EyeTap
Ein EyeTap (engl. „Augenanzapfung“) ist ein dem Monokel ähnliches Head-Mounted Display, das vor dem Auge getragen wird und die Funktionen einer Kamera und eines Displays vereint. Das EyeTap blendet computergenerierte Bilder in die vom Benutzer wahrgenommene Szene ein.
Das EyeTap setzt erweiterte Realität um, das heißt, es ergänzt die Sinneswahrnehmungen des Trägers um rechnergestützte Informationen. Anders als bei virtueller Realität, wo geschlossene VR-Helme den Träger von seiner Umwelt abschotten, nimmt der Benutzer des EyeTap seine Umgebung weiterhin wahr.
EyeTaps fangen einen Teil der einfallenden Lichtstrahlen vor dem Auge ab, um das, was das Auge sieht, möglichst genau aufzunehmen. Eine Kamera digitalisiert das abgefangene Bild der Szene und schickt es an einen Computer, der es nach Verarbeitung an einen Projektor weitergibt. Der Projektor spiegelt das bearbeitete Bild an derselben Stelle, wo es vorher entnommen wurde, wieder in das Augenlicht ein und überlagert damit die ursprüngliche Szene. In das Auge fallen letztendlich also sowohl Lichtstrahlen, die das EyeTap ungeändert passieren, als auch künstlich erzeugte Lichtstrahlen. Dadurch ergibt sich eine saubere, transparente Überlagerung des realen und des computererzeugten Bildes. Stereo-EyeTaps verändern die Sicht beider Augen gleichermaßen, die meisten Prototypen zapfen der Einfachheit halber aber nur das Licht eines der Augen an.
EyeTap ist auch der Name eines Unternehmens, das vom EyeTap-Erfinder Steve Mann gegründet wurde. Steve Mann ist ein bekannter Visionär der Cyborg-Technologie, Förderer des Wearable Computing und Kritiker staatlicher Überwachung (vgl. Sousveillance).
Mögliche Einsatzzwecke
Ein EyeTap ist in gewisser Weise mit einem Head-up-Display vergleichbar. Der Hauptunterschied besteht allerdings darin, dass der Computer nicht nur das Display projiziert, sondern zusätzlich auch auf die vom Auge wahrgenommene Szene zugreifen kann. Auf diese Weise ist es in der Theorie möglich, das computergenerierte Bild in Abhängigkeit vom natürlichen Bild zu verändern. Eine entsprechende Nutzung wäre beispielsweise im Sport denkbar: Der Träger des EyeTap könnte im Stadion einem spezifischen Spieler auf dem Feld folgen, während der Computer statistische Daten in einer kleinen Infobox über dem Spieler schwebend darstellt. Die „EyeTap-Kriterien“ sind ein Versuch zu definieren, wie nah ein tatsächlich brauchbares Gerät einem derartigen Ideal kommt. EyeTaps werden vor allem in Bereichen Anwendung finden, wo Benutzer von visuellen, interaktiven Echtzeitinformationen profitieren würden. Diese Technik wird manchmal als „Erweiterte Realität“ bezeichnet.
Des Weiteren bieten sie eine vielfältige militärische Einsetzbarkeit, wie zur schnellen Ermittlung von Entfernungen, Feinderkennung, oder der Informationsbeschaffung über das Gelände.
Funktionsweise
Ein EyeTap ist üblicherweise mit einer computergesteuerten Laserlichtquelle ausgestattet, die neues Bildmaterial für das Auge synthetisiert. Dadurch kann beispielsweise eine Reklametafel, die der Benutzer betrachtet, zum Darstellen einer persönlichen Nachricht wie einer E-Mail benutzt werden. Obwohl ein Hersteller von auf dem Kopf getragenen Displays einen sehr ähnlichen Namen („Eyetop“) gewählt hat, handelt es sich bei einem EyeTap nicht nur um ein einfaches Display, sondern gleichzeitig auch um ein Aufzeichnungsgerät.
