Limitation of conventional techniques

従来技術の限界

Conventional techniques of optical see-through mixed reality use binocular disparity to control depth perception of virtual objects. Binocular disparity is "disparity" that occurs between the view from the left eye and the view from the right eye. Here, please see an illustration showing binocular disparity. In the illustration, the observer sees the front object and the back object in front of him or her. These objects are positioned diagonally to the right from the left eye and to the left from the right eye. This difference in direction causes the difference in the horizontal gap between the objects in the eye. The gap is wide in the left eye, and is narrow in the right eye. Such disparities are binocular disparities. Previous studies revealed that binocular disparity is the strong cue to depth perception. Binocular disparity is widely used in the techniques of 3-D displays that present images or videos in three dimensions.

光学シースルー複合現実の従来技術では、仮想対象の奥行き知覚のコントロールに両眼視差を用います。両眼視差とは、左眼からの見えと右眼からの見えとの間に生じる「ずれ」のことです。両眼視差の説明図を見てください。説明図では、観察者は、自分の正面に位置する手前の対象と奥の対象とを見ています。これらの対象は、観察者の左眼からは右斜めに位置し、右眼からは左斜めに位置します。この方向の違いは、眼における対象間の水平方向の間隔の違いを引き起こします。左眼では広く、右眼では狭いです。このような「ずれ」が両眼視差です。これまでの研究から、両眼視差が奥行き知覚の強力な手がかりあることが明らかとなっています。両眼視差は、画像や映像を立体的に表示する3D表示技術で広く使われています。

Conventional techniques have the difficulty of presenting virtual objects at predetermined far depths, and this is due to the limitation of binocular disparity. Here, please take another look at the illustration showing binocular disparity. In the left side figure, a case where objects are close to observers is shown. In the right side figure, a case where objects are far from observers is shown. Note that the distance between the front object and the back object is the same in the two cases. Binocular disparity of the far objects is smaller than that of the close objects. Here, please see a plot of binocular disparity as a function of the distance to the objects. In the plot, the 1-, 5-, and 10-m conditions of the distance between the objects are plotted. In each condition, binocular disparity becomes extremely small when the distance to the objects is far. For example, when the distance is 80 m, binocular disparity is almost zero, and this is the same as when the distance is 100 m. In such far distance, binocular disparity does not work as depth cue. Thus, to present virtual objects at predetermined far depths is difficult for conventional techniques because of the limitation of binocular disparity.

従来技術では遠方の任意の奥行きへの仮想対象の呈示が困難で、これは両眼視差の限界によります。改めて両眼視差の説明図を見てください。左側の図では対象が観察者に近い場合を、右側の図では遠い場合を示しています。手前と奥の対象間の距離が同じである点に注意してください。観察者から遠い対象の両眼視差は、近い対象の両眼視差よりも小さいです。対象までの距離の関数としての両眼視差のグラフを見てください。グラフでは、対象間の距離が 1 m、5 m、10 m の条件をプロットしています。どの条件でも対象までの距離が遠くなると両眼視差が極めて小さくなります。例えば、対象までの距離が 80 m のとき、両眼視差はほぼ 0 で、対象までの距離が 100 m のときも同様です。つまり、このような遠方では、両眼視差は奥行き手がかりにならないのです。このように、両眼視差の限界のため、従来技術では遠方の任意の奥行きへの仮想対象の呈示が困難となります。