Master's Thesis

Blender Based Looking Glass Display Simulator

Final Thesis 12.04 MB

Author of thesis: Ing. Lukáš Vincenc

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Reviewer: Ing. Tomáš Chlubna, Ph.D.

Abstract:

The main objective of this thesis is to create a simulator for holographic Looking Glass displays in the form of a Blender extension. Firstly, some basic terminology concerning holographic displays and Blender is explained. Next, the design and implementation of the add-on are described. The add-on is implemented in Python and divided into three modules. One is for visualizing refraction in lenticular lenses, which are used in holographic displays to produce their images. The second one is for creating holograms compatible with Looking Glass displays. The third one is the actual display simulator. Lastly, the extension is evaluated against a real Looking Glass display. The implemented extension provides satisfactory results, coming close to the real display, and can be used by people learning about holographic displays or by those creating holograms for them.

Keywords:

Looking Glass, autostereoscopic display, hologram, Blender, Python, lenticular lens, refraction, add-on

Date of defence

25.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Topics for thesis defence

  1. Sekce 3.2 v některých ohledech není jasná. Vysvětlete, jak obrázek 3.2 souvisí s rovnicemi 3.3-7? Je vektor N v obrázku to stejné jako vektor n v rovnicích? Jaké násobení je definováno, když není použit žádný symbol, jako např. za závorkou v rovnici 3.3. Pokud rovnice a obrázek souvisí, dokažte to na jednoduchém příkladu.
  2. Proč v obrázku 4.15 chybí ukázka parametru pitch na posledním řádku? Vizuálně by se dalo čekat, že bude v každém sloupci shodný počet ukázek.
  3. Vysvětlete, proč je problém situace na obrázku 4.18. Pro zobrazení více pohledů přece je žádoucí, aby paprsky nepadaly všechny na stejný bod za čočkou.
  4. V textu je psáno „Through trial and error, interlaced images with various configurations were displayed...and...the most favorable results was marked. As a result, the approximate lens configuration that was found...“ Proč byly parametry odhadovány formou pokus-omyl, když je lze ze zařízení vyčíst pomocí existujících nástrojů? Jsou parametry používané v simulátoru přesně stejné jako parametry fyzických zařízení? Tedy pokud by byly použity stejné parametry, jako má fyzické zařízení, bude exportovaný prokládaný obraz z rozšíření funkční na daném fyzickém zařízení?
  5. Jaké aspekty dispeje jste nezohlednil?

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta informačních technologií

Department

Department of Computer Graphics and Multimedia

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Computer Graphics and Interaction (NGRI)

Composition of Committee

prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (předseda)
prof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c. (místopředseda)
doc. RNDr. Milan Češka, Ph.D. (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Beran, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

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

Student pracoval samostatně a pečlivě. Konzultace byly spíše zřídka, ale byly velmi obsažné. Výsledná realizace je velmi povedená.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Cílem práce bylo vytvořit simulátor Looking Glass displeje, aby bylo možné efektivněji porovnávat metody zobrazování. S výsledky práce jsem velmi spokojen.
Aktivita při dokončování

Student práci při dokončování konzultoval.
Publikační činnost, ocenění

Studentova práce bude využívána grafickou skupinou. Je možné, že si najde uživatele ve vědecké komunitě zabývající se činností kolem autostereoskopických displejů.
Práce s literaturou

Student využil doporučené zdroje literatury a sám si dohledal další.
Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student konzultoval spíše zřídka, po větších kusech, ale vždy ukázal velký posun vpřed. Student byl pečlivý a dbal na mé připomínky. Se způsobem jeho práce nemám žádný problém.
Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

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

Realizace je velmi dobrá a užitečná pro výukové i vědecké účely, textová zpráva je na dobré úrovni a obsahuje jen drobné nedostatky.


Výsledný simulátor displeje vypadá velmi pěkně a implementované nástroje jsou užitečné pro experimentální práci v tomto odvětví. Text srozumitelně popisuje práci je doplněn jasnými schématy. Autor projevil aktivitu navíc a nabídl osobní představení dosažených výsledků.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno a práce obsahuje podstatná rozšíření

Všechny body zadání byly splněny.

Mimo samotnou simulaci displeje rozšíření poskytuje i možnost vytvářet data vhodná pro použití v simulátoru i na reálných zařízeních. Dále byla vytvořena i demonstrační výuková scéna popisující optické principy použité v displeji.
Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Zpráva je informačně hodnotná a dobře popisuje problematiku i řešení.

Kapitoly jsou vyvážené a obsahují všechny potřebné informace k pochopení celého procesu řešení.
Prezentační úroveň technické zprávy

Text z velké části dodržuje standardní strukturu a je celkově dobře pochopitelný díky dobré návaznosti a rozdělení kapitol.

Druhá kapitola je kratší a zaměřuje se pouze na obecné představení výsledného produktu. Nejedná se o standardní formát, nicméně toto představení nenarušuje celkovou pochopitelnost textu. V rámci zvyklostí by bylo možné jej umístit na začátek návrhové kapitoly.

 96
Formální úprava technické zprávy

Ve zprávě se vyskytuje jen malé množství drobných nedostatků, které nejsou kritické. Celkově je zpráva hezky vysázena.

Chyby a překlepy se v textu nachází jen ojediněle (např. výskyt českých uvozovek, nevhodný slovesný tvar či nevhodné velké písmeno ve slově Figure mimo referenci). Také jeden výskyt 1. osoby množného čísla a časté výskyty zkrácených tvarů (např. it's místo it is) není vhodný v technickém akademickém textu.

Mnoho obrázků vytvořil autor ve vektorovém formátu. Tyto obrázky velmi jasně popisují problematiku. V obrázku 4.8 jsou pěkně použity miniatury objektů v popiscích, avšak zdá se, že Obj a Cam0 jsou obráceně umístěny.

V obsahu je patrné, že velká písmena nejsou v nadpisech použita konzistentně, místy jsou i obecné pojmy velkými písmeny a jinde ne. Úvod popisuje strukturu kapitol a bylo by lépe přidat přímo číselné odkazy. Místy se v textu nachází zbytečně krátké odstavce o jednom či dvou řádcích.

Některé rovnice nejsou zasazeny do vět správně pomocí interpunkce (např. rovnice 3.8). V textu je odkaz na rovnici ve formátu equation (3.1), který je nekonzistentní se zbytkem odkazů. Některé rovnice nejsou odkazovány v textu, jedná se většinou o odvození výsledné rovnice, která odkazována pak už je (např. rovnice 3.13 a 3.14).

 88
Práce s literaturou

V textu je citováno na vhodných místech 14 zdrojů, většinou odborného charakteru. Některé však nejsou vhodné jako literatura a někde chybí informace.

Zdroje [3, 10] jsou weby produktů a zdroj [11] je GitHub repozitář, což patří spíše do poznámek pod čarou. Ve zdrojích [1, 4, 9] chybí DOI. U popisu Looking Glass displeje mohl být citován jeho patent. Některé citace jsou nevhodně umístěny až za interpunkcí.

 81
Realizační výstup

Rozšíření je plně funkční a snadno použitelné a řešení je z technického hlediska komplexní.

Mimo hlavní 3D model displeje, který věrně simuluje reálné zařízení, jsou implementovány také nástroje pro import a export obrazových dat ve formátu používaném v daných zařízeních a simulace jedné čočky ze zařízení. Simulované zařízení podporuje změny parametrů a lze tak simulovat jakýkoliv existující či hypotetický model zařízení Looking Glass. Kódy jsou vhodně členěny a komentovány.

 100
Využitelnost výsledků

Výsledné rozšíření je unikátní, simuluje existující komerční produkt, je vhodné i pro vědecké účely a je volně dostupné na oficiálním webu rozšíření pro Blender.

Provádění měření na fyzickém displeji od firmy Looking Glass je problematické, jelikož snímání pomocí kamer je ovlivněno dalšími faktory. Vytvořený simulátor tento problém řeší a nabízí možnost vytvořit ideální syntetický snímek téměř totožný s reálným snímkem z displeje. Simulaci lze také využít pro výukové účely a bude tak i využita během dní otevřených dveří a ve výuce grafických předmětů na fakultě.
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Autor vytvořil simulaci pokročilého optického zobrazovacího zařízení jako rozšíření 3D editoru.

Pro simulaci displeje bylo třeba nejen seznámit se s pokročilými principy optiky, programovacím API 3D editoru Blender, ale také s architekturou komerčního produktu, která není přímo popsaná výrobcem.
Topics for thesis defence:
  1. Vysvětlete, proč je problém situace na obrázku 4.18. Pro zobrazení více pohledů přece je žádoucí, aby paprsky nepadaly všechny na stejný bod za čočkou.
  2. Sekce 3.2 v některých ohledech není jasná. Vysvětlete, jak obrázek 3.2 souvisí s rovnicemi 3.3-7? Je vektor N v obrázku to stejné jako vektor n v rovnicích? Jaké násobení je definováno, když není použit žádný symbol, jako např. za závorkou v rovnici 3.3. Pokud rovnice a obrázek souvisí, dokažte to na jednoduchém příkladu.
  3. Proč v obrázku 4.15 chybí ukázka parametru pitch na posledním řádku? Vizuálně by se dalo čekat, že bude v každém sloupci shodný počet ukázek.
  4. V textu je psáno „Through trial and error, interlaced images with various configurations were displayed...and...the most favorable results was marked. As a result, the approximate lens configuration that was found...“ Proč byly parametry odhadovány formou pokus-omyl, když je lze ze zařízení vyčíst pomocí existujících nástrojů? Jsou parametry používané v simulátoru přesně stejné jako parametry fyzických zařízení? Tedy pokud by byly použity stejné parametry, jako má fyzické zařízení, bude exportovaný prokládaný obraz z rozšíření funkční na daném fyzickém zařízení?
Points proposed by reviewer: 93

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová