Apple、裸眼立体視3Dディスプレイハードウェアを研究中

Appleは、自動立体視を利用して、特別なヘッドギアやメガネを必要とせずに複数のユーザーが見ることができる3次元画像を生成する、新しい種類のディスプレイハードウェアの研究を行ってきました。AppleInsiderを発見しました。

米国特許商標庁への出願によると、この技術は、画像が平面デバイスによって生成される場合でも、観察者に奥行き知覚をもたらす、所定の角度応答性の反射面関数を有する投影スクリーンで構成される。

「現代の三次元（3D）ディスプレイ技術はますます普及しており、コンピュータグラフィックスだけでなく、他の多様な環境や技術でも実用的となっている」とアップルは25ページの申請書の中で述べた。「その例には、医療診断、飛行シミュレーション、航空交通管制、戦場シミュレーション、気象診断、エンターテイメント、広告、教育、アニメーション、仮想現実、ロボット工学、生体力学研究、科学的視覚化などが含まれます。」

このようなディスプレイの一般的な形式では、シャッター付きまたは受動的偏光眼鏡が必要ですが、観察者は一般に目の上に機器を着用することを好まないため、これらのアプローチは広く受け入れられていません、と同社は述べています。このようなアプローチは、1 人以上の偶然の通行人、共同作業者のグループ、または個別の投影が必要な場合などの聴衆全体に 3D 画像を投影する場合には、非実用的であり、本質的に実行不可能であると言われています。

その結果、アップルは、所定の角度応答性の反射面機能を備えた投影スクリーンを有する３次元ディスプレイシステムを提案している。三次元画像は、プログラム可能な偏向角を有するプログラム可能なミラーを画定するために、所定の角度応答性の反射面関数と連携してそれぞれ変調される。

この形式の技術は、複数の視聴者を独立して同時に収容できる実用的な自動立体 3D ディスプレイに対する継続的なニーズに応えることになる、と同社は述べた。 3D メガネや Google とは異なり、同じ視聴環境内で、各視聴者に独自にカスタマイズされた自動立体 3D 画像を表示できる同時視聴が提供されます。この画像は、存在する他の視聴者が同時に視聴する画像とはまったく異なります。そしてすべてが完全に自由に動きます。

申請書によると、この形式のディスプレイには、3D 画像をレンダリングする 3D/立体レンダリングエンジンが含まれる可能性があり、ファームウェア、ソフトウェア、またはハードウェアで実装される可能性があります。 3D/立体レンダリングエンジンは、グラフィックスカード、グラフィックスチップのグラフィックスプロセッサユニット上で実行されるコード、専用の特定用途向け集積回路、ホスト CPU 上で実行される特定のコードなどの一部である場合もあります。

「3D/立体レンダリングエンジンによってレンダリングされる3D画像は、デジタルビデオインターフェース(DVI)規格に基づく相互接続などの適切な相互接続を介して3D/立体ディスプレイに送信される」とAppleは述べた。「相互接続は、無線 (例: 802.11x Wi-Fi 標準、超広帯域 (UWB)、またはその他の適切なプロトコルを使用)、または有線 (例: アナログ形式で送信されるか、または遷移最小化差分などのデジタルで送信される) のいずれかです。シグナリング (TMDS) または低電圧差動シグナリング (LVDS))。

3D/立体ディスプレイ内のディスプレイインターフェイスと画像スプリッターは、3D/立体レンダリングエンジンからの 3D 画像を 2 つの 3D サブ画像、つまり左側のサブ画像と右側のサブ画像に分割します。左および右のサブ画像は、それぞれの画像変調器で変調され（オンおよびオフになることを含む）、プロジェクタによる観察者の左目および右目への左および右のサブ画像の光学的投影を可能および制御することになる。

「観察者の脳は、投影された 2 つの光学サブイメージを 1 つの 3D 画像に結合し、観察者に 3D 視聴体験を提供します」と申請書には説明されています。「観察者の左目と右目それぞれへの偏向は、投影スクリーンを使用して実現されます。投影スクリーンは、適切に変調された画像データと組み合わされて、[...]プログラム可能な偏向角を備えたプログラム可能なミラーであるミラーデバイスを形成します。」

大まかに言えば、この組み合わせは、空間的位置に応じて投影スクリーンから観察者の特定の左目と右目に光を反射させるように動作するため、この組み合わせは空間フィルターであるプログラム可能なミラーとして投影スクリーンを構成すると Apple は述べた。それ以外の場合は光を反射せず、あたかも光がフィルターで除去されているかのようになります。

デジタル信号プロセッサ (DSP) と 3D イメージャを組み合わせれば、投影スクリーンに対する観察者の正確な位置も決定されます。観察者の頭の位置、頭の傾き、投影スクリーンに対する目の離間距離などの観察者に関する特性も、DSP とイメージャによって決定されます。

「3Dイメージャは、各観測者の位置と特徴を特定し、決定するための任意の適切なスキャナまたはその他の既知のデバイスでよい」と同社は続けた。「そのような特徴には、たとえば、観察者の身長、頭の向き（回転と傾き）、腕と手の位置などが含まれる可能性があります。」

いくつかの実施形態では、３Ｄイメージャは、プロジェクタの一体部分として構成されてもよく、投影スクリーンだけでなく観察者を直接照明するように構成されてもよい。適切に配置された光センサーは、観察者から反射される照明光を拾うように配置され、ディスプレイに対する観察者の位置を決定します。

Appleは、3Dイメージャと光センサーは観察者の入力手段も提供できると付け加えた：「たとえば、観察者が位置する投影スクリーンの前のボリュームは、3D表示システムによって仮想表示ボリュームとして構成される可能性がある」次いで、一実施形態では、仮想表示ボリュームを観察者の入力に使用することができ、観察者は、例えば、仮想上の特定の機能をアクティブにするためにボタンの３Ｄ表現を作動させることができる。このようなアクティブなデスクトップは仮想表示ボリューム内に仮想的に表現され、投影スクリーン上の 3D 投影により、観察者には仮想表示ボリューム内の 3D 画像として、そのすぐ近くに存在して表示されます。本開示を考慮すれば当業者には理解されるように、他のヒューマンインターフェース動作も同様に可能である。

2006年9月に最初に提出された出願の結論として、クパチーノに本拠を置く同社は、そのようなディスプレイ技術は「単純で、コスト効率が高く、複雑ではなく、汎用性が高く、効果的であり、既知の技術を適応させることで、驚くほど目立たないように実装できる」と主張している。したがって、従来の製造プロセスや技術と完全に互換性があります。」