在良好的光：新的高速投影仪与可见和红外能力

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一项国际商业与学术合作开发了一种新型投影仪，它可以同时独立地以几乎每秒1000帧的速度投影RGB和不可见的红外图像。该投影仪通过定制光学引擎实现了高图像校准精度，将隐形传感和可见显示紧密结合，用于广泛的新应用，如动态投影映射。

最近在显示和投影技术方面的进步为我们开启了感知和与数字媒体互动的新途径。现代投影仪和相关技术，如投影映射，允许我们在视觉上增加表面，为娱乐景点、音乐会、舞台、数字标牌、任务辅助等开辟了巨大的可能性。在许多这类应用中，投影目标不仅仅局限于平面、白色和静态屏幕;对投影图像进行实时控制，以匹配复杂运动目标的表面，使其增强外观更具有说服力。

用于这种目的的技术被称为动态投影映射(DPM)，在过去几年中受到了广泛的关注。它们依赖于视觉感知方法来检测目标表面，并且在感知和投影帧率方面都要求较高的速度，以在不明显错位的情况下正确地合并投影图像和目标。不幸的是，传统的DPM的用途有限，因为它要么需要附着在目标上的标记，要么必须限制在单个平面上(图1)以满足高速要求。

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图1所示。现代动态投影映射的局限性

最近发展的投影映射技术可以实现非常逼真的外观，即使在动态场景。然而，它们受到严重的限制，例如需要在移动的投影目标上标记。在上面的照片中，可以清楚地看到兔子身上的标记。

另一方面，投影仪在视觉传感应用中也发挥了重要作用;投影-摄像机系统将参考图像投射到目标表面，然后将其捕获，可以在不使用标记的情况下有效地获取大量空间信息。然而，这种类型的传感还没有被用于DPM，因为现有的器件还没有满足这种要求。也就是说，没有一种设备能够同时以高性能处理显示和传感，而且它们之间不会相互干扰。

幸运的是，多亏了由东京理工大学副教授渡边义弘和东京电子设备有限公司的浅浅武领导的国际商业与学术合作小组最近开发的一种新型投影仪，情况可能很快就会发生改变。Uwe Lippmann在弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所，Petra Aswendt在ViALUX GmbH。该投影仪可以以925帧/秒的高帧率同时投影可见光RGB和不可见光(IR)图像。“使用投影仪，我们可以构建一个系统，利用投影仪-摄像机配置的不可见波长来感知目标表面，这是一项长期建立的计算机视觉技术。”渡边博士解释说:“与此同时，该系统可以根据感知结果自适应地操纵图像，以可见波长显示。”

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在这个投影仪(图2)的核心是两个DLP?(数字光处理)数字微镜设备[1]，它可以同时独立处理24位RBG和8位IR图像(图3)。该团队还开发了lv网店一种新型光学引擎，以极高的精度同轴对齐图像，同时实现了能够进行高功率投影的紧凑配置。

图2。高速RGB +红外投影仪

开发的投影仪有一个独特的光学引擎(如图右下方所示)和两个数字微镜设备，使其能够以极好的对齐精度投影RGB和IR图像。

在良好的光：新的高速投影仪与可见和红外能力 图1" src="http://www.bkanbing.com/file/upload/202112/15/062519871.jpg" alt="在良好的光：新的高速投影仪与可见和红外能力" alt4="RGB image projected onto a target surface" alt="在良好的光：新的高速投影仪与可见和红外能力"> 蓝豚

图3。投影到目标表面的RGB和IR图像

开发的投影仪可以根据需要投影不同的RGB和IR图像，如上图所示。请记住，下图右方所示的红外图像通常人眼是看不见的。

作为第一个应用案例，该团队计划推出一种新型DPM系统的新颖投影仪，它将能够基于感知形状以无标记的方式操纵整个场景的外观。渡边博士表示:“传统的DPM方法的局限性在于，它们只能通过标记增强目标的外观。我们的投影仪支持的新型绘图将有望扩展DPM的应用领域。”此外，虽然在他们的第一个项目中将只使用红外投影进行形状感知，但可以设计一个使用整个系统的投影-摄像机配置来获取更深的空间和物理信息，从而大大增强投影映射。投影技术的未来看起来肯定是光明的!

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确认

这项工作得到了日本JST 斗战神嗜血牛技能加点 SICORP批准号JPMJSC1808和德国BMBF批准号01DR18009A和9B的支持。

参考

作者:乌维李普曼 ¹,佩特拉Aswendt ²罗兰·Hofling ²,加藤Sumino则 ³, Kunihiro建筑师 ³小野,山 ³, Hidenori Kasebe ³Tohru山下式, ³武,汤 ³喜田岛,渡边 ⁴原稿标题:高速RGB+红外投影仪ba 基于双数字镜像器件的同轴光学设计 nference: 28日能得到 nal展示车间关联:

1夫琅和费应用光学精密工程研究所

2 ViALUX GmbH是一家

3东京电子设备有限公司

4东京工业大学