Come mitigare le problematiche percettive dovute ad aberrazioni geometriche in visori per realtà aumentata Video See-Through durante attività manuali

L’ambito della tesi è inerente lo sviluppo di visori stereoscopici indossabili per realtà aumentata Video See-Through (VST), da utilizzare per guidare in particolare attività manuali. L’obiettivo è identificare e mitigare le problematiche percettive causate da aberrazioni geometriche, inevitabilmente presenti nelle implementazioni reali di detti sistemi, al fine di fornire agli occhi dell’utente stimoli quanto più possibile coerenti con la vista ad occhio nudo della medesima scena, per permettere un’efficace e confortevole visione stereoscopica e possibilmente anche una convergenza oculare realistica in funzione del punto di fissazione. L’analisi delle soluzioni proposte allo stato dell’arte, unita alla necessità di identificare le aberrazioni geometriche che maggiormente inficiano la percezione della profondità nei sistemi VST, ha portato allo sviluppo di uno studio geometrico preliminare del problema. Tale studio è stato condotto tramite simulazione di un visore ideale, in letteratura definito “parallax-free”, che prevede la coincidenza fisica, ottenuta tramite l’utilizzo di opportuni specchi, degli assi ottici e dei centri di proiezione del sistema di acquisizione delle immagini (camere), del sistema di proiezione (display) e del sistema di visualizzazione (occhi dell’utente). Purché tale sistema sia ideale e non implementabile in toto, la sua analisi in varie configurazioni, ha permesso di identificare gli aspetti da tener presenti per l’implementazione di un sistema reale. Ciò ha permesso di limitare il confronto delle possibili configurazioni di visori reali utilizzando un simulatore sviluppato ad hoc. Nelle varie configurazioni, basate sull’utilizzo di un hardware sub-ottimale (non ideale), è stata simulata l’applicazione di una trasformazione geometrica definita omografia, che consente di riportarsi al caso ideale, quantomeno su un piano a distanza nota. Dalle prove effettuate con il simulatore è emerso che grazie all’applicazione dell’omografia è possibile semplificare l’implementazione dei visori evitando di dover movimentare camere e display in funzione della distanza di lavoro. I risultati ottenuti con il simulatore sono stati validati da prove sperimentali eseguite con un visore sperimentale con camere e display mobili. Dalle simulazioni emerge inoltre che l’utilizzo di sistemi di eye tracking, opportunamente unito all’omografia, potrebbe permettere di avvicinarsi ancor più alla vista ad occhio nudo. A tal fine è stato fatto uno studio di fattibilità per integrare una camera per eye tracking con il visore