Laajennetun todellisuuden tehostaminen kameraoptiikalla
Kuusela, Casimir (2020)
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005077681
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005077681
Tiivistelmä
Insinöörityössä selvitettiin älypuhelimen kameran optisten ominaisuuksien hyödyntämistä ja käytettävyyttä laajennetun todellisuuden immersion lisäämisessä ja niiden soveltuvuutta työkaluiksi. Työ keskittyi pääasiassa syväterävyyden käyttämiseen, sillä aikaisempaa näyttöä kameran syväterävyyden käyttämisestä immersion tai virtuaalisten objektien käsittelystä ei löytynyt. Työ toteutettiin laajennetun todellisuuden alan yrityksen toimeksiantamana, ja tarkoituksena oli tuottaa konseptitodistus teknologian toimivuudesta patenttihakemusta varten.
Konseptitodistus toteutettiin Unity Technologiesin pelimoottoria Unityä hyödyntäen Android-älypuhelimille. Toteutuksen aikana lähestymistapaa syväterävyyden käyttämisestä muutettiin muutamaan otteeseen, mutta päädyttiin käyttämään laitteen kamerasta saatavaa metadataa syväterävyyden simuloimiseen laajennetun todellisuuden virtuaaliselle kameralle. Metadatasta pystyttiin saamaan tieto kameran linssin polttovälistä, kuvakennon sekä aukon koosta ja reaaliaikainen tarkennusetäisyys. Tiedoilla laskettiin syväterävyysalueen koko, joka simuloitiin ohjelmistolla virtuaaliselle kameralle vastaamaan fyysisen kameran syväterävyysaluetta. Simuloidulla syväterävyysalueella pystyttiin ohjelmiston avulla myös jakamaan virtuaaliset objektit fokuksessa oleviin ja ei-fokuksessa oleviin.
Syväterävyyden simulointi fyysisen kameran optisten ominaisuuksien mukaan osoittautui tehokkaaksi immersiota vahvistavaksi tekijäksi, ja käyttäjän valintojen rajaaminen syväterävyyden avulla tuntui intuitiiviselta heikosta kontrolloitavuudesta huolimatta. Älypuhelimien kameroissa oli vielä puutteita, kuten dynaamisen aukon puute, jotka hankaloittivat projektin kehittämistä.
Konseptitodistuksen kehittäminen patenttihakemusta varten osoitti tutkimustyön tärkeyden aloitettaessa uuden teknologian kehittämistä. Työskentelyn iteratiivinen prosessi oli entuudestaan tuttu, mutta tiukan aikataulun ja työn suppean luonteen takia tuntui hankalalta pitäytyä usean lähestymistavan suunnittelun ja tutkimisen tasapainottelussa.
Konseptitodistusprojektin pohjalta toimeksiannon antanut yritys lähetti patenttihakemuksen projektissa kehitetylle konseptille. Projektissa suoritettu kehitystyö olisi tarkoitus lisätä yrityksen 3D-mallinnus AR-mobiilisovellukseen.
Konseptitodistus toteutettiin Unity Technologiesin pelimoottoria Unityä hyödyntäen Android-älypuhelimille. Toteutuksen aikana lähestymistapaa syväterävyyden käyttämisestä muutettiin muutamaan otteeseen, mutta päädyttiin käyttämään laitteen kamerasta saatavaa metadataa syväterävyyden simuloimiseen laajennetun todellisuuden virtuaaliselle kameralle. Metadatasta pystyttiin saamaan tieto kameran linssin polttovälistä, kuvakennon sekä aukon koosta ja reaaliaikainen tarkennusetäisyys. Tiedoilla laskettiin syväterävyysalueen koko, joka simuloitiin ohjelmistolla virtuaaliselle kameralle vastaamaan fyysisen kameran syväterävyysaluetta. Simuloidulla syväterävyysalueella pystyttiin ohjelmiston avulla myös jakamaan virtuaaliset objektit fokuksessa oleviin ja ei-fokuksessa oleviin.
Syväterävyyden simulointi fyysisen kameran optisten ominaisuuksien mukaan osoittautui tehokkaaksi immersiota vahvistavaksi tekijäksi, ja käyttäjän valintojen rajaaminen syväterävyyden avulla tuntui intuitiiviselta heikosta kontrolloitavuudesta huolimatta. Älypuhelimien kameroissa oli vielä puutteita, kuten dynaamisen aukon puute, jotka hankaloittivat projektin kehittämistä.
Konseptitodistuksen kehittäminen patenttihakemusta varten osoitti tutkimustyön tärkeyden aloitettaessa uuden teknologian kehittämistä. Työskentelyn iteratiivinen prosessi oli entuudestaan tuttu, mutta tiukan aikataulun ja työn suppean luonteen takia tuntui hankalalta pitäytyä usean lähestymistavan suunnittelun ja tutkimisen tasapainottelussa.
Konseptitodistusprojektin pohjalta toimeksiannon antanut yritys lähetti patenttihakemuksen projektissa kehitetylle konseptille. Projektissa suoritettu kehitystyö olisi tarkoitus lisätä yrityksen 3D-mallinnus AR-mobiilisovellukseen.