op 12 november aan de Technische Universiteit Eindhoven op zijn proefschrift 'A Programmable Display-Layer Architecture for Virtual-Reality Applications'. Zijn resultaten zijn interessant voor onderzoekers, makers van games en de medische wereld.

De beeldkwaliteit bij virtual reality is niet optimaal. Zo treedt er vaak een vertraging op tussen het bewegen van een trackball, muis of hoofd en de beweging op het beeldscherm. "Hoewel het vaak maar om zo’n 50 tot 100 milleseconden gaat, kun je hier toch duizelig en misselijk van worden, zeker in een VR-omgeving met een helm op", aldus de onderzoeker. Dit verschijnsel heet latency. Een ander probleem is cross-talk: het na-ijlen van een beeld bij het gebruik van een 3D bril in combinatie met een stereoscopische display. Smit: "Bij deze speciale beeldschermen wisselen het linker- en rechterbeeld elkaar snel af, en daarbij zie je een soort schaduw van het tweede beeld". Tot slot is er judder: het verschijnsel dat een bewegend object in stapjes lijkt te verspringen in plaats van vloeiend te bewegen. Ferdi Smit combineerde en verbeterde verschillende technieken om deze ongewenste verschijnselen op te sporen en te verminderen. Hij voegde een extra softwarelaag toe, de 'programmable display layer' (PDL), waarmee de display snel en onafhankelijk kan worden geupdate.

Dynamisch
Het bijzondere aan de aanpak van Smit is, dat die dynamisch fouten kan vinden en meteen (realtime) oplost. Een van de methodes die de onderzoeker gebruikt om met de PDL sneller beelden te genereren is 'image warping'. Een VR-beeld lijkt vaak erg op het vorige beeld. Tot nu toe werden beelden meestal steeds opnieuw berekend, maar bij image warping wordt het voorgaande beeld overgenomen, licht aangepast en daarna gecorrigeerd voor verschillen ten opzichte van de echte situatie. Deze methode scheelt tijd. De promovendus implementeerde deze methode in realtime op displays van 60 Hz. Dit bleek goed te werken. Resultaten kunnen gebruikt worden bij visualisatie van grote modellen, zoals CT-scans van medische data.


Meer informatie:
- het proefschrift
- zie ook de homepage van promotor Robert van Liere en www.cwi.nl/ins3
- Het onderzoek is gefinancierd door het NWO onderzoeksprogramma VIEW (Visual Interactive Effective Worlds) uit het i-science programmacluster van NWO Exacte Wetenschappen.