Master's Thesis

Non Realistic Visualization on Autostereoscopic Displays

Final Thesis 6.05 MB

Author of thesis: Ing. Aneta Chalivopulosová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Reviewer: Ing. Tomáš Chlubna, Ph.D.

Abstract:

This master’s thesis researches non-realistic visualization methods for autostereoscopic displays, building upon the author's previous Bachelor's thesis – Non-photorealistic Rendering on Lume Pad. The thesis aims to evaluate how well non-realistic effects work on the Looking Glass Go display, focusing on the functionality of the effects, preservation of 3D depth, quality, and user-friendliness. To do so, an app for the Looking Glass Go display is created in the Unity Engine containing the implementation of over twenty effects, two scenes and user interface. The effects include edge detection, different types of dithering and shading methods, thresholding, distortion, and effects mimicking, for example, old movies, or night vision. The theoretical part of the thesis focuses, among other topics, on holography, non-photorealistic rendering (NPR) techniques, 3D visualization, autostereoscopic displays, and the Unity game engine.

Keywords:

Non-photorealistic Rendering (NPR), Non-photorealistic Effects, 3D Visualization, Autostereoscopy, Autostereoscopic Displays, Holography, Looking Glass, Display Looking Glass Go, Edge Detection, Shading, Dithering, Post-processing, Unity Engine, Universal Render Pipeline, Shader, HLSL, Shader Graph

Date of defence

22.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Topics for thesis defence

  1. V textu se píše: „První Looking Glass displej pro osobní použití byl v roce 2020 Looking Glass Portrait.“ Před tímto modelem však existovaly i jiné. Vysvětlete výše uvedenou větu.
  2. V textu se píše: „quilt...využívá se pro ukládání a získávání obrázků z Looking Glass displeje – podobné snímkům obrazovky u klasických 2D monitorů.“ Co je myšleno touto větou? Na samotném 3D displeji totiž quilt nikdy přímo zobrazen není, a proto jej se snímkem obrazovky lze jen těžko porovnávat.
  3. V textu se píše: „Efektů je implementováno dvacet čtyři, z nich dvacet dva je v aplikaci využito pro účely testování.“ Proč nebyly zbylé dva efekty použity?
  4. Textury jsou v dané složce v projektu odkazovány na své zdroje. Co však je složka s názvem Cartoon_Texture_Pack?
  5. Na jaké úrovni jsou 3D efekty aplikovány?
  6. Plánujete ve vývoji aplikace pokračovat i po publikování konferenčního článku? 

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

High Performance Computing (NHPC)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Novák, Ph.D. (člen)
Ing. Josef Strnadel, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Práce studentky byla příkladná, odvedla kus práce, práci prezentovala před odbornou veřejností, její výsledky je možné v budoucnu začlenit do vědecké publikace. Aktivita studentky a její přístup byl příkladný. Hodnotím 95 body.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Práce navazuje na bakalářskou práci stejného jména. Cílem práce je prozkoumat, jakým způsobem je možné vizualizovat nerealistické vykreslování na autostereoskopických zařízeních. Práce spadá do kategorie výzkum. S výsledky práce jsem spokojen. A je možné je časem přetvořit do vědecké publikace.

Aktivita při dokončování

Studentka svou práci konzultovala pravidelně i při dokončování. Celkový obsah práce byl rovněž prověřen.

Publikační činnost, ocenění

Studentka prezentovala svou práci na konferenci excel@fit, kde získala ocenění odbornou veřejností.

Práce s literaturou

Studentka využila doporučené zdroje informací a sama si dohledala další.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Studentka konzultovala pravidelně. Vždy ukázala posun vpřed. Zaznamenávala si poznámky a řešila chyby. S její prací a pečlivostí nemám problém.

Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Tomáš Chlubna, Ph.D.

Z hlediska realizace je práce velmi dobrá a přináší přínos pro výzkum ohledně 3D displejů, který na fakultě aktivně probíhá. Textová zpráva obsahuje menší množství nedostatků, které však nejsou kritické.


Autorka projevila aktivitu navíc a nabídla osobní demonstraci výsledků. Práce byla také prezentována na studentské konferenci Excel@FIT 2026, kde získala ocenění odbornou veřejností.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno a práce obsahuje podstatná rozšíření

Na základě bodu 2 v zadání měly být zvoleny alespoň 3 metody nerealistického zobrazení. Ve výsledné realizaci je jich 22. Další body zadání byly splněny.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Zpráva je informačně hodnotná a dobře popisuje práci.

Místy se v textu nachází redundantní informace a text by bylo možné zkrátit. Např. kapitola 2 je dlouhá dvě strany a popisuje postup práce, který lze očekávat a není nutné jej explicitně popisovat. Také Alg. 14 popisuje triviální operaci inverze barev a výpis 4.1 je jen náhodná ukázka kódu shaderu. Nejedná se však o výrazné prodloužení textu, které by způsobilo přesah doporučeného rozmezí.