Da das Gerät Lichtstrahlen abfängt, die kollinear zu den Strahlen verlaufen, die direkt in das Zentrum des Auges treffen, zeigt der direkte Blick in das Auge eines „Cyborg Loggers“ etwas, was wie eine Linse oder ein ähnlicher Einbau aussieht und direkt in der Augenhöhle montiert zu sein scheint. Das liegt daran, dass die Iris der Glaslinse exakt auf die Iris des Auges abgebildet wird – also auf denselben Punkt, an dem die Laserlichtstrahlen auf ihrem Weg zur Retina vorbeikommen.
Das Prinzip des EyeTap kann auch auf andere Formen elektromagnetischer Energie angewandt werden.
Weblinks
- EyeTap-Gerät (en) kurze Beschreibung in englischer Sprache
- eyetap.org
Auf dieser Seite verwendete Medien
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Picture of C. Aimone with an injection moulded en:eyetap that was also shown at the en:Smithsonian, and will be on exhibit at digifest 2004. This picture was made possible by way of the Nikon D2h, interfaced to a body-borne computer system, controlling a number of en:Metz Mecablitz flash lamps. The picture was taken at Deconism studio which has a glass ceiling so that natural light from outside (and natural artificial light from an outdoor catwalk mounted 30 feet above the glass ceiling) can be mixed with the artificial light from the Metz Mecablitzes. The D2h captures a much higher resolution, with using the Computer Enhanced Multiple Exposure Numerical Technique (CEMENT) but this image has been downsampled to a much smaller size for quick download on the WWW. The image was downsampled using the Gnu Image Manipulation Program (GIMP).
Since EyeTap devices fulfill the eyetap criteria, rays of light that would otherwise enter the right eye, are diverted into a camera, so that when we look a glogger in the eye, we see what looks like a "glass eye" exactly where their real eye is. This is because the light is reciprocal, i.e. we see the image of the camera that sees us from exactly the same vantage point as the center of projection of the tapped eye. The center of projection of a tapped eye is the center of the iris of the eye, so indeed, the image of the camera's iris is exactly aligned with the image of the eye's own iris.
What we don't see, of course, is the aremac (computer controlled laser light source) that's re-synthsizing the light that's getting swallowed by the camera. That part of the EyeTap is the part that only the wearer can see.Autor/Urheber: EN:Glogger, Lizenz: GPL
Diagram of a Thermal Eyetap which can also be used as a night vision system that uses the EyeTap principle). The purpose of this image is to show the EyeTap principle (how an EyeTap works), by way of a particular example, namely the example of the of operation of a thermal EyeTap device.
Rays of eyeward bound heat (heat rays that are collinear with lines passing through the center of projection of the eye) are diverted into a thermal sensor that functions a lot like a thermal video camera, and with the appropriate processing, this measures some quantity (such as temperature) of each ray of heat. Note that the distance "d" (which is called the "eyetap distance" specifies that the camera and the eye must be optically equidistant from the point where the optical axis meets the diverter, which is equidistant for a planar diverter.
Each ray of heat is resynthesized as light, usually by way of a computer controlled laser system called an "aremac". The aremac thus "repaints" or re-synthesizes each ray of heat.
Thermal eyetaps are sometimes used by roofers, so that they can see through the insulation in a roof, and determine where heat loss is. Being able to "see" through the insulation means that the roof leaks can be found because waterlooged insulation conducts heat more, and such areas of the roof show up as white, on black background. Additionally, the eyeglasses help the roofer see the temperature of bitumen or modified bitumen as it's heated in a propane powered kettle, and mopped onto the roof. It is useful to see the mop-down process, and to see when the bitumen or modified bitumen is getting too cold to make a good seal, etc..
Thermal eyetaps can also be used as night vision systems, and they eliminate the undesirable "flashback" effects common with other night vision systems because of adaptation and post adaptation phenomena.
This diagram has appeared in a number of books, papers, and patent applications.