Les images projetées sur des objets du monde réel créent des affichages impressionnants qui éduquent et divertissent. Cependant, les systèmes de projection mapping actuels ont tous une limite commune :ils ne fonctionnent bien que dans l’obscurité. Dans une étude récemment publiée dans IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics , des chercheurs de l'Université d'Osaka suggèrent un moyen de mettre le mapping par projection « en lumière ».
Le mappage par projection conventionnel, qui transforme n'importe quelle surface tridimensionnelle en un affichage interactif, nécessite l'obscurité car tout éclairage dans l'environnement éclaire également la surface de l'objet cible utilisé pour l'affichage. Cela signifie que les couleurs noires et sombres semblent trop vives et ne peuvent pas être affichées correctement.
De plus, les images projetées semblent toujours lumineuses, mais tous les objets réels ne sont pas lumineux, ce qui limite la gamme d'objets pouvant être affichés. Les affichages dans des environnements sombres présentent un autre inconvénient. Plusieurs spectateurs peuvent interagir avec une scène éclairée, mais ils sont moins capables d'interagir les uns avec les autres dans un environnement sombre.
"Pour contourner ce problème, nous utilisons des projecteurs pour reproduire un éclairage normal dans chaque partie de la pièce, à l'exception de l'objet affiché lui-même", explique Masaki Takeuchi, auteur principal de l'étude. "Essentiellement, nous créons l'illusion d'une illumination globale sans utiliser une véritable illumination globale."
La projection d’une illumination globale nécessite un ensemble de techniques différentes de celles du mapping par projection classique. L'équipe de recherche a utilisé plusieurs projecteurs standards pour éclairer la pièce, ainsi qu'un projecteur à grande ouverture et un objectif grand format pour adoucir les bords nets des ombres. Ces projecteurs luminaires éclairent l’environnement, mais l’objet cible reste dans l’ombre. Des projecteurs de texture conventionnels sont ensuite utilisés pour mapper la texture sur sa surface ombrée.
Les chercheurs ont construit un environnement prototype et évalué les performances de leur approche. Un aspect qu'ils ont évalué était de savoir si les humains percevaient les objets en mode couleur d'ouverture (dans lequel les couleurs semblent rayonner à partir de l'objet lui-même) ou en mode couleur de surface (dans lequel la lumière semble être réfléchie par une surface colorée).
"À notre connaissance, nous sommes les premiers à considérer cela", déclare Daisuke Iwai, auteur principal de l'étude. "Cependant, nous pensons que c'est fondamental pour produire des environnements réalistes."
Les chercheurs ont découvert qu’en utilisant leur méthode, ils pouvaient projeter des images de texture sur des objets sans que ceux-ci semblent briller. Au lieu de cela, les textures étaient perçues comme étant les vraies couleurs de la surface de l'objet.
À l'avenir, les chercheurs prévoient d'ajouter davantage de projecteurs pour gérer l'éclairage complexe dans les zones situées à côté de l'objet affiché. À terme, ils visent à produire des scènes impossibles à distinguer des scènes tridimensionnelles du monde réel.
Ils pensent que cette approche permettra de créer des environnements de conception visuelle pour les produits industriels ou les emballages dans lesquels les participants pourront interagir non seulement avec leur conception sous la lumière naturelle, mais également entre eux, facilitant ainsi la communication et améliorant les performances de conception.
Plus d'informations : Masaki Takeuchi et al, Cartographie de projection sous éclairage environnemental en remplaçant les lumières de la pièce par des projecteurs hétérogènes, Transactions IEEE sur la visualisation et l'infographie (2024). DOI :10.1109/TVCG.2024.3372031
Fourni par l'Université d'Osaka