Prezentační úroveň technické zprávy

Kapitoly velmi dobře navazují a text pěkně a jasně popisuje celou práci.

Obsah tab. 4.1 je anglicky, bylo by lépe jej přeložit. V alg. 1 a 6 chybí inkrementace proměnné v cyklu. Některé tabulky v měření (např. tab. 7.4 a 7.5) mohly být vysázeny jako grafy. Tyto nedostatky však nejsou kritické pro pochopení.

90
Formální úprava technické zprávy

Text je vysázen pěkně, ale obsahuje několik nekonzistencí a menších nedostatků.

V textu se nachází několik překlepů (chybějící mezery, špatné tvary slov apod.). Některá tučná zvýraznění textu nedávají příliš smysl, např. slova postupu práce. Text je místy příliš fragmentován krátkými odstavci o dvou či méně řádcích (např. několik za sebou na začátku sekce 4.2.5). Na několika místech první mluvnická osoba množného čísla kazí technický ráz textu. Zkratka HLSL je místy vysázena kurzívou, jindy ne. V úvodu v popisu struktury práce mohly být použity klikací číselné odkazy na kapitoly. Jednou jsou použity nevhodné anglické uvozovky. Na str. 23 text lehce přetéká za okraj stránky.

Odkazy na obrázky a jiné objekty často nejsou uvozeny slovem označujícím typ objektu, případně toto slovo není bezprostředně před číslem odkazu (např. zobrazen níže 3.1). Jeden odkaz na obrázek neobsahuje správné číslo (na fotografii 3.3.1). Obr. 5.2 a 5.1 nejsou v textu odkazovány ve správném pořadí. Obr. 5.3 není referencován v textu. Před vysázenými algoritmy často chybí vertikální mezera.

83
Práce s literaturou

V textu je citováno 25 relevantních, většinou odborných zdrojů na vhodných místech. Některé však mohly být lépe zvoleny či přesunuty.

Zdroje [2, 3, 4, 6, 8] jsou odkazy na produkty a populárně naučné články. Zdroje [20, 21] jsou diplomové práce, nicméně na citovaná témata existuje i odborná literatura, která by byla kvalitnějším zdrojem.  Poznámka pod čarou na str. 6 odkazuje na zdroj popisující reflexní hologramy. Tento zdroj (Encyklopedie fyziky) mohl být nahrazen odbornou knihou. V textu chybí citace patentu displeje od společnosti Looking Glass, který je hlavním zařízením použitým v práci. Formát DOI v seznamu literatury není konzistentní.

Před číselnými odkazy na poznámky pod čarou jsou nevhodně umístěny mezery a naopak za těmito odkazy často mezery chybí. Některé odkazy pod čarou jsou duplicitní (např. dvakrát Oznámení konce podpory tabletu Lume Pad 2 a šestkrát totožný odkaz na nástroj Figma). Jedna poznámka nekonzistentně nekončí tečkou (str. 33).

84
Realizační výstup

Výsledná aplikace je excelentním nástrojem určeným pro vědecký experiment, který byl také vykonán s uživateli a výsledky byly velmi pěkně zpracovány.

Aplikace zobrazuje 3D scénu s implementovanými efekty na 3D displeji. Ovládání je jednoduché a aplikace výborně plní svůj účel. Integrace 3D displeje je bezproblémová. Kódy jsou v projektu vhodně strukturovány.

100
Využitelnost výsledků

Jedná se o práci vědeckého charakteru, a autorka provedla i podrobné měření na úrovni profesionálního výzkumu. Výsledky je v plánu zahrnout do připravované vědecké publikace.

Měření 22 efektů na dvou scénách s 12 účastníky bylo provedeno velmi podrobně a je kvalitně zpracováno. Práce je volně dostupná jako open-source projekt.

Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

V práci je využito netradiční zobrazovací zařízení, nicméně jsou použity oficiální nástroje pro práci s ním a také herní engine, proto není náročnost implementace výrazně zvýšena.

Jistý čas v práci také zabralo poměrně náročné měření s uživateli.

Topics for thesis defence:
  1. V textu se píše: „První Looking Glass displej pro osobní použití byl v roce 2020 Looking Glass Portrait.“ Před tímto modelem však existovaly i jiné. Vysvětlete výše uvedenou větu.
  2. V textu se píše: „quilt...využívá se pro ukládání a získávání obrázků z Looking Glass displeje – podobné snímkům obrazovky u klasických 2D monitorů.“ Co je myšleno touto větou? Na samotném 3D displeji totiž quilt nikdy přímo zobrazen není, a proto jej se snímkem obrazovky lze jen těžko porovnávat.
  3. V textu se píše: „Efektů je implementováno dvacet čtyři, z nich dvacet dva je v aplikaci využito pro účely testování.“ Proč nebyly zbylé dva efekty použity?
  4. Textury jsou v dané složce v projektu odkazovány na své zdroje. Co však je složka s názvem Cartoon_Texture_Pack?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová