Het is een reuzensprong voorwaarts voor augmented reality: een heel normale bril met hele ingenieuze holografische technologie heeft geleid tot een geweldige innovatie, die zonder een gezonde dosis kunstmatige intelligentie niet mogelijk was geweest.
De augmented reality-bril projecteert hoogwaardige holografische 3D-beelden via de bril. Het prototype werkt heel anders dan de huidige virtual reality-brillen, die relatief groot, lomp en zwaar zijn. Ook kijk je met traditionele VR-brillen niet direct naar je omgeving, maar zie je in realtime de beelden die door camera’s aan de buitenkant van de headset worden gemaakt. Dat is bij de bril van de onderzoekers van Stanford heel anders.
Aantrekkelijke vorm
De nieuwe aanpak levert volgens de makers een ‘visueel bevredigende 3D-kijkervaring op, gegoten in een compacte, comfortabele en aantrekkelijke vorm’. Na vele tests durven de Stanford-onderzoekers wel te stellen dat misselijkheid, hoofdpijn en vermoeidheid bij het dragen van augmented reality-headsets tot het verleden behoren. De bril zou prima geschikt zijn om de hele dag te dragen.
“Onze headset lijkt voor de buitenwereld net een alledaagse bril, maar de drager ziet door de lenzen een verrijkte wereld vol met levendige, kleurrijke 3D-computerbeelden”, zegt hoofdonderzoeker Gordon Wetzstein van Stanford University, wiens studie in Nature verscheen.
Entertainment, maar ook onderwijs
Het is nog maar een prototype, maar de technologie erachter heeft het in zich om een revolutie te ontketenen van gaming en entertainment tot trainingen en onderwijs. Het begrip van de brildrager over de wereld om hem heen krijgt een boost en informatie kan razendsnel worden overgebracht. “Je kunt je voorstellen dat een chirurg zo’n bril draagt om een complexe operatie voor te bereiden, of dat een vliegtuigmonteur hem gebruikt om te leren werken aan het nieuwste model straalmotor”, legt onderzoeker Manu Gopakumar uit.
Niet meer moe of misselijk
Met de nieuwe aanpak ligt het tijdperk van de lompe headsets met matige 3D-ervaringen binnenkort achter ons. Ook zal de brildrager niet of in ieder geval veel minder vermoeid of misselijk worden tijdens het gebruik. “Er is op dit moment geen gelijke in de augmented reality-sector te vinden. Zowel op het vlak van 3D-beeldkwaliteit als de compacte vorm van de bril”, aldus onderzoeker Gun-Yeal Lee.
De onderzoekers hebben technische barrières overwonnen door AI-ondersteunde holografische beeldvorming te combineren met nieuwe nanofotonische projectietechnieken. Tot op heden vereisten de technieken voor het weergeven van augmented reality-beelden vaak het gebruik van complexe optische systemen. Bij deze systemen ziet de gebruiker de echte wereld niet daadwerkelijk door de lenzen van de headset. In plaats daarvan leggen camera’s aan de buitenkant van de headset de wereld in realtime vast en combineren die beelden met computerbeelden. Het resulterende gemengde beeld wordt vervolgens stereoscopisch op het oog van de gebruiker geprojecteerd. “De gebruiker ziet een gedigitaliseerde benadering van de echte wereld met daarop geprojecteerde computerbeelden. Het is een soort augmented virtual reality, geen echte augmented reality”, legt Lee uit.
Deze vrij lompe systemen zijn nodig, omdat ze gebruik maken van vergrotende lenzen tussen het oog van de drager en de projectieschermen. Dit vereist een minimale afstand tussen het oog, de lenzen en de schermen. “Naast de fikse omvang leiden deze beperkingen ook vaak tot een onbevredigend beeld en visueel ongemak”, zegt onderzoeker Suyeon Choi.
Holografische techniek
Wetzstein heeft de traditionele stereoscopische benadering ingeruild voor holografie, een Nobelprijs-winnende visuele techniek die al vlak na de Tweede Wereldoorlog werd ontwikkeld. De grote beloftes op het gebied van 3D-beeldvorming door middel van holografische projecties zijn nooit echt ingelost, omdat het niet lukte om nauwkeurige 3D-dieptesignalen weer te geven. Al met al leidde dit enkel tot een teleurstellende visuele ervaring. Het team van Wetzstein heeft echter een manier gevonden om met AI de dieptesignalen in de holografische beelden enorm te verbeteren. Als de gebruiker door de lenzen van de bril kijkt, ziet hij zowel de echte wereld als de gedetailleerde full-color 3D-computerbeelden die erbovenop worden weergegeven.
Levensechte kwaliteit
Het 3D-effect wordt versterkt, omdat het zowel holografisch als stereoscopisch wordt gecreëerd, want elk oog krijgt een net iets ander beeld te zien. “Holografische displays worden al decennialang beschouwd als de ultieme 3D-techniek, maar de grote commerciële doorbraak is er nooit helemaal mee bereikt”, zegt Wetzstein. “Mogelijk hebben we nu die revolutionaire applicatie in handen waar we al die jaren op hebben gewacht.”
