投影到现实世界中的物体上的图像创造了令人印象深刻的显示，具有教育意义和娱乐性。然而，当前的投影映射系统都有一个共同的限制：它们只能在黑暗中正常工作。在最近发表在《IEEE可视化和计算机图形学汇刊》上的一项研究中，大阪大学的研究人员提出了一种将投影映射“带入光明”的方法。

投影映射将黑暗抛在身后

传统的投影映射将任何三维表面变成交互式显示，需要黑暗，因为周围环境中的任何照明也会照亮用于显示的目标对象的表面。这意味着黑色和深色显得太亮而无法正确显示。

此外，投影图像看起来总是发光的，但并非所有真实物体都是发光的，这限制了可以显示的物体范围。黑暗环境中的显示器还有另一个缺点。多个观看者可以与照明场景进行交互，但他们在黑暗环境中彼此交互的能力较差。

“为了解决这个问题，我们使用投影仪在房间的每个部分重现正常照明，除了显示对象本身，”该研究的主要作者MasakiTakeuchi说。“本质上，我们在不使用实际全局照明的情况下创造了全局照明的幻觉。”

投影全局照明需要一套与传统投影映射不同的技术。研究团队使用了几台标准投影仪来照亮房间，还有一台大光圈投影仪和大画幅镜头来柔化阴影的清晰边缘。这些灯具投影仪照亮环境，但目标物体仍处于阴影中。然后使用传统的纹理投影仪将纹理映射到其阴影表面上。

研究人员构建了一个原型环境并评估了他们方法的性能。他们评估的一方面是人类是否以光圈颜色模式(其中颜色似乎从物体本身辐射)或表面颜色模式(其中光似乎从有色表面反射)感知物体。

“据我们所知，我们是第一个考虑这一点的人，”该研究的资深作者岩井大辅说。“但是，我们相信这是制作真实环境的基础。”

研究人员发现，使用他们的方法，他们可以将纹理图像投影到物体上，而不会使物体看起来发光。相反，纹理被认为是物体表面的真实颜色。

未来，研究人员计划添加更多投影仪来处理显示对象旁边区域的复杂照明。最终，他们的目标是制作与现实世界的三维场景没有区别的场景。

他们相信，这种方法将为工业产品或包装提供视觉设计环境，参与者不仅可以在自然光下与其设计进行交互，还可以相互交互，从而促进沟通并提高设计性能。