MARIO: 可以和物體互動的浮空擴增實境系統

這套「MARIO」系統的全名是「Mid-air Augmented Reality Interaction with Objects」,他的網站是:

http://www.hanyuool.com/projects/mario_st.html

不過介紹之前,還是直接看他的影片吧~

下面就是它的系統架構圖:

這套系統的設計,是配置了一塊 35(W) × 30(D) × 25(H) cm 的空間,在這塊空間裡面,可以透過浮空投影的技術,來把虛擬的物體、和實際的物體融合顯示;而為了強化三度空間的深度感,也在系統上方另外配置了一台投影機、來做虛擬物體的「陰影」的呈現。另外,為了捕捉使用者的動作、以及空間中實際的狀況,在系統的上方、又另外配置了一台深度感應器(Kinect)來做偵測。

在浮空投影的部分,他們基本上是在空間的後方、以 45 度角配置了一塊光學鏡片(上圖的「Real imaging optics」),讓放在鏡面下方、正面朝上的顯示器(上圖右下角的「Display」)所顯示的內容,可以成像到所規劃的空間內、成為一個浮在空中的影像(上圖中的「Mid-air image」)。

這樣的浮空投影機數,其實在現在來看並不算太特別的東西,差不多從 HoloAD 開始,就可以看到許多同樣概念的應用了~Heresy 之前在 2013 台灣燈會上,也有看過較為大型的展示(參考);而像日本玩具公司萬代最近也透過類似的技術,推出了名為「HAKO VISION」的食玩(參考)。實際上,如果真的想玩的話,這樣的東西甚至是可以自己在家、滿簡單地 DIY 出來的(Heresy 真的搞過 XD)。

不過,一般浮空投影大部分看到的都是用反射式的做法,鏡片大多得配置在實際物體的前方,才能讓虛擬物體成像位置和實際物體相疊;不過這他們所使用的,看架構圖上,似乎不是一般的反射?根據官網的說法,似乎是使用了名為「Dihedral Corner Reflector Array」(DCRA)的特殊鏡片(似乎是這個專利)。不過由於 Heresy 不是這個領域的,所以其實不是非常清楚這東西的原理,有沒有理解錯也不確定了。

另外,一般的浮空投影所能呈現的,其實還是只有一個位置的深度,並不能真正呈現立體/全像的影像;而為了解決這個問題,MARIO 這套系統則是很特別的,把放在鏡片下方、用來顯示畫面的顯示器設計成可以改變高度的機制!透過控制顯示器和鏡片的距離,也就可以調整浮空影像成像的深度了~而這也就是上圖動態效果、想要說明的事情了。

雖然這樣的機制,一次還是僅能呈現一個深度上的影像,但是如果是像範例影片中這樣簡單的場景,也就是一次只顯示一個深度上的物體的話,其實這樣的設計算應該已經算是相當實用的!

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